能量轉(zhuǎn)換器和無(wú)線(xiàn)設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能量轉(zhuǎn)換器，其包括：電磁線(xiàn)圈；磁回路構(gòu)件，包括磁體、導(dǎo)磁連接件和導(dǎo)磁活動(dòng)件且所述磁回路構(gòu)件的一部分穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件在磁回路中有兩個(gè)連接位置，在外力作用下所述導(dǎo)磁活動(dòng)件能夠從一個(gè)連接位置運(yùn)動(dòng)到另外一個(gè)連接位置，從而使穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈的磁力線(xiàn)的方向改變。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備。本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，能夠充分利用永久磁體的資源獲取更高的電能轉(zhuǎn)換效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】能量轉(zhuǎn)換器和無(wú)線(xiàn)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換器和一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)新興領(lǐng)域并被廣泛應(yīng)用于各種不同的應(yīng)用中。例如，無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)端傳感器和無(wú)線(xiàn)燈光控制器等。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的靈活性為用戶(hù)提供了很大方便，但無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的能源問(wèn)題卻一直是限制無(wú)線(xiàn)設(shè)備的應(yīng)用范圍和可靠性的瓶頸。
[0003]目前，通常采用充電式電池為無(wú)線(xiàn)傳感器和無(wú)線(xiàn)控制器等無(wú)線(xiàn)設(shè)備提供能源。雖然隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池能夠具有較長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間、較長(zhǎng)的使用壽命和服務(wù)時(shí)間，但仍存在很多問(wèn)題難以解決。例如，對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題和不可預(yù)知的損壞問(wèn)題(即不可靠問(wèn)題)等。此外，對(duì)電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)也是一個(gè)大問(wèn)題，尤其對(duì)于應(yīng)用于較大數(shù)量的分布式設(shè)備。例如，在一個(gè)建筑內(nèi)維護(hù)數(shù)百個(gè)燈光控制器將花費(fèi)大量的成本和勞力。
[0004]為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前的一種方法是獲取周?chē)哪芰浚绻?、熱和振?dòng)等，作為無(wú)線(xiàn)設(shè)備的能源。但這種能量由于其何時(shí)出現(xiàn)具有不確定性，因此無(wú)法為無(wú)線(xiàn)設(shè)備提供一個(gè)可靠的、穩(wěn)定的能源。
[0005]此外，另一種方法是在傳感器或控制器等無(wú)線(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部利用能量產(chǎn)生器或能量轉(zhuǎn)換器來(lái)提供能源。
[0006]美國(guó)專(zhuān)利“US6861785B2 ”和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“US200507322IAl ”中分別給出了 一種通過(guò)壓電陶瓷(PZT)組件將外部觸發(fā)力轉(zhuǎn)換為電能的示例。這種壓電陶瓷組件雖然能輸出高電壓，且具有高轉(zhuǎn)換效率，但由于PZT材料的易碎性，使得其不能可靠地為傳感器或控制器等無(wú)線(xiàn)設(shè)備提供能量。
[0007]由于磁體具有比壓電陶瓷材料更耐用的機(jī)械性能，因此可被用于傳感器或控制器等無(wú)線(xiàn)設(shè)備中。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“US2008265693A1”給出了一種使用永久磁體的能量轉(zhuǎn)換器的示例。該示例中，通過(guò)在外力作用下使一個(gè)彈性軟磁膜彎曲來(lái)改變通過(guò)電磁線(xiàn)圈中的磁通量，從而根據(jù)電磁感應(yīng)原理在電磁線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生電流。雖然該轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積較小，但由于該彈性軟磁膜厚度較小而無(wú)法使磁通量產(chǎn)生較大變化，因此該轉(zhuǎn)換器的效率較低。
