用于将机械振动能量转化为电能的永磁体发电机的制作方法

专利名称：用于将机械振动能量转化为电能的永磁体发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将机械振动能量转化为电能的机电发电机。 特别是，本发明涉及这样的设备，它是一种能将周围振动能量转化为 电能的小型发电机，例如用于为智能传感器系统供电。这种系统可以 用在许多取消电缆或电池可以带来经济优势或者操作优势的领域。
背景技术：
已经知道利用机电发电机从环境振动采集有用电力，例如给无线 传感器供电。常用的磁体-线圏发电机由连接到磁体或线圏的弹簧-质 块组合构成，当该系统振动时，线圏切割由磁性芯部形成的磁力线。
作为原则，在本领域普遍知道，磁性芯部发电机的弹簧-质块组合 的质量越大，输出电力越大。能量采集器需要在较宽的带宽范围内产 生较大电力，因为在设置之前并不知道振动频率，或者振动频率可能 改变。谐振能量釆集器在较宽带宽范围内具有较大电力，要求质量较
大、Q值较大且磁性耦合因子较大。
US-A-2003/0173725公开了一种振动阻尼设备，其将机械能转化 为电能，并且作为加热器以熟知方式安装在飞行器中，特别是安装在 直升机中。这种设备并非设计用作机电发电机而从环境振动中有效收 集大量电力例如用于给无线传感器供电的。
CN-A-1852011公开了 一种磁场挤压增强振动发电机，其中两个相 反的磁体由其间的非磁性材料片连接，形成组件，该组件被相反的弹 簧偏压，在壳体内上/下振动。线圏环绕该材料片，并且安装在该壳体 内，位于其内壁上。该组件的上下振动在周围线圏内感生出电流
发明内容
本发明的目标是提供一种能以切实方式将全部三个参数最大化的 设备。
因此，本发明提供一种用于将机械振动能量转化为电能的机电发
电机，该机电发电机包括壳体；固定安装在该壳体内的导电线圏组件， 该线圏组件具有径向内外侧部和上下边缘；用于该线圏组件的安装件， 该安装件向径向内侧部的内部延伸，用于将该线圏组件固定在该壳体 内的固定位置；磁性芯部组件，该磁性芯部组件移动安装在该壳体内， 沿着轴线线性振动；和安装在该壳体和该磁性芯部组件之间的偏压设 备，该偏压设备沿着所述轴线向着中央位置以相反方向偏压该磁性芯 部组件，其中所述磁性芯部组件在径向外侧部和所述上下边缘以及所 述径向内侧部的 一部分上封闭所述导电线圏组件，所述磁性芯部组件 在其径向内部部分具有间隙，所述安装件通过该间隙延伸，并且所述 径向内部部分包括沿着所述轴线隔开的两个相反磁体。
优选，所述偏移设备包括一对弹簧，每个弹簧位于所述磁性芯部 组件的各端部。
优选，所述弹簧包括板簧。
优选，所述磁性芯部组件包括沿着所述轴线隔开的两个相反磁路。
优选，所述磁性芯部组件包括一对沿着所述轴线隔开的磁体，所 述磁体的磁极具有彼此面对的第一共同极性，并且所述磁体彼此背向 的磁极具有第二共同极性并且耦接到共用铁磁体，该铁磁体相对于该 轴线位于所述磁体的径向外侧。
优选，所述共用铁磁体为管状，且在其每一端具有径向向内延伸 的臂，每条臂上安装各磁体。
优选，所述共用铁磁体包括所述磁性芯部组件的径向外部部分、 上部部分以及下部部分，并且所述磁体包括所述径向内部部分。
优选，用于所述线圈组件的安装件包括环状线圏支撑件，该线團 支撑件具有从所述线圏组件中央部分径向向内延伸并安装在沿着所述
轴线固定的中央主体上的中央安装部分。
优选，所述安装部分限定环状凹部，其中接收电路，用于电气调节所述线圏组件的电气输出。
