專利名稱：捕獲低頻率小位移壓力動能并轉換為電能的裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及可再生能源領域，具體涉及收集外界振動能量并轉化為電能的裝置及方法。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，現代化的都市擁有越來越多的高樓大廈，同時由于電梯的普及，這些高樓大廈也普遍安裝電梯供人們使用。另一方面，由于消防的要求，所有建筑物必須有消防樓梯，同時配備照明、應急照明等設備。由于一般情況下人們不會使用消防樓梯，因此，上述這些照明設備處于空置狀態，但又必須配置且需要經常維護，這是一筆很大的開支。考慮到人們在應急狀況下才會使用消防樓梯，而往往在這種情況下，外部的電源是中斷的，例如發生火災的情況，又如911事件中的帝國大廈，在緊急情況下依賴外部電源成為一種負擔。考慮上述的問題，有必要尋求一種可以不依賴外部電源、同時可以在應急情況下進行照明的裝置和方法，同時減少必要的設備支出的新技術。發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種捕獲低頻率小位移壓力動能并轉化為電能的裝置，該裝置結構簡單，能夠自發捕獲外界的壓力動能，并將其轉換為電能進行利用。
一種捕獲低頻率小位移壓力動能并轉換為電能的裝置，包括外部動能捕獲機構、 運動放大機構和機電轉換機構；外部動能捕獲結構由滑塊、彈簧和連桿構成；連桿的一端與滑塊連接，另一端與加速齒輪組的初級齒輪連接；滑塊的底部安裝有彈簧；運動放大機構包括加速齒輪組；機電轉換機構包括永磁磁鐵和感應線圈，永磁磁鐵上固定有旋轉軸，旋轉軸與加速齒輪組的末級齒輪嚙合連接。
所述旋轉軸與加速齒輪組的末級齒輪嚙合連接為同軸連接。
所述機電轉換機構還包括整流電路和升壓電路，感應線圈、整流電路和升壓電路依次連接。
本發明的基本工作原理為外部壓力推動滑塊從而驅動連桿運動，同時彈簧被壓縮，當外部壓力釋放后，彈簧驅動滑塊復位，再次驅動連桿運動，從而將外部的部分動能吸收并轉換為連桿的運動；加速齒輪組的初級齒輪與外部動能捕獲機構的連桿連接，將連桿的低速運動轉換為高速的齒輪轉動；機電轉換機構再將齒輪的旋轉運動轉換為永磁磁鐵的旋轉運動，從而在永磁磁鐵周圍產生了變化的磁場，布置在永磁磁鐵周圍的感應線圈在變化的磁場中產生感應電流，從而實現機電轉換；感應電流經過整流調壓儲存起來進行利用。
本發明的另一目的還在于提供一種捕獲低頻率小位移壓力動能并轉化為電能的方法。
所述方法具體包括以下步驟(I)滑塊和彈簧捕獲外部的壓力動能；(2)將已經捕獲的壓力動能轉換為加速齒輪組的旋轉運動，并進行加速；(3)將加速后的加速齒輪組的旋轉運動轉換為永磁磁鐵的旋轉運動，從而產生變化的磁場；(4)感應線圈在變化的磁場中產生了不穩定電壓的電流，經整流電路整流和升壓電路升壓后調整為具有穩定電壓的電流。
步驟(4 )所述具有穩定電壓的電流儲存在蓄能裝置或存儲在便攜用電設備中。
相對于現有技術，本發明具有以下優點本發明的方法是收集外界的壓力動能并轉化為電能，能夠以簡單的、容易制造的結構捕獲外界的壓力動能進行利用，擴展了可利用能量的來源。
圖I是本發明裝置的結構示意圖。
圖I示出1、滑塊；2、彈簧；3、連桿；4、加速齒輪組；5、永磁磁鐵；6、旋轉軸；7、感應線圈。
具體實施方式
下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的實施不限于此。
本發明捕獲低頻率小位移壓力動能并轉換為電能的裝置如圖I所示外部動能捕獲結構由滑塊I、彈簧2和連桿3構成；連桿3的一端與滑塊I連接，另一端與加速齒輪組4 的初級齒輪連接；滑塊I的底部安裝有彈簧2 ;運動放大機構包括加速齒輪組4 ;機電轉換機構包括永磁磁鐵5和感應線圈7，永磁磁鐵5上固定有旋轉軸6，旋轉軸6與加速齒輪組 4的末級齒輪嚙合連接。
所述旋轉軸6與加速齒輪組4的末級齒輪嚙合連接為同軸連接。
所述機電轉換機構還包括整流電路和升壓電路，感應線圈7、整流電路和升壓電路依次連接。
上述裝置用于捕獲動能并轉化為電能的方法滑塊和彈簧捕獲外部的壓力動能；將已經捕獲的壓力動能轉換為加速齒輪組的旋轉運動，并進行加速；將加速后的加速齒輪組的旋轉運動轉換為永磁磁鐵的旋轉運動，從而產生變化的磁場；感應線圈在變化的磁場中產生了不穩定電壓的電流，經整流電路整流和升壓電路升壓后調整為具有穩定電壓的電流。
所述具有穩定電壓的電流儲存在蓄能裝置或存儲在便攜用電設備中。
根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種捕獲低頻率小位移壓力動能并轉換為電能的裝置，其特征在于包括外部動能捕獲機構、運動放大機構和機電轉換機構—外部動能捕獲結構由滑塊、彈簧和連桿構成；連桿的一端與滑塊連接，另一端與加速齒輪組的初級齒輪連接；滑塊的底部安裝有彈簧；—運動放大機構包括加速齒輪組；—機電轉換機構包括永磁磁鐵和感應線圈，永磁磁鐵上固定有旋轉軸，旋轉軸與加速齒輪組的末級齒輪嚙合連接。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特征在于所述旋轉軸與加速齒輪組的末級齒輪嚙合連接為同軸連接。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于所述機電轉換機構還包括整流電路和升壓電路，感應線圈、整流電路和升壓電路依次連接。
4.權利要求I——3之一所述裝置用于捕獲低頻率小位移壓力動能并轉換為電能的的方法，其特征在于包括以下步驟(1)滑塊和彈簧捕獲外部的壓力動能；(2)將已經捕獲的壓力動能轉換為加速齒輪組的旋轉運動，并進行加速；(3)將加速后的加速齒輪組的旋轉運動轉換為永磁磁鐵的旋轉運動，從而產生變化的磁場；(4)感應線圈在變化的磁場中產生了不穩定電壓的電流，經整流電路整流和升壓電路升壓后調整為具有穩定電壓的電流。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于將步驟(4)所述具有穩定電壓的電流儲存在蓄能裝置或存儲在便攜用電設備中。
全文摘要
本發明公開了捕獲低頻率小位移壓力動能并轉換為電能的裝置及其方法，該裝置包括外部動能捕獲機構、運動放大機構和機電轉換機構；外部動能捕獲結構由滑塊、彈簧和連桿構成；連桿的一端與滑塊連接，另一端與加速齒輪組的初級齒輪連接；滑塊的底部安裝有彈簧；運動放大機構包括加速齒輪組；機電轉換機構包括永磁磁鐵和感應線圈，永磁磁鐵上固定有旋轉軸，旋轉軸與加速齒輪組的末級齒輪嚙合連接。本發明結構簡單，制作方便，可以捕獲環境中的低頻率小位移的壓力動能并轉換為電能進行了利用，擴大了可利用能量的來源，特別適合用在不方便供電的場合供給電子設備使用。
文檔編號F03G7/08GK102536715SQ201210003458
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者謝龍漢 申請人:華南理工大學