無線發射器及其自發電裝置的製作方法

2023-08-11 07:21:36

本實用新型屬於電子設備領域，更具體而言，本實用新型涉及一種自發電裝置、一自發電方法及一利用該自發電裝置的無線發射器。

背景技術：

無線控制器已經非常普遍地被使用於不同的電子控制設備中。例如，對於常用的家用或辦公用的電器經常會配備有無線控制器，傳統的無線控制器必須使用電池作為電源驅動。因此，在電池的使用周期結束後，使用者必須頻繁地用新電池替換舊電池。

大部分家用或辦公用的電器還是採用有線開關，其並不方便布線。而採用無線開關時，依然採用電池驅動。使用者必須在電池的使用周期結束後頻繁地更換電池。特別是，使用者必須從牆體上分離無線開關，並拆開所述無線開關的外殼去清潔和替換電池。否則，電池中的電池酸液將會漏出，汙染環境以及縮短電池的使用期限。因此，無線開關或其他小型的電子設備都需要更清潔可靠的電源。

技術實現要素：

本實用新型的一個目的在於提供一種自發電裝置和無線發射器，所述自發電裝置能夠實現自供電。

本實用新型的另一個目的在於提供一種自發電裝置和無線發射器，其中所述自發電裝置是通過將機械能變成電能從而實現自供電。

本實用新型的另一個目的在於提供一種自發電裝置和無線發射器，其中所述自發電裝置中包括一線圈和具有一磁隙，通過使所述線圈在所述磁隙中進行往復運動從而使所述自發電裝置進行發電。

本實用新型的另一個目的在於提供一種自發電裝置和無線發射器，其中所述自發電裝置還包括一驅動裝置，所述驅動裝置能夠驅動線圈或者驅動磁組裝置使所述線圈能夠與所述磁隙產生相對運動，優選地，所述線圈在所述驅動裝置的驅動下在所述磁隙中進行往復運動從而進行發電。

本實用新型的另一個目的在於提供一種自發電裝置和無線發射器，其中所述驅動裝置通過上下運動帶動所述線圈在所述磁性中進行往復運動從而進行發電。

為達上述目的，本實用新型提供一自發電裝置，其包括：線圈，磁組裝置和驅動裝置，其中所述磁組裝置包括縱切面為U型的圓柱形的下導磁體、磁鐵以及上導磁體，其中所述磁鐵和所述上導磁體設置於所述下導磁體內，以形成環形的磁隙，其中在所述驅動裝置的作用下，所述線圈能夠與所述磁隙產生相對位移以使所述線圈被所述磁組裝置的磁感線切割從而產生感應電流。

在一些實施例中，所述驅動裝置用於驅動所述磁組裝置，以使所述磁組裝置的所述磁隙與所述線圈產生往復的相對位移從而使所述線圈產生所述感應電流。

在一些實施例中，所述驅動裝置包括驅動器，所述驅動器用於驅動線圈，以使所述線圈與所述磁組裝置的所述磁隙產生往復的相對位移從而使所述線圈產生所述感應電流。

在一些實施例中，所述驅動器包括導磁體驅動元件，其中所述線圈固定於所述導磁體驅動元件，所述導磁體驅動元件能夠通過與所述磁組裝置的磁性吸力自動復位從而驅動所述線圈自動復位。

在一些實施例中，所述無線發射器還包括電路板，其中所述線圈電性連接於所述電路板，並且所述線圈中產生的所述感應電流供給所述電路板。

在一些實施例中，所述導磁體驅動元件設置於所述電路板底側。

在一些實施例中，所述磁隙的寬度在0.5mm-10mm之間。

在一些實施例中，所述線圈的匝數在50-800圈之間。

在一些實施例中，所述線圈的線徑在0.06mm-0.5mm之間。

根據本發明的另外一方面，本實用新型提供一無線發射器，其包括上述的自發電裝置，並且所述無線發射器在所述自發電裝置提供電能供應下藉由射頻模塊發射出無線控制信號。

綜上所述，本實用新型所述的自發電裝置結構簡單、成本低廉，而且在發電過程中安全可靠，對環境也無汙染，能夠最大程度地實現發電要求和環境要求。而本實用新型所述的自發電方法操作過程簡單方便，非常有利於實現普通電子設備的電流需求。本實用新型所述的無線發射器結構簡單、性能可靠，成本低廉。