优选，所述电路由密封材料包封在所述环状凹部内，所述密封材 料密封并保护所述电路免受不期望的环境影响。
优选，用于所述线圏组件的所述安装件包括模制塑料主体，该模 制塑料主体包封所述线圏，所述模制塑料主体包括整体形成的中央主 体，该中央主体沿着所述轴线固定并配合在所述壳体的盖板和基座。
优选，所述整体形成的中央主体包封沿着所述轴线延伸的细长强 化构件。
优选，所述模制塑料主体包封用于电气调节所述线圏组件电气输 出的电路。
优选，所述模制塑料主体包封从所述线圏组件延伸的电线，并进 一步包括连接到所述导线的连接销，以用于电气连接到外部电路，所 述连接销从所述模制塑料主体暴露在所述壳体外部的的外表面延伸。
本发明还提供一种用于将机械振动能量转化为电能的机电发电 机，该机电发电机包括固定的导电线圏组件和移动安装且沿着轴线线 性振动的磁体组件，其中所述磁体组件包括一对沿着所述轴线隔开的 磁体，所述磁体的磁极具有彼此面对的第一共同极性，并且被间隙隔 开，所述磁体彼此背向的磁极具有第二共同极性并且耦接到共用铁磁
体，所述共用铁磁体相对于所述轴线径向位于所述磁体外侧；和偏压 设备，该偏压设备用于沿着所述轴线以相反的方向向着中央位置偏压 包括所述一对磁体以及与其耦接的所述铁磁体的所述磁体组件，其中 所述磁体组件包括沿着所述轴线隔开的两个相反的磁路，每个磁路与 所述线圏组件的各部分相关联。
优选，所述机电发电机进一步包括壳体，其中所述导电线圏组件 固定安装在该壳体内，所述线圏组件具有径向内外侧部和上下边缘； 用于该线圏组件的安装件，该安装件向径向内侧部的内部延伸，用于 将该线圏组件固定在该壳体内的固定位置；所述磁体组件移动安装在 该壳体内，所述偏压设备安装在该壳体和该磁体组件之间，其中所述具有间隙，所述安装件通过该间隙延伸，并且所述径向内部部分包括 沿着所述轴线隔开的两个相反磁体。
所述偏压设备优选包括一对弹簧，每个弹簧位于所述磁体组件的
各端部。
所述弹簧可以包括板簧。
优选，所述磁体组件旋转对称，并且具有限定所述间隙的基本上
c形截面。
优选，所述共用铁磁体为管状，并且在其每个端部具有径向向内 延伸的臂，每条臂上安装各磁体。
优选，所述共用铁磁体包括所述磁体组件的径向外部部分、上部 部分以及下部部分，并且所述》兹体包括所述》兹体组件的径向内部部分。
本发明进一步提供一种用于将机械振动能量转化为电能的机电发 电机，所述机电发电机包括固定的导电线圏组件和移动安装且沿着轴
线线性振动的磁体组件；和沿着所述轴线向着中央位置以相反方向偏 压所述磁体组件的偏压设备，其中所述磁体组件旋转对称且具有封闭 环形凹腔的基本上C形截面，所述环形凹腔在其内径上具有间隙，所 述线圏组件设置在所述凹腔内。
优选，所述磁体组件包括两个沿着所述轴线隔开的相反磁路，每 个磁路与所述线圏组件的各部分关联。
优选，所述机电发电机进一步包括壳体，其中所述导电线圏组件 固定安装在所述壳体中，所述线圈组件具有径向内外侧部和上下边缘， 用于所述线圏组件的安装件向所述径向内侧部的内部延伸，用于将所 述线圏组件固定在所述壳体中的固定位置，所述磁体组件移动安装在 所述壳体中，并且所述偏压设备安装在所述壳体和所述磁体组件之间， 其中所述磁体组件在所述径向外侧部、所述上下边缘和所述径向内侧 部的 一部分上封闭所述导电线圏组件，所述磁体组件在其径向内侧部 分上具有间隙，所述安装件通过该间隙延伸，并且所述径向内侧部分 包括沿着所述轴线隔开的两个相反磁体。在所述磁体组 件各端部。