[0008]為此，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員還在致力于尋找一種效率更高的能量轉(zhuǎn)換器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明一方面提出了一種能量轉(zhuǎn)換器，另一方面提出了一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備，用以充分利用永久磁體的資源獲取更高的電能轉(zhuǎn)換。
[0010]本發(fā)明所提出的能量轉(zhuǎn)換器，包括:
[0011]電磁線(xiàn)圈；
[0012]磁回路構(gòu)件，包括磁體，導(dǎo)磁連接件和導(dǎo)磁活動(dòng)件所述磁回路構(gòu)件的一部分穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈，所述導(dǎo)磁活動(dòng)件在所述磁回路中有兩個(gè)連接位置，在外力作用下所述導(dǎo)磁活動(dòng)件能夠從一個(gè)連接位置運(yùn)動(dòng)到另外一個(gè)連接位置，從而使穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈的磁力線(xiàn)的方向改變。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述磁回路構(gòu)件中的導(dǎo)磁活動(dòng)件穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈
[0014]在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式中，所述導(dǎo)磁連接件為兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的第一導(dǎo)磁連接件和第二導(dǎo)磁連接件，第一導(dǎo)磁連接件和第二導(dǎo)磁連接件相對(duì)的面上分別設(shè)有兩個(gè)凸起，這些凸起形成所述導(dǎo)磁活動(dòng)件在所述磁回路中的兩個(gè)連接位置，其中導(dǎo)磁活動(dòng)件的一端與第一導(dǎo)磁連接件的第一凸起相連，另一端與第二導(dǎo)磁連接件的第一凸起相連形成的一個(gè)連接位置；導(dǎo)磁活動(dòng)件的一端與第一導(dǎo)磁連接件的第二凸起相連，另一端與第二導(dǎo)磁連接件的第二凸起相連形成的另一個(gè)連接位置；和所述電磁線(xiàn)圈固定設(shè)置在所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)磁連接件的兩個(gè)凸起之間。
[0015]在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式中，所述永久磁體為兩個(gè)同向且固定設(shè)置的永久磁體；
[0016]所述導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述磁回路構(gòu)件的一個(gè)連接位置時(shí)，所述兩個(gè)永久磁體中的一個(gè)與所述導(dǎo)磁活動(dòng)件及所述導(dǎo)磁連接件的一部分形成第一磁回路；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述磁回路構(gòu)件的另一個(gè)連接位置時(shí)，所述兩個(gè)永久磁體中的另外一個(gè)與所述導(dǎo)磁活動(dòng)件及所述導(dǎo)磁連接件的另一部分形成第二磁回路。
[0017]在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式中，所述兩個(gè)永久磁體之間存在空隙，所述導(dǎo)磁連接件為U形導(dǎo)磁連接件，U形導(dǎo)磁連接件的開(kāi)口端分別與所述兩個(gè)永久磁體固定連接，所述U形導(dǎo)磁連接件的底端具有凸起；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件穿過(guò)所述兩個(gè)永久磁體之間的空隙，并且一端與所述U形導(dǎo)磁連接件底端的凸起相連，另一端與一個(gè)永久磁體連接；并且在外力的作用下所述導(dǎo)磁活動(dòng)件與永久磁體連接的所述另一端能夠從與一個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件連接變?yōu)榕c另一個(gè)永久磁體連接；和所述電磁線(xiàn)圈固定設(shè)置在所屬U形導(dǎo)磁連接件形成的內(nèi)腔中。