附圖說明

圖1本實用新型所述的自發電裝置和無線發射器的第一個實施例的主視結構示意圖。

圖2為本實用新型所述的自發電裝置的所述磁組裝置的立體結構示意圖。

圖3為圖2中所述的磁組裝置的爆炸結構示意圖。

圖4、圖5和圖6為本實用新型所述的自發電裝置的運動過程示意圖。

具體實施方式

以下描述用於揭露本實用新型以使本領域技術人員能夠實現本實用新型。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本實用新型的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本實用新型的精神和範圍的其他技術方案。

本領域技術人員應理解的是，在本實用新型的揭露中，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係是基於附圖所示的方位或位置關係，其僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此上述術語不能理解為對本實用新型的限制。

本實用新型主要提供一種自發電裝置，所述自發電裝置提供一磁隙和一線圈，通過所述線圈在所述磁隙中進行往復運動而產生一感應電流，從而使本實用新型所述的自發電裝置達到發電的效果。

如圖1至圖6所示，在本實用新型所述的自發電裝置的實施例中，所述自發電裝置包括一磁組裝置10、一驅動裝置20以及一線圈30，所述磁隙14形成於所述磁組裝置10，所述線圈30固定設置於所述驅動裝置20，並且能夠在所述驅動裝置20的驅動下在所述磁隙14中進行往復運動而產生一感應電流，從而使本實用新型所述的自發電裝置達到發電的效果。

如圖中所示，所述磁組裝置10形成一環形的磁隙14，所述線圈30與所述磁隙14能夠產生相對位移，從而使所述線圈產生感應電流，從而執行發電操作。具體地，可以是所述磁隙14位置固定不動，而所述線圈30移動，或者是所述線圈30位置固定不動，而所述磁隙14的位置變化，從而使所述線圈30和所述磁隙14之間產生相對位移。更具體地，可以是所述磁組裝置10固定不動，而所述驅動裝置20用於驅動所述線圈30運動，或者所述線圈30固定不動，而所述驅動裝置20用於驅動所述磁組裝置10運動，從而使所述線圈30和所述磁組裝置10產生相對位移，並且所述線圈30快速地在所述磁隙14中往復移動，導致所述線圈30被所述磁組裝置10的磁感線快速切割，從而基於電磁感應原理，在所述線圈30中產生感應電流。在本實用新型的這個優選實施例中，以所述驅動裝置20用於驅動所述線圈30從而產生感應電流為例。

具體地，如圖2及圖3所示，在本實用新型的第一個實施例中，所述磁組裝置10包括一上導磁體13、一磁鐵12以及一下導磁體11，所述下導磁體11具有一凹槽111，所述磁鐵12設置於所述下導磁體11的所述凹槽111中且與所述下導磁體11的四周側壁之間具有一間隙，所述上導磁體13貼合於所述磁鐵12的頂表面，從而使所述上導磁體13及所述磁鐵12在所述下導磁體11內形成磁感線密布的環形的所述磁隙14。

更進一步地，在本實用新型的第一個實施例中，所述下導磁體11為一縱切面為U型的圓柱形導磁板，因此所述凹槽111也為圓柱形，所述磁鐵12為圓柱形，位於所述圓柱形下導磁體11的所述凹槽111裡且所述磁鐵12的外徑小於所述凹槽111的直徑，所述上導磁體13也為圓柱形且其外徑與所述磁鐵12的外徑相同，因此，在所述上導磁體13和所述下導磁體11之間能夠形成磁感線密布的所述磁隙14。

作為本實用新型的第一個實施例的一種變形，所述上導磁體13和所述下導磁體11也可以採用其他形狀或結構形式，比如所述下導磁體11為縱切面為U型的中空長方體等，只要所述上導磁體13和所述磁鐵12在所述下導磁體11內能形成所述磁感線密布的磁隙14即可。本實用新型的具體實施方式不以此為限，只要採用了與本實用新型相同或相似的技術手段，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術特徵，均屬於本實用新型的保護範圍之內。