在本发明优选实施方式的机电发电机中，通过以金属磁性芯部组 件填充几乎全部内部空间，可以实现较大的运动质量。至少可以部分 地实现这种效果，因为磁性芯部组件相对两端的平板弹簧节约了体积。
此外，得益于磁性芯部组件"封闭，，结构的较大的Q值泄漏很少的磁通 量，因此在静止壳体的周围材料中只有非常小的涡流。因此，只需在 运动磁性芯部组件和壳体之间保持非常小的间隙，允许运动质量更大。 较大的磁性耦合同样得益于磁性芯部组件封闭特性，此时磁通量泄漏 非常少——几乎全部磁通量通过线圏引导。


现在参照附图，仅作为示例来说明本发明的实施方式，其中 图l是根据本发明第一实施方式，穿过将机械振动能量转化为电
能的机电发电机的示意侧视截面；
图2是图1所示机电发电机中的第一弹簧的示意平面图； 图3是图1所示机电发电机中的第二弹簧的示意透视图； 图4是根据本发明第二实施方式，穿过将机械振动能量转化为电
能的机电发电机的示意侧视截面；
图5和6是穿过图4所示机电发电机的示意侧视截面，分别示出
了振动磁性芯部组件的上下位置。
具体实施例方式
本发明的机电发电机是本领域所知的"速度阻尼"型谐振发电机， 其中惯性质量相对于壳体的运动所做的全部功与该运动的瞬时速度成 比例。当然不可避免的是，该功的一部分被吸收，超过了不希望的机 械或电气损耗，但是该功的剩余部分可以经由适当的变送机构，诸如 以下所述的电气线圏/磁性组件产生电流。
图l至3示出了根据本发明，用于将机械振动能量转化为电能的机电发电机2。该机电发电机2包括壳体4。壳体4包括环形外周边壁 6、整体形成的圆形盖板8和圆形基座10。基座10在其圆形边缘12 处例如借助粘结剂或螺紋耦合件(未示出)固紧配合到外周边壁6的 下边缘14。外周边壁6限定柱状截面内空腔16，该内空腔具有旋转轴 线A-A。圆形开口 18穿过盖板8形成，该开口 18与柱状截面的内空 腔16同轴。
基座10在其外表面上设置有配件20，用来将机电发电机2牢固 安装到支撑件(未示出)。
导电线圏22固定安装在壳体4中。线圏22为圆形，且与壳体4 同轴，并且具有径向内外侧部21、 23，侧部21、 23平行于旋转轴线 A-A延伸。线圏22具有上下边缘27、 29。线圏22安装在环形线圏支 撑件24内，该线圏支撑件沿着径向基本上位于轴线A-A和外周边壁6 之间的中部，并且沿着轴向基本上位于盖板8和基座IO之间的中部。 线圏支撑件24具有整体形成的环形中央安装部分26，该中央安装部 分从线圏22的中部径向向内延伸，并且安装在中央管状主体28上， 该中央管状主体牢固配合在盖板8和基座10之间。该组件将线圏22 安装在壳体4内的固定位置。优选线圏支撑件24由导电性很低的材料 诸如加载玻璃的塑料制成。优选中央管状主体28由导磁性很低、传导 性很低、弹性模量很高的材料诸如316不锈钢制成。
安装部分26限定环形凹部30，其中接收电路32，用于例如借助 电压调节来电气调节线圏20的电气输出。电路32由塑料或橡胶密封 材料34包封在环形凹部30内，该密封材料密封并保护电路32，免受 不希望的环境影响，诸如湿度、液体等。线圏22借助第一导线36与 电路32连接，而电路32具有第二导线38,第二导线穿过盖板8上的 开口18延伸，用于连接外部电路(未示出)。
线圏20具有第一和第二线圏部分40、 42，它们分别位于安装部 分26之上和之下。