[0018]在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式中，所述導(dǎo)磁連接件為U形，且固定設(shè)置；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件為兩個(gè)相互平行且分別固定設(shè)置在所述永久磁體的兩極的第一導(dǎo)磁活動(dòng)件和第二導(dǎo)磁活動(dòng)件；所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述U形導(dǎo)磁連接件開(kāi)口端的外側(cè)，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述U形導(dǎo)磁連接件開(kāi)口端的內(nèi)側(cè)；所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件的第一端可與所述U形導(dǎo)磁連接件的開(kāi)口端外側(cè)連接，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件的第二端可與所述U形導(dǎo)磁連接件的開(kāi)口端內(nèi)側(cè)連接，以形成第一連接位置；所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件的第二端可與所述U形導(dǎo)磁連接件的開(kāi)口端外側(cè)連接，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件的第一端可與所述U形導(dǎo)磁連接件的開(kāi)口端內(nèi)側(cè)連接，以形成第二連接位置。
[0019]本發(fā)明還公開(kāi)了一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備，包括:如上所述的能量轉(zhuǎn)換器；用于對(duì)所述能量轉(zhuǎn)換器輸出的電能進(jìn)行整流的整流器；用于對(duì)所述整流器輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)和管理的儲(chǔ)能控制單元；和用于在所述儲(chǔ)能控制單元的驅(qū)動(dòng)下發(fā)送相應(yīng)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的信號(hào)發(fā)送單元。
[0020]優(yōu)選，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為液位傳感器；所述液位傳感器進(jìn)一步包括:與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件連接的浮標(biāo)，用于在液面從低位上升至第一預(yù)設(shè)位置時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第一外力；在液面由高位下降至第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第二外力。
[0021]優(yōu)選，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為溫度傳感器；所述溫度傳感器進(jìn)一步包括:一端固定、另一端與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件相連的雙金屬片，用于在溫度上升至第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第一外力；在溫度下降至第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第二外力。
[0022]優(yōu)選，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為稱(chēng)重傳感器；所述稱(chēng)重傳感器進(jìn)一步包括:
[0023]底端固定、中間與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件相連、上端連接承重部件的彈性元件，用于在所述承重部件內(nèi)的物體重量達(dá)到第一預(yù)設(shè)重量時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第一外力；在所述承重部件內(nèi)的物體重量下降至第二預(yù)設(shè)重量時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第二外力。
[0024]優(yōu)選，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)控制器。
[0025]此外，本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換器為通過(guò)按壓實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān)的按鈕或開(kāi)關(guān)(例如面板開(kāi)關(guān)和按鈕)提供電能。導(dǎo)磁活動(dòng)件與這類(lèi)開(kāi)關(guān)的活動(dòng)部分(例如面板開(kāi)關(guān)的面板)連接。由于這類(lèi)開(kāi)關(guān)活動(dòng)部分在開(kāi)和關(guān)狀態(tài)之間的運(yùn)動(dòng)范圍比較大，這使得導(dǎo)磁連接件比美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2008265693A1中采用的厚度較小的彈性軟磁膜的運(yùn)動(dòng)范圍大很多，從而使得本發(fā)明電磁線(xiàn)圈中的磁通量變化大，可以提高的能量的利用率。