另外，本領域技術人員也可以根據實際情況對所述磁隙14的形成方式進行確定，只要能產生所述磁隙14，就屬於本實用新型所述的自發電裝置的保護範圍之內，本實用新型的具體實施方式不以此為限。

如圖1和圖4所示，在本實用新型所述的自發電裝置的第一個實施例中，所述驅動裝置20包括一驅動器，在這個實施例中，其實施為一導磁體驅動元件21，其是由磁吸性的導磁材料製成。可以理解的是，所述驅動器也可以是在非導磁材料表面包覆導磁材料而形成，本實用新型在這方面並不受到限制。在這個優選實施例中，所述驅動器具體實施為一鐵板。所述線圈30的橫斷面為O型且固定於所述導磁體驅動元件21的底表面，當所述導磁體驅動元件21放置於所述上導磁體13的頂表面時，所述線圈30能夠插入所述磁隙14。由於所述導磁體驅動元件21的導磁性，當所述導磁體驅動元件21被放置於所述上導磁體13的表面時會由於所述上導磁體13下方的磁鐵12的吸力而被緊緊吸附於所述上導磁體13的頂表面，而所述線圈30也會相應地位於所述磁隙14中，而且在所述線圈30離開所述磁隙14而仍然位於所述磁組裝置10的磁性吸附場的範圍內時，所述線圈30能夠在所述磁組裝置10的磁性吸引力的作用下重新快速移動返回至與所述上導磁體13相吸合。

如圖4至圖6所示，為本實用新型所述的自發電裝置的工作過程示意圖。

如圖4所示，當所述導磁體驅動元件21在所述磁鐵12的吸力下與所述上導磁體13的頂表面吸附在一起時，所述線圈30位於所述磁隙14中，所述自發電裝置為靜止狀態。

如圖5所示，當所述導磁體驅動元件21被一外力驅動F向上運動時，所述線圈30跟隨所述導磁體驅動元件21向上運動，進而離開所述磁隙14一定的間距。同時，由於所述導磁體驅動元件21會受到所述磁鐵12向下的拉力，當所述外力F企圖向上使其與所述上導磁體13分離時，必將會因為所述磁鐵12的強大磁吸力而保持勢能，從而使所述線圈30具有了勢能。

如圖6所示，當所述外力F突然消失，所述導磁體驅動元件21會在所述磁鐵12的磁吸力作用下向下快速移動復位，直至與所述上導磁體13的表面重新貼附。同時，與所述導磁體驅動元件21固定設置的所述線圈30也會在所述導磁體驅動元件21的帶動下快速向下運動，進而插入所述磁隙14中。而所述線圈30在所述磁隙14中的快速移動會導致所述線圈30被所述磁隙中密布的磁感線快速切割，從而會在所述線圈30中產生所述感應電流。所述感應電流可以被用於驅動相應的設備進行工作。

具體地，在本實用新型的第一個實施例中，所述導磁體驅動元件21為一鐵板，作為選擇，本領域技術人員可根據實際情況對所述導磁體驅動元件21的類型做出改變，比如選用鈷、鎳及其合金等。此外，本領域技術人員可以根據本實用新型所揭露的內容對具體的技術方案進行更改，比如設置所述線圈30不動，而將所述磁組裝置10運動，那麼也是可以通過所述磁組裝置10中的磁感線切割所述線圈而產生電流的，換句話說，只要是通過所述磁組裝置10中的磁感線切割所述線圈30即可產生電流，因此只要採用了與本實用新型相同或相似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術效果，都屬於本實用新型保護的範圍，本實用新型的具體實施方式不以此為限。

在本實用新型所述的自發電裝置的第一個實施例中，所述磁隙14的寬度在0.5mm-10mm之間，所述線圈30的匝數在50-800圈之間，所述線圈30的線徑在0.06mm-0.5mm之間均可，本領域技術人員可以根據對於電能大小的需求確定磁隙14的寬度和所述線圈30的匝數以及所述線圈30的線徑，只要採用了與本實用新型相同或近似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同或近似的技術效果，均屬於本實用新型的保護範圍之內，本實用新型的具體實施方式不以此為限。