磁性芯部组件50移动安装在壳体4内，用于沿着轴线A-A线性 振动。磁性芯部组件50旋转对称，并包括一对轴向对准的环形磁体52、 54，每个磁体通常为稀土永磁体，具有较高的磁场强度。磁体52、 54安装在安装部分26的相反两侧，上侧和下侧，并且沿着径向安装 在线圏20内。磁体52、 54各自从安装部分26轴向隔开，并且限定间 隙55，安装部分26通过该间隙延伸。如图l所示，磁体52、 54对准， 所以它们相同磁极56、 58(例如如图1所示的北极(N))在安装部分 26的相反两次彼此面对。
磁性芯部组件50还包括共用铁磁体64。磁体52、 54安装在共用 铁磁体64的相对环形臂60、 62之间。沿着轴向向外方向彼此背向的 磁体52、 54的磁极66、 68 (例如南极(S))各自安装在各环形臂60、 62上。共用铁磁体64还包括管状部分70，该管状部分70由两个相互 锁止的管状构件72、 74构成，各管状构件与各环形臂60、 62整体形 成。这样，每个第一和第二线圏部分40、 42分别至少局部位于共用铁 磁体64的管状部分70和其中一个磁体52、 54之间。
耦接到径向内部磁体52、 54的径向外部共用铁磁体64这种磁性 芯部组件50在它们之间限定了环状封闭腔体43，线圏22接收在其中。 磁体52、 54位于线圏22内侧部21的附近，而共用铁J兹体64位于线 圏22外侧部23附近。磁体52、 54与共用铁磁体64从线圏22略微隔 开，以允许两者之间进行相对平移运动。磁性芯部组件50在径向内侧 部21和上下边缘27、 29上以及一部分径向内侧部21上封闭线圏22， 而由磁体52、 54构成的磁性芯部组件在其径向内部具有间隙55，安 装部分26通过该间隙延伸。共用铁磁体64包括磁性芯部组件50的径 向外部部分和上下部分。磁性芯部组件50因此具有基部上C形截面， 并且旋转对称。
腔体43在第一和第二线圏部分40、 42每一个部分与中央管状主 体28之间以及安装部分26上下之间具有各腔体部分44、 46。
共用铁磁体64由导磁性较高、质量较大的铁磁性材料诸如软铁构 成。共用铁》兹体64和/P兹体52、 54的组件因此形成》兹性芯部组件50 的两个轴向隔开的磁路76、 78，磁通量在图1中以虛线示出，每个磁 体52、 54—条虛线。每个磁路76、 78的磁通量线的极限由该环状臂60、 62以及管状构件72、 74限定，基本上阻止来自每个磁体52、 54 的磁通量从共用铁磁体轴向或径向向外延伸。由于相对的磁体52、 54 以相同磁极56、 58 (例如，N极)彼此面对，在磁性芯部组件50的 中央区域80，相反磁路76、 78的磁通量相反，从而向着共用铁磁体 64径向向外引导磁通量。
合成效果是单一磁性芯部组件50包括两个分开的磁体52、 54， 并且每个磁体具有各自磁路76、 78，其中约束了比例非常大的磁通量 以通过各线圏部分40、 42。这样又在磁体52、 54与线圏22之间提供 了程度很高的磁性耦合。因此，磁体52、 54与线圏22之间的任何相 对运动，特别是如下所述的磁性芯部组件50相对于固定线圏22的线 性轴向谐振运动，能在线圏22处产生非常大的电力输出。
共用铁磁体64利用 一对相反的板簧82、 84移动安装到中央管状 主体28。 一个弹簧82、 84位于共用铁磁体64的各上下端83、 85与 中央管状主体28的各上下端86、 88之间。每个弹簧82、 84的径向内 部环状边缘90、 92例如借助螺紋94、 96牢固配合到各上下端86、 88。 每个弹簧82、 84的径向外部环状边缘98、 100例如借助螺紋102、 104 牢固配合到共用铁磁体64的各上下端83、 85。