[0026]從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明實(shí)施例中在磁回路構(gòu)件中設(shè)置一個(gè)能夠在外力作用下改變?cè)谒龃呕芈分械倪B接位置的導(dǎo)磁連接件，并且在該導(dǎo)磁連接件改變其在所述磁回路構(gòu)件中的連接位置時(shí)，能夠使得穿過(guò)電磁線(xiàn)圈的磁力線(xiàn)的方向發(fā)生改變，從而使得電磁線(xiàn)圈中磁通變化量A (]5達(dá)到將近2 (^nlax ( <j5max (為永久磁體的最大磁通量)，進(jìn)而可在使用相同永久磁體的情況下，得到比普通能量轉(zhuǎn)換器多出將近一倍的電能。
[0027]在本發(fā)明中，“回路”是指主要由導(dǎo)磁部件構(gòu)成，形成閉合磁通道的閉合回路。本發(fā)明中的磁回路能夠收集永久磁體產(chǎn)生的90%以上`的磁通量。這樣，當(dāng)磁力線(xiàn)方向發(fā)生改變時(shí)，電磁線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可以提高能量的利用率。
[0028]此外，本發(fā)明實(shí)施例中的能量轉(zhuǎn)換器僅需要簡(jiǎn)單的組件便可完成，因此體積較小、實(shí)現(xiàn)成本較低。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]下面將通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0030]圖1a和圖1b為本發(fā)明實(shí)施例一中的能量轉(zhuǎn)換器的示例性結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖2a和圖2b為本發(fā)明實(shí)施例二中的能量轉(zhuǎn)換器的示例性結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖3a和圖3b為本發(fā)明實(shí)施例三中的能量轉(zhuǎn)換器的示例性結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例四中無(wú)線(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例五中的液位傳感器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施例六中的溫度傳感器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖7為本發(fā)明實(shí)施例七中的稱(chēng)重傳感器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]其中，附圖標(biāo)記如下:
[0038]11、21、22、31_永久磁體12、13、23、32_導(dǎo)磁連接件14、24、33、34_導(dǎo)磁活動(dòng)件15,25,35-電磁線(xiàn)圈
[0039]41-能量轉(zhuǎn)換器42-整流器43-儲(chǔ)能控制單元44-信號(hào)發(fā)送單元45-浮標(biāo)46-雙金屬片47-彈性元件48-承重部件【具體實(shí)施方式】
[0040]本發(fā)明實(shí)施例中，考慮到利用使用永久磁體的能量轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由磁通的變化率來(lái)決定的，即有:E=nA 小/At。
[0041]其中，E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，n為電磁線(xiàn)圈的匝數(shù)，A小/At為磁通的變化率。
[0042]可見(jiàn)，當(dāng)保持磁場(chǎng)、電磁線(xiàn)圈以及運(yùn)動(dòng)速度不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的值取決于磁通變化量A (J)的大小。
[0043]其中，對(duì)于永久磁體來(lái)說(shuō)，其最大的磁通量4>max由磁場(chǎng)大小和回路磁阻決定。在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“US2008265693A1”中，磁通變化量A 0是從0 (或接近于0)變化至本發(fā)明實(shí)施例中，使得磁通變化量A Cj5達(dá)到將近2 Ctmax，從而可在使用相同永久磁體的情況下，得到比普通能量轉(zhuǎn)換器多一倍的電能。
[0044]為此，本發(fā)明實(shí)施例中可設(shè)置一個(gè)包括磁體、導(dǎo)磁連接件和導(dǎo)磁活動(dòng)件的磁回路，所述磁回路的一部分穿過(guò)一電磁線(xiàn)圈。并且將所述磁回路構(gòu)件構(gòu)造成使所述導(dǎo)磁活動(dòng)件能夠在外力的作用下改變?cè)谒龃呕芈窐?gòu)件中的連接位置，并使得所述磁回路構(gòu)件形成的磁回路中穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈的磁力線(xiàn)的方向發(fā)生改變，如使磁力線(xiàn)的方向反轉(zhuǎn)。這樣一來(lái)，電磁線(xiàn)圈中磁通變化量A (J)達(dá)到將近2 (J)max