值得注意的是，本領域技術人員可以採用任何方式驅動所述線圈30在所述磁隙14中進行往復運動，以產生所述感應電流。比如採用電動力驅動、機械動力驅動等，只要與本實用新型所述的自發電裝置採用了相同或相似的技術方案，解決了相同或近似的技術問題，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術效果，都屬於本實用新型所述的自發電裝置的保護範圍之內。

此外，在所述驅動裝置20驅動所述線圈30在所述磁隙14中進行往復運動的過程中，可以通過吸力實現所述線圈30在所述磁隙14中的返回運動，也可以通過彈力實現所述線圈30在所述磁隙14中的往復運動，或者是通過慣性力、外力等實現所述線圈30在所述磁隙14中的往復運動，本領域技術人員可以根據具體情況進行確定，本實用新型所述的自發電裝置的具體實施方式不以此為限。

需要強調的是，當在本實用新型所述的自發電裝置上電性連接一電路板22並能夠通過所述自發電裝置產生的感應電流驅動所述電路板22開始相應的工作時，該帶有電路板22的自發電裝置就成了一無線發射器。

具體地，所述線圈30電性連接於所述電路板22，所述電路板22可以集成一系列電路元器件221，所述電路板22可以固定在實施為鐵板的所述導磁體驅動元件21的頂側，即位於所述磁組裝置10的頂側，從而形成一緊湊結構，如圖4中所示，當然本領域技術人員可以理解的是，其也可能是所述磁組裝置10的周側，只要與所述線圈30電性連接即可。

所述線圈30產生的感應電流將通過所述電路板22中的一個電壓變換器轉換成使用電力，從而為所述電路板的主控制模塊提供電力供應。同時，當所述電路板22一體地集成高頻無線射頻電路時，所述主控制模塊也能生成一個控制指令，所述控制指令通過所述高頻無線射頻電路發送到各種電子設備，從而操控所述電子設備。例如當所述控制指令發送至一電子控制系統，並且所述電子控制系統能夠作為智能家居控制系統，其可工作地通過一個中央控制單元連接至不同的電子器件，比如照明器、窗簾操控單元空調控制單元和智能指示單元等。

例如，在一個典型的應用中，本實用新型的自發電裝置可以應用於一自發電無線開關，其中所述自發電無線開關適用於連接任何電子設備。配置有本實用新型的所述自發電裝置的所述自發電無線開關是一個以開關方式控制所述電子設備的自發電裝置。比如，根據優選實施例所述的自發電無線開關被用於以開關方式控制一個照明器。應領會的是，所述自發電無線開關能夠啟動和關閉其他電子設備，比如電視、冰箱以及電扇等家用或辦公電器。

在本實用新型的這個實施例中，其提供一自發電方法，應用於為小型電子設備提供電源，例如典型的是應用於一無線開關，從而形成一無線自發電開關，該方法包括如下步驟：導磁體驅動元件21在外力作用下移動，驅動與其相連接的線圈30離開磁組裝置10的環形的磁隙14預定距離；以及

在所述外力作用消失時，所述導磁體驅動元件21在所述磁組裝置10磁性吸收力作用下重新與所述磁組裝置10相吸合，同時所述線圈30回到所述磁隙14，導致所述線圈30被所述磁組裝置10的磁感線切割並產生感應電流以用於發電。

在上述方法中，當使用外力如圖中所示向上抬起實施為鐵板的導磁體驅動元件21時，使所述線圈30離開所述磁隙14預定間距時，鐵板會受到磁鐵向下的拉力，從而使所述線圈30具有勢能，由於鐵板平時是被磁鐵吸附的，當外力企圖向上使其與磁鐵分離時，必將受到磁鐵的強大吸引力而保持勢能。當外力突然消失，鐵板會在磁鐵的吸引力的作用下，向下快速移動，直至與磁鐵重新吸合。同時，與鐵板相聯的線圈也快速向下插入所述磁隙14中，線圈的快速移動，導致所述線圈30被磁感線快速切割，根據電磁感應的原理，會在所述線圈30當中產生感應電流。