如图2所示，在一种替代布置中，每个弹簧82、 84具有螺旋配置， 带有多条在径向内部环状边缘90、 92与径向外部环状边缘98、 100 之间延伸的螺旋臂108。
如图3所示，在另一种替代布置中，每个弹簧82、 84具有阶梯状 轭架配置，带有以级联台阶形式在径向内部环状边缘90、 92与径向外 部环状边缘98、 IOO之间延伸的多个偏心辄架110、 112。
当磁性芯部组件50从中央平衡位置离开时，两个弹簧82、 84各 自向磁体组件50施加相同的才几械偏压力。两个弹簧82、 84优选具有 相同的弹簧系数。
在移动磁性芯部组件50相对的轴向端提供一对板簧82、 84，形 成了一种不仅能在磁性芯部组件50上提供足够的弹簧偏置回复力以 相对于线圏22朝向轴向中央位置偏压该磁性芯部组件，而且在壳体4内基本上占据最小体积的结构。特别是，弹簧82、 84位于移动磁性芯 部组件50相对的轴向端的位置，使得磁性芯部组件50径向向外延伸， 基本上达到壳体4内的内部径向边界。这样使得在给定的内部空腔16 内，磁性芯部组件50的尺寸最大，这样不仅使得磁性耦合最大化，而 且重要的是允许移动磁性芯部组件的质量相应地最大化。正如本领域 所知，在谐振电磁能量采集器中期望将移动磁性芯部组件的质量最大 化，因为这样能增大输出电力。
提供一对板簧82 、 84还避免了需要包围移动磁性芯部组件的昂贵 且笨重的螺旋弹簧。这样通过降低部件成本而降低了制造成本。
移动磁性芯部组件与线圏之间程度较高的磁性耦合，以及移动磁 性芯部组件较大的质量，使得谐振频率可以稳定地精确调节到期望值， 并且还允许在谐振过程中向移动芯部组件施加较大的自回复力，以使 谐振幅值最小。由于幅值受到限制，所以弹簧82、 84的变形程度总是 很小，良好地处于它们的线性弹簧特性范围内。通常，环形配件102、 104以及盖板8或基座IO之间的环形间隙114、 116大约分别为lmm， 因此最大幅值小于该距离。此外，这样也使得壳体4内的轴向可用空 腔16最大。
弹簧82、 84向着中央位置偏压磁性芯部组件50，当机电发电机2 承受所施加的机械力，特别是至少具有沿着轴线A-A的分量的机械振 动时，该磁性芯部组件50可以沿着轴线A-A轴向移动。弹簧82、 84 沿着横向，即径向，具有较大的刚度，所以基本上阻止了磁性芯部组 件50的非轴向运动。
壳体4的内部空腔16可以包括气体。壳体4可以气密地密封壳体 4的内部空腔16。
机电发电机2采用安装在壳体4内的谐振质块-弹簧布置。如果机 电发电机2承受导致其沿着A-A方向运动的外部振动源，则磁性芯部 组件50包括同样可以相对于壳体4沿着A-A方向移动的惯性质块。 这样，弹簧82、 84轴向变形，并且抵抗阻尼器做功，该阻尼器包括静 态电气线圏和移动磁性芯部组件，该移动磁性芯部组件产生磁通量区域，电气线圏位于该区域中。电气线圏在磁通量中的运动导致电流导 入电气线圏，该电气线圏可以用作驱动外部设备(未示出)的电源。
此外，虽然该实施方式中，弹簧是板簧，但是也可以釆用其他偏 压元件。
磁性芯部组件的质量相对于设备的尺寸可以制作地非常大，从而 例如较之悬臂设备而言，增大该设备的总体质量密度。对于该设备占 用的给定体积来说，可以提供更大的运动质量。由于上述原因，这样 也使得电力输出最大化。
作为增加磁性耦合的结果，通过增大电气输出，可以显著增大该 设备的操作带宽。这样又显著改善了该设备应用于众多新型能量采集 场合的能力。