[0045]具體實(shí)現(xiàn)時(shí),可使所述磁回路構(gòu)件中的導(dǎo)磁活動(dòng)件穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈；或者,也可使所述磁回路構(gòu)件中的導(dǎo)磁連接件穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈。
[0046]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0047]實(shí)施例一
[0048]圖1a和圖1b為本發(fā)明實(shí)施例一中的能量轉(zhuǎn)換器的示例性結(jié)構(gòu)圖。如圖1a和圖1b所示，該能量轉(zhuǎn)換器包括:一個(gè)固定設(shè)置的永久磁體11，固定連接在所述永久磁體11兩極的兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的平行的一字形導(dǎo)磁連接件12、13，一個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件14和一個(gè)電磁線(xiàn)圈15。
[0049]其中，兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的一字形導(dǎo)磁連接件12、13在相對(duì)的面上分別設(shè)置有兩個(gè)凸起，形成圖中所示的兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的F形導(dǎo)磁連接件12、13，且兩個(gè)F形導(dǎo)磁連接件12、13的凸起之間存在空隙。為描述方便，可將兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的F形導(dǎo)磁連接件12、13分別稱(chēng)為第一導(dǎo)磁連接件12和第二導(dǎo)磁連接件13。
[0050]導(dǎo)磁活動(dòng)件14位于所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)磁連接件12、13之間的空隙中，且與所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)磁連接件12、13具有兩個(gè)連接位置，且能夠在外力作用下在所述兩個(gè)連接位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖1a和圖1b示出了在外力作用前后導(dǎo)磁活動(dòng)件14與導(dǎo)磁連接件12、13的兩個(gè)連接位置?？梢?jiàn)，所述兩個(gè)連接位置包括:導(dǎo)磁活動(dòng)件14的一端可與第一導(dǎo)磁連接件12外側(cè)的凸起連接，另一端可與第二導(dǎo)磁連接件13里側(cè)的凸起連接，以形成第一連接位置；和導(dǎo)磁活動(dòng)件14的一端可與第一導(dǎo)磁連接件12內(nèi)側(cè)的凸起連接，另一端可與第二導(dǎo)磁連接件13外側(cè)的凸起連接，以形成第二個(gè)連接位置。
[0051]所述電磁線(xiàn)圈15包圍在所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14外側(cè)，并固定設(shè)置在所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)磁連接件12、13的兩對(duì)凸起之間。對(duì)于圖1a所示的磁回路構(gòu)件連接位置，穿過(guò)電磁線(xiàn)圈15的磁力線(xiàn)的方向?yàn)閺挠业阶螅粚?duì)于圖1b所示的磁回路構(gòu)件連接位置，穿過(guò)電磁線(xiàn)圈15的磁力線(xiàn)的方向?yàn)閺淖蟮接摇＿@樣使得電磁線(xiàn)圈中的磁通變化量Λ φ達(dá)到將近2Φ_。
[0052]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述兩個(gè)導(dǎo)磁連接件12、13和導(dǎo)磁活動(dòng)件14可分別由軟磁材料制成，如軟磁鐵氧體、硅鋼片等。
[0053]其中，永久磁體可以為永久磁鐵、稀土磁體(例如燒結(jié)的NdFeB和SmCo，或者Alnico 和 Barium Ferrite)等。
[0054]實(shí)施例二
[0055]本實(shí)施例中，可設(shè)置由兩個(gè)同向且固定設(shè)置的永久磁體、導(dǎo)磁連接件和導(dǎo)磁活動(dòng)件構(gòu)成的磁回路構(gòu)件。其中，當(dāng)導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述磁回路構(gòu)件的一個(gè)連接位置時(shí)，所述兩個(gè)永久磁體中的一個(gè)永久磁體與所述導(dǎo)磁活動(dòng)件及所述導(dǎo)磁連接件的一部分形成一個(gè)磁回路；當(dāng)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述磁回路構(gòu)件的另一個(gè)連接位置時(shí)，所述兩個(gè)永久磁體中的另外一個(gè)永久磁體與所述導(dǎo)磁活動(dòng)件及所述導(dǎo)磁連接件的另一部分形成另外一個(gè)磁回路。