例如，具體在應用於無線開關或其他小型電子設備中時，可以是使用者按壓、撥動、推動、拉動等操作的外力作用下，導致作為所述驅動器的所述導磁體驅動元件21移動並離開所述磁隙14，並且使用者施加的外力突然消失時，所述導磁體驅動元件21會在所述磁組裝置10的磁性吸力的作用下自動回到初始的相吸合位置，從而所述線圈30重新進入所述磁隙14中，這樣離開和進入所述磁隙14的快速往復運動導致其被所述磁組裝置10的磁感線快速切割而使其產生感應電流。

可以理解的是，在這個方法中，所述導磁體驅動元件21因為所述磁組裝置10的磁性作用下而自動復位，這樣結構更簡單。在另外的實施例中，所述導磁體驅動元件21也可能進一步地通過其他方式自動復位，例如通過彈性形變恢復性能而驅使所述導磁體驅動元件21復位，即例如所述導磁體驅動元件21連接至一彈簧，所述線圈30離開所述磁隙14時，所述彈簧被拉伸或壓縮，而外力消失時，所述彈簧恢復初始狀態以驅使所述導磁體驅動元件21復位，使所述線圈30回到所述磁隙14中，從而完成快速的往復移動。

基於上述發明構思，在初始狀態時，所述線圈30是位於所述磁隙14中，在一次發電操作中，所述線圈30從位於所述磁隙14中，至離開所述磁隙14，然後返回所述磁隙14。在其他實施例中，也可能是在初始狀態時，所述線圈30位於所述磁隙14外，在一次發電操作中，所述線圈30從位於所述磁隙14外，至進入所述磁隙14，然後再離開所述磁隙14。總之，使所述線圈30快速地進入和離開所述磁隙14，從而使所述線圈30中產生感生電流。

本領域技術人員可以根據需求對本實用新型所述的無線發射器的具體實施方式進行變形，只要是具備驅動所述線圈運動的機構，能使所述線圈在所述磁隙中進行往復運動的結構，或者是通過所述磁隙中的磁感線切割所述線圈而產生電流的機構，都屬於本實用新型的保護範圍，本實用新型的具體實施方式不以此為限。

作為本實用新型所述的自發電裝置的一種應用，本領域技術人員可以根據實際情況將所述自發電裝置應用於不同的場合，比如所述自發電裝置可以被用於一按壓式無線自發電開關中，當其開關板被按壓時，所述開關板的運動會帶動所述自發電裝置將機械能轉化為電能，以驅動一控制器進行工作，從而所述控制器進一步地以無線控制的方式去控制電子設備。

此外，本領域技術人員還可以根據實際需求開發所述自發電裝置的應用，比如將所述自發電裝置與一遙控器結合應用等，當所述遙控器上的按鈕被按壓時，該按壓動作會帶動所述自發電裝置將機械能轉化為電能，以驅動所述遙控器進行工作。只要採用了與本實用新型所述的自發電裝置相同或相似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術效果，均屬於本實用新型的保護範圍之內，本實用新型的具體應用方式不以此為限。

可以理解的是，根據上述這些優選實施例，本實用新型進一步包括一自發電方法，所述自發電方法包括以下步驟：

驅動一線圈在一環形的磁隙中進行往復運動從而因為切割磁感線而使所述線圈產生感應電流以用於發電。

優選地，在上述步驟中，所述線圈可以是通過磁吸力與外力的配合在所述磁隙中進行往復運動。

作為選擇，在上述步驟中，所述線圈是通過彈力與外力的配合在所述磁隙中進行往復運動。

所述線圈在所述磁隙中的運動速度可以根據用戶對於電能的需求量的大小來決定，本實用新型所述的自發電方法的具體實施方式對此不限制，只要是採用與本實用新型相同或相似的技術手段，解決了與本實用新型相同或相似的技術問題，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術效果，均屬於本實用新型的保護範圍之內。

