一种按压式微电流供电装置的制作方法

本实用新型涉及磁电转换，尤其涉及一种按压式微电流供电装置。

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背景技术：
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近年来，电子系统的飞速发展，尤其是可穿戴设备和物联网系统更是炙手可热。以可穿戴设备为例，所有的设备都面临一个问题，那就是电池问题，人们都不希望可穿戴设备要时刻关注电池的电量，同时物联网中用到的大量无线传感器也需要电池供电，而这些设备所需要的电量都比较小，比如无线传感器，所需要工作的电量在毫瓦级别。因此，人们开始考虑利用周围的各种环境能源，如人们身边微小的振动、光、热和电磁波等都可以被收集起来并转换为电能，用来替换设备必不可少的电池，一来可以让系统更持久的运行而无须更换电池，另外还可以为设备节省大量的电池，从而使系统更加环保。

专利号为2016200284370实用新型公开了一种改进的电磁式振动能量收集装置，其包括：本体，其具有一收容腔，且本体中装设有第一挡板、第一磁铁、第二挡板、第二磁铁、第三挡板，且第一磁铁和第二磁铁的极性相反；固定件固定于本体的卡槽；线圈装设于所述收容腔，其包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体之间通过圆柱板体固定连接，且绕在圆柱板体；其中，第一板体向下运动抵接于第二挡板，第二板体向下运动抵接于第三挡板，松开按挚，第一板体向上运动抵接于第一挡板，第二板体向上运动抵接于第二挡板，运动的过程中，根据磁通量的变化和磁回路方向的转换，进而产生感应电流，短时间内磁通量发生了极大的变化，使设备产生足够的电流，供电子设备正常工作。

该实用新型存在的问题是，需要两组对称布置的磁铁，结构复杂、成本高；工作时需要的按压力大，使用的舒适性差。

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技术实现要素：
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本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本较低的按压式微电流供电装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种按压式微电流供电装置，包括机架、线圈磁轭组件、磁铁组件、磁铁组件驱动架和复位弹簧，机架包括壳体，线圈磁轭组件固定在壳体中；磁铁组件驱动架包括叉形架，叉形架的前部包括磁铁组件两块磁铁和三块导磁片的安装槽，安装槽向后开口；叉形架的后部包括两根叉杆，叉杆的后端与壳体铰接；壳体侧壁的前部包括开口，线圈磁轭组件的两块导磁板从所述的开口向前伸出，插入到磁铁组件三块导磁片之间的两个空档中；复位弹簧布置在叉形架前部的下方，位于叉形架与机架之间。

以上所述的按压式微电流供电装置，壳体侧壁的两侧分别包括铰接孔，叉杆后端的内侧包括铰接轴，铰接轴插入铰接孔。

以上所述的按压式微电流供电装置，线圈磁轭组件包括螺钉、线圈和磁轭，磁轭包括导磁心柱、导磁铆钉和两块所述的导磁板；线圈套在导磁心柱上，导磁铆钉穿过第一导磁板、导磁心柱和第二导磁板，将第一导磁板、导磁心柱和第二导磁板铆合在一起；导磁铆钉上端包括螺纹孔，壳体顶板包括螺钉孔，螺钉穿过螺钉孔，旋入螺纹孔，将线圈磁轭组件固定在壳体中。

以上所述的按压式微电流供电装置，磁轭包括垫块，垫块布置在线圈后方，夹在两块导磁板之间。

以上所述的按压式微电流供电装置，叉形架包括本体和盖板，本体的前部包括所述的安装槽，安装槽包括下开口，盖板通过螺钉固定在安装槽的下开口部位，将磁铁组件的两块磁铁和三块导磁片夹紧在安装槽中；两块磁铁布置在三块导磁片之间的两个空档中，两块磁铁的近端互斥；本体的前端包括弹簧座，复位弹簧的上端安装在弹簧座中。

以上所述的按压式微电流供电装置，包括中空且下部开口的按键，机架包括外壳，外壳的顶板包括按键孔，按键布置在外壳的按键孔中，后部与外壳铰接，按键前端包括挂钩，挂钩钩在按键孔前端的下沿上；壳体安装在外壳内，固定在外壳的底板上；叉形架前部的顶面与按键的前部接触，复位弹簧布置在叉形架前部底面与外壳的底板之间。

本实用新型的按压式微电流供电装置只需要一组磁铁组件，结构简单，产品成本较低。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例按压式微电流供电装置的立体图。

图2是本实用新型实施例按压式微电流供电装置的主视图。

图3是本实用新型实施例按压式微电流供电装置的俯视图。

图4是图3中的A向剖视图。

图5是图4中的B向剖视图。

图6是本实用新型实施例按压式微电流供电装置机芯的立体图。

图7是本实用新型实施例按压式微电流供电装置机芯另一视角的立体图。

图8是本实用新型实施例按压式微电流供电装置机芯的主视图。

图9是本实用新型实施例按压式微电流供电装置机芯的俯视图。

图10是图9中的C向剖视图。

图11是本实用新型实施例按压式微电流供电装置机芯的分解图。

[具体实施方式]