简单的板簧可以用在机电发电机中。这样提供可靠且简单的结构， 防止磁性芯部组件横向运动，摩擦较小，且避免了错综复杂和/或昂贵
的制造技术。产生的结构结实紧凑。由于板簧承受非常小的变形幅度， 所以它们的机械特性并不十分重要，因为它们永远不会在接近线性弹 性运动的机械极限的情况下发生变形，所以它们可以相应地具有相对 传统的质量，因此具有较低的部件成本。
图4示出了第二实施方式，该实施方式具有比第一实施方式更低 的部件成本，并且特别适合用在输入机械振动能量频率较低且幅值较 大的能量釆集场合。
在该实施方式中，电磁发电机200的外部壳体204由模制塑料构 成。线圏支撑件224、中央安装部分26和中央管状主体28由单一整 体形成的塑料模制主体230形成，该塑料模制主体230包封线圏222， 线圈222优选由铜导线制成。电路板225,可任选设置，也可以包封 在主体230内。金属强化构件226可以任选地模制在单一整体形成的 模制主体230内。线圏222具有从其引出的导线232，该导线232经 由任选的电路板225连接到设置在壳体204顶部表面236上的连接销 234，以电连接外部电路。磁性芯部组件250包括两个环状磁体252、 254，它们极性相反，由导磁性较高的金属芯部256例如软钢相互连接。上下弹簧282、 284分别安装在芯部256的上下部分286、 288和主体 230的上下部分290、 292之间，主体230的上下部分290、 292分别 牢固固定到盖板294和基座296。这种固定可以气密地密封壳体204 的内部空腔300。弹簧282、 284可以包括以化学蚀刻塑形的金属板， 例如具有如图2或3所示的螺旋弹簧构造。基座296的螺紋孔298提 供螺紋配合，用于将电磁发电机200螺紋连接到振动表面(未示出)。 图5和6是穿过图4所示机电发电机的示意侧视截面，分别示出 了振动磁性芯部组件的上下位置。上下弹簧282、 284向图4所示的中 央位置偏移磁性芯部组件250，但是当电磁发电机200承受振动输入 时，磁性芯部组件250围绕中央位置在图5和6所示上下位置极限之 间振动。可以看出，上下弹簧282、 284控制振动磁性芯部组件250 的运动，以使壳体204的基本上整个内部空腔300用来容纳运动元件 以产生电力，从而使得设备的动力尺寸比更为有效。在其上下极限处， 振动磁性芯部组件250通常与壳体204的盖板294和基座296隔开大 约lmm。
本发明的其他改动方案和实施方式对于本领域技术人员来说是容 易明白的。
权利要求
1.一种用于将机械振动能量转化为电能的机电发电机，该机电发电机包括壳体；固定安装在该壳体内的导电线圈组件，该线圈组件具有径向内侧部、径向外侧部和上下边缘；用于该线圈组件的安装件，该安装件向径向内侧部的内部延伸，用于将该线圈组件固定在该壳体内的固定位置；磁性芯部组件，该磁性芯部组件可移动地安装在该壳体内，以沿着一轴线线性振动；和安装在该壳体和该磁性芯部组件之间的偏压设备，该偏压设备沿着所述轴线向着中央位置以相反方向偏压该磁性芯部组件，其中所述磁性芯部组件在径向外侧部和所述上下边缘以及所述径向内侧部的一部分上封闭所述导电线圈组件，所述磁性芯部组件在其径向内部部分上具有间隙，所述安装件通过该间隙延伸，并且所述径向内部部分包括沿着所述轴线隔开的两个相反磁体。
2. 如权利要求1所述的机电发电机，其特征在于，所述偏压设备 包括一对弹簧，每个弹簧位于所述磁性芯部组件的各端部。
3. 如权利要求2所述的机电发电机，其特征在于，所述弹簧包括 板簧。