作為優選，在本實用新型所述的自發電方法的實施例中，所述線圈是通過一驅動裝置在所述磁隙中進行往復運動。所述驅動裝置可以通過任何方式驅動所述線圈在所述磁隙中進行往復運動以產生電流，比如手動式驅動、機械外力驅動方式等，本領域技術人員可以根據客戶要求或者實際情況對所述驅動裝置驅動所述線圈的方法進行確定，本實用新型所述的自發電方法的具體實施方式並不以此為限，只要與本實用新型採用了相同或近似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術效果，均屬於本實用新型的保護範圍之內。

此外，在本實用新型所述的自發電方法中，所述磁隙是通過設置一磁組裝置的方法獲得，並且所述磁隙為圓環形。作為本實用新型所述的自發電方法的一種變形，本領域技術人員也可以通過其他方式設置一磁隙，並且所述磁隙的形狀和參數也可以根據實際要求進行確定，只要是採用了與本實用新型相同或相似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同的技術效果，均屬於本實用新型的保護範圍之內。

值得注意的是，在本實用新型所述的自發電方法中，所述線圈在所述磁隙中進行往復運動既包括設置線圈不動、磁隙運動的方法，也包括線圈運動、磁隙不動的方法，只要能讓所述線圈在所述磁隙中進行相對的往復運動並產生感生電流即可，本領域技術人員可以根據實際情況所述線圈和所述磁隙的相對運動方法，只要採用了與本實用新型相同或近似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同或近似的技術效果即可，都屬於本實用新型的保護範圍之內，本實用新型的具體實施方式不以此為限。

本實用新型進一步包括一自發電裝置的製造方法，所述自發電裝置的製造方法包括以下步驟：

設置一磁組裝置，其具有環形的一磁隙；

設置一線圈，所述線圈能夠被驅動在所述磁隙中進行往復運動。

進一步地，作為本實用新型的一種改進，本實用新型所述的自發電裝置的製造方法進一步包括一如下步驟：

設置一驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述線圈在所述磁隙中進行往復運動。

優選地，在本實用新型所述的自發電裝置的製造方法中，設置所述驅動裝置通過上下運動驅動所述線圈在所述磁隙中進行往復運動。

值得注意的是，在本實用新型所述的自發電裝置的製造方法中，只要設置所述線圈和所述磁隙，且所述線圈能夠在所述磁隙中進行往復運動即可，本領域技術人員可以根據客戶要求或這實際情況設置所述線圈和所述磁隙的相對運動關係，比如設置所述磁隙不動，所述線圈在所述磁隙中進行往復運動的方式，也可以設置所述線圈不動，所述磁隙相對於所述線圈進行往復運動的方式，只要與本實用新型採用了相同或相似的技術方案，並且達到了與本實用新型相同或相似的技術效果，都屬於本實用新型的保護範圍之內，本實用新型的具體實施方式不以此為限。

在本實用新型所述的自發電裝置的製造方法中，所述磁隙是通過以下步驟形成：

設置一縱切面為U型的中空柱形下導磁體；

設置一圓形磁鐵和一圓形上導磁體，其中磁鐵和所述上導磁體的內徑小於所述下導磁體的外徑；

將所述磁鐵和所述上導磁體設置於所述下導磁體內，以形成一密布磁感線的所述磁隙。

此外，本領域技術人員可以根據實際情況利用其他方式設置所述磁隙，本實用新型所述的自發電裝置的製造方法的具體實施方式不以此為限。因此，本實用新型所述的自發電裝置及無線發射器結構簡單、成本低廉，而且在發電過程中安全可靠，對環境也無汙染，能夠最大程度地實現發電要求和環境要求。而本實用新型所述的自發電方法操作過程簡單方便，非常有利於實現普通電子設備的電流需求。本實用新型所述的無線發射器結構簡單、性能可靠，成本低廉。

本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本實用新型的實施例只作為舉例而並不限制本實用新型。本實用新型的目的已經完整並有效地實現。本實用新型的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本實用新型的實施方式可以有任何變形或修改。