本实用新型实施例按压式微电流供电装置的结构如图1至图11所示，包括外壳1、按键2和机芯。

按键2为中空薄壁结构，下部敞口，前部有挂钩201，后部有铰接轴(图中未示出)。外壳1的顶板有一个按键孔101，按键2布置在外壳1的按键孔101中，后部与外壳1按键孔后部的边缘铰接，前端的挂钩钩在按键孔101前端的下沿上。

机芯安装在外壳1中，位于按键2的下方。

机芯包括壳体3、线圈磁轭组件、磁铁组件、磁铁组件驱动架和复位弹簧10，线圈磁轭组件固定在壳体3中。

磁铁组件驱动架包括叉形架4和盖板5，叉形架4的前部401有一个向后开口安装槽403，叉形架4的后部有两根叉杆402，叉杆402的后端与壳体3铰接。

叉形架4前部的安装槽403有一个下开口，盖板5通过螺钉固定在叉形架4安装槽403的下开口部位，将磁铁组件的两块磁铁6和三块导磁片7夹紧在安装槽403中。两块磁铁6布置在三块导磁片7之间的两个空档中，两块磁铁6的近端互斥。

壳体3侧壁的两侧各有一个铰接孔301，叉杆402后端的内侧有一根铰接轴404，铰接轴404插入铰接孔301，实现叉杆402的后端与壳体3铰接

线圈磁轭组件包括螺钉19、线圈11和磁轭，磁轭包括导磁心柱12、导磁铆钉13、垫块14和两块导磁板15、16。线圈套在导磁心柱12上，导磁铆钉13穿过导磁板15、导磁心柱12和导磁板16，将导磁板15、导磁心柱12和导磁板16铆合在一起，垫块14布置在线圈后方，夹在两块导磁板15和16之间。导磁铆钉13上端有一个螺纹孔1301，壳体3顶板有一个螺钉孔303，螺钉19穿过螺钉孔303，旋入导磁铆钉13的螺纹孔1301，将线圈磁轭组件固定在壳体3中。

壳体3侧壁的前部有一个开口302，线圈磁轭组件的导磁板15和导磁板16的前端从开口302向前伸出，插入到磁铁组件三块导磁片7之间的两个空档中。

壳体3的底部有一圈突缘304，壳体3的突缘304用螺钉固定在外壳1的底板上。

叉形架4前部的顶面405与按键2的前部接触，外壳1底板102的前部有一个弹簧座103，叉形架4的前端有一个弹簧座406，复位弹簧10的上端安装在叉形架4的弹簧座406中，下端安装在外壳1底板102的弹簧座103中。

本实用新型实施例按压式微电流供电装置可以收集人体运动所产生的能量，将该能量转换为电能。本装置的机芯可以将人手的压力或者人行走时产生的压力转换为电能，从而为某些用电装置提供电能，来替代这些装置里所需要的电池。如无线门铃系统，通过手指的按动的能量来驱动无线的发射装置，又如无线追踪装置，安装在鞋里，通过行走产生的电能来驱动无线定位装置。

例如无线发射典型功耗是50mW(C1150工作在433MHz/+3dbm模式)，可供发射码流6-12ms。如果无线空中速率是10K，可发射数据60-120bits。

本实用新型以上实施例电磁式振动能量收集的工作原理都是基于法拉第电磁感应定率：回路中的感生电压于磁通随时间的变化率成正比

式中V为感生电压，Φ为N匝线圈的总磁通，为每匝线圈的平均磁通。根据公式，要取得较大的电动势，需要尽可能使磁通在尽可能短的时间发生较大的变化，同时要增加线圈的匝数。因此法拉第电磁感应定率是本实用新型以上实施例的理论基础。

磁铁组件的两块磁铁中，下面一块磁铁的N极朝上，S极朝下；上面一块磁铁的S极朝上，N极朝下。

在初始状态，线圈磁轭组件外伸的两块导磁板与磁铁组件下面的两块导磁片接触，与磁铁组件下面的磁铁形成磁回路，磁力线从上至下穿过线圈。

通过按压磁铁组件驱动架，磁铁组件向下运动，线圈磁轭组件外伸的两块导磁板与磁铁组件上面的两块导磁片接触，与磁铁组件上面的磁铁形成磁回路，线圈中的磁场反向，磁力线从下至上穿过线圈，从而在短时间内产生了最大的磁通量变化。使得线圈内产生感生电流。

当外力撤去，复位弹簧将磁铁组件驱动架抬升，恢复成初始状态，线圈内磁场方向再次反向，线圈产生第二次感生电流。

本实用新型以上实施例具有以下有益效果：

1、只需要一组磁铁组件，即只需要两块永久磁铁和三块导磁片，简化了结构，零部件较少，成本较低；

2、复位弹簧只需要克服两块永久磁铁的作用力,可以选用倔强系数较小的压簧；

3、线圈固定不动，磁铁组件活动，可以避免线圈因运动而磨损，可以提高线圈的寿命；

4、利用杠杆来驱动磁铁组件，驱动力较小，按压的舒适度增加。