4. 如前述权利要求任一项所述的机电发电机，其特征在于，所述 磁性芯部组件包括沿着所述轴线隔开的两个相反磁路。
5. 如前述权利要求任一项所述的机电发电机，其特征在于，所述 磁性芯部组件包括一对沿着所述轴线隔开的磁体，所述磁体的磁极具 有彼此面对的第一共同极性，并且所述磁体彼此背向的磁极具有第二 共同极性并耦接到共用铁磁体，该铁磁体相对于该轴线位于所述磁体 的径向外侧。
6. 如权利要求5所述的机电发电机，其特征在于，所述共用铁磁 体为管状，且在其每一端具有径向向内延伸的臂，每条臂上安装有相 应的》兹体。
7. 如权利要求5或6所述的机电发电机，其特征在于，所述共用 铁磁体包括所述磁性芯部组件的径向外部部分、上部部分以及下部部分，并且所述/P兹体包括所述径向内部部分。
8. 如前述权利要求任一项所述的机电发电机，其特征在于，用于 所述线圏组件的安装件包括环状线圏支撑件，该线圏支撑件具有从所 述线圏组件的中央部分径向向内延伸并安装在沿着所述轴线固定的中 央主体上的中央安装部分。
9. 如权利要求8所述的机电发电机，其特征在于，所述安装部分 限定一环状凹部，在该环状凹部中接收有电路，该电路用于电气调节 所述线圏组件的电气输出。
10. 如权利要求9所述的机电发电机，其特征在于，所述电路由 密封材料包封在所述环状凹部内，所述密封材料密封并保护所述电路 免受不期望的环境影响。
11. 如前述权利要求任一项所述的机电发电机，其特征在于，用 于所述线圏组件的所述安装件包括模制塑料主体，该模制塑料主体包 封所述线圏，所述模制塑料主体包括整体形成的中央主体，该中央主 体沿着所述轴线固定并配合在所述壳体的盖板和基座上。
12. 如权利要求11所述的机电发电机，其特征在于，所述整体形 成的中央主体包封沿着所述轴线延伸的细长强化构件。
13. 如权利要求11或12所述的机电发电机，其特征在于，所述 模制塑料主体包封用于电气调节所述线圏组件电气输出的电路。
14. 如权利要求11至13任一项所述的机电发电机，其特征在于， 所述模制塑料主体包封从所述线圏组件延伸的电线，并进一步包括连 接到所述导线的连接销，以用于电气连接到外部电路，所述连接销从 所述模制塑料主体的暴露在所述壳体外部的外表面延伸。
15. —种用于将机械振动能量转化为电能的机电发电机，该机电 发电机包括固定的导电线圏组件和可移动地安装以沿着一轴线线性振 动的磁体组件，其中所述磁体组件包括一对沿着所述轴线隔开的磁体， 所述磁体的磁极具有彼此面对的第 一共同极性，并且被一 间隙隔开， 所述磁体彼此背向的磁极具有第二共同极性并且耦接到共用铁磁体， 所述共用铁磁体相对于所述轴线径向位于所述磁体外侧；和偏压设备，该偏压设备用于沿着所述轴线以相反的方向向着中央位置偏压包括所 述一对磁体以及与其耦接的所述铁磁体的所述磁体组件，其中所述磁体组件包括沿着所述轴线隔开的两个相反的磁路，每个磁路与所述线 圏组件的相应部分相关联。
16. 如权利要求15所述的机电发电机，其特征在于，所述机电发 电机进一步包括壳体，其中所述导电线圏组件固定安装在该壳体内， 所述线圏组件具有径向内侧部、径向外侧部和上下边缘；用于该线圏 组件的安装件，该安装件向径向内侧部的内部延伸，用于将该线圏组 件固定在该壳体内的固定位置；所述磁体组件可移动地安装在该壳体 内，所述偏压设备安装在该壳体和该磁体组件之间，其中所述磁性芯 部组件在径向外侧部和所述上下边缘以及所述径向内侧部的一部分上 封闭所述导电线圏组件，所述磁性芯部组件在其径向内部部分具有间 隙，所述安装件通过该间隙延伸，并且所述径向内部部分包括沿着所 述轴线隔开的两个相反磁体。
17. 如权利要求15或16所述的机电发电机，其特征在于，所述 偏压设备包括一对弹簧，每个弹簧位于所述磁体组件的相应端部。
18. 如权利要求17所述的机电发电机，其特征在于，所述弹簧包 括板簧。
19. 如权利要求15至18任一项所述的机电发电机，其特征在于， 所述磁体组件旋转对称，并且具有限定所述间隙的基本上C形截面。
20. 如权利要求15至19任一项所述的机电发电机，其特征在于， 所述共用铁磁体为管状，并且在其每个端部具有径向向内延伸的臂， 每条臂上安装有相应磁体。
21. 如权利要求15至20任一项所述的机电发电机，其特征在于， 所述共用铁磁体包括所述磁体组件的径向外部部分、上部部分以及下 部部分，并且所述磁体包括所述磁体组件的径向内部部分。
22. —种用于将机械振动能量转化为电能的机电发电机，所述机 电发电机包括固定的导电线圏组件和可移动地安装以沿着轴线线性振 动的磁体组件；和沿着所述轴线向着中央位置以相反方向偏压所述磁体组件的偏压设备，其中所述磁体组件旋转对称且具有封闭环形凹腔的基本上c形截面，所述环形凹腔在其内径上具有间隙，所述线圏组件设置在所述凹腔内。
23. 如权利要求22所述的机电发电机，其特征在于，所述磁体组 件包括两个沿着所述轴线隔开的相反磁路，每个磁路与所述线圏组件 的相应部分关联。
24. 如权利要求22或23所述的机电发电机，其特征在于，所述 机电发电机进一步包括壳体，其中所述导电线圏组件固定安装在所述 壳体中，所述线圏组件具有径向内侧部、径向外侧部和上下边缘；用 于所述线圏组件的安装件，该安装件向所述径向内侧部的内部延伸， 用于将所述线圏组件固定在所述壳体中的固定位置，所述磁体组件可 移动地安装在所述壳体中，并且所述偏压设备安装在所述壳体和所述 磁体组件之间，其中所述磁体组件在所述径向外侧部、所述上下边缘 以及所述径向内侧部的 一部分上封闭所述导电线圏組件，所述/P兹体组 件在其径向内部部分上具有间隙，所述安装件通过该间隙延伸，并且 所述径向内部部分包括沿着所述轴线隔开的两个相反磁体。
25. 如权利要求22至24任一项所述的机电发电机，其特征在于， 所述偏压设备包括一对弹簧，每个弹簧设置在所述磁体组件的相应端 部。
全文摘要
一种用于将机械振动能量转化为电能的机电发电机，该机电发电机包括壳体(4)；固定安装在该壳体(4)内的导电线圈组件(22、24)；用于该线圈组件(22、24)的安装件，该安装件向径向内侧部的内部延伸，用于将该线圈组件(22、24)固定在该壳体(4)内；磁性芯部组件(50)，该磁性芯部组件移动安装在该壳体(4)内，沿着轴线(A)线性振动；和安装在该壳体(4)和该磁性芯部组件(50)之间的偏压设备，该偏压设备沿着所述轴线向着中央位置以相反方向偏压该磁性芯部组件(50)，其中所述磁性芯部组件(50)在径向外侧部(23)和所述上(27)下(29)边缘封闭所述导电线圈组件(50)，所述磁性芯部组件(50)在其径向内部部分具有间隙(55)，所述安装件(26)通过该间隙延伸，并且所述径向内部部分包括沿着所述轴线(A)隔开的两个相反磁体(52、54)。
文档编号H02K35/02GK101682248SQ200880013809
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月17日 优先权日2007年4月27日
发明者S·罗伯茨 申请人:佩尔皮图姆有限公司