[0056]圖2a和圖2b示出了本發(fā)明實(shí)施例二中的一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器的示例性結(jié)構(gòu)圖。如圖2a和圖2b所示，該能量轉(zhuǎn)換器包括:兩個(gè)同向且固定設(shè)置的永久磁體21、22，一個(gè)U形導(dǎo)磁連接件23，一個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件24和一個(gè)電磁線(xiàn)圈25。
[0057]其中，兩個(gè)永久磁體21、22中間存在空隙，且極性相反。本文中將兩個(gè)永久磁體21、22中空隙所在的一側(cè)稱(chēng)為內(nèi)側(cè)，另一側(cè)稱(chēng)為外側(cè)。
[0058]所述U形導(dǎo)磁連接件23的開(kāi)口端分別與所述兩個(gè)永久磁體21、22的外側(cè)固定連接，且所述U形導(dǎo)磁連接件23的U形底端設(shè)有一個(gè)小的凸起。
[0059]所述導(dǎo)磁活動(dòng)件24穿過(guò)所述兩個(gè)永久磁體21、22中間的空隙，且一端與所述U形導(dǎo)磁連接件23上的小凸起相連，另一端與一個(gè)永久磁體21的內(nèi)側(cè)相連；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件24與永久磁體21相連的一端能夠在外力的作用下改變?yōu)榕c另一個(gè)永久磁體22的內(nèi)側(cè)相連。圖2a和圖2b不出了在外力作用前后導(dǎo)磁活動(dòng)件24另一端與永久磁體21、22的兩個(gè)連接位置。
[0060]所述導(dǎo)磁活動(dòng)件24穿過(guò)電磁線(xiàn)圈25，并固定設(shè)置在所述U形導(dǎo)磁連接件23形成的內(nèi)腔內(nèi)。對(duì)于圖2a所示的磁回路構(gòu)件連接位置，穿過(guò)電磁線(xiàn)圈25的磁力線(xiàn)的方向?yàn)閺淖蟮接遥粚?duì)于圖2b所示的磁回路構(gòu)件連接位置，穿過(guò)電磁線(xiàn)圈25的磁力線(xiàn)的方向?yàn)閺挠业阶?。這樣一來(lái)，使得電磁線(xiàn)圈25的磁通變化量Λ φ達(dá)到將近2Φ_。
[0061]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述導(dǎo)磁連接件23和導(dǎo)磁活動(dòng)件24可分別由軟磁材料制成，如軟磁鐵氧體、硅鋼片等。永久磁體可以為永久磁鐵、稀土磁體(例如燒結(jié)的NdFeB和SmCo，或者Alnico 和 Barium Ferrite)等。
[0062]以上列舉了兩個(gè)將磁回路構(gòu)件中的導(dǎo)磁活動(dòng)件設(shè)置在電磁線(xiàn)圈的包圍內(nèi)的情況的示例，下面再給出一個(gè)將所述磁回路構(gòu)件中的導(dǎo)磁連接件設(shè)置在所述電磁線(xiàn)圈的包圍內(nèi)的情況的示例。
[0063]實(shí)施例三
[0064]圖3a和圖3b為本發(fā)明實(shí)施例三中的能量轉(zhuǎn)換器的示例性結(jié)構(gòu)圖。如圖3a和圖3b所示，該能量轉(zhuǎn)換器包括:一個(gè)固定設(shè)置的口形導(dǎo)磁連接件32，一個(gè)固定設(shè)置在所述u形導(dǎo)磁連接件的底邊外圍的電磁線(xiàn)圈35，一個(gè)永久磁體31和兩個(gè)相互平行且分別固定設(shè)置在所述永久磁體31兩極的導(dǎo)磁活動(dòng)件33、34。[0065]為描述方便，可將兩個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件33、34分別稱(chēng)為第一導(dǎo)磁活動(dòng)件33和第二導(dǎo)磁活動(dòng)件34。所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件33位于所述u形導(dǎo)磁連接件開(kāi)口端的外側(cè)，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件34位于所述^形導(dǎo)磁連接件開(kāi)口端的內(nèi)側(cè)。所述兩個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件33、34與所述U形導(dǎo)磁連接件32具有兩個(gè)連接位置，且能夠在外力作用下在所述兩個(gè)連接位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖3a和圖3b示出了在外力作用前后導(dǎo)磁活動(dòng)件33、34與導(dǎo)磁連接件32的兩個(gè)連接位置。可見(jiàn)，所述兩個(gè)連接位置包括:第一導(dǎo)磁活動(dòng)件33的第一端與所述0形導(dǎo)磁連接件32的開(kāi)口端外側(cè)相連，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件34的第二端與所述u形導(dǎo)磁連接件32的開(kāi)口端內(nèi)側(cè)相連；以及第一導(dǎo)磁活動(dòng)件33的第二端與所述口形導(dǎo)磁連接件32的開(kāi)口端外側(cè)相連，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件34的第一端與所述u形導(dǎo)磁連接件32的開(kāi)口端內(nèi)側(cè)相連。
[0066]對(duì)于圖3a所示的磁回路構(gòu)件連接位置，穿過(guò)電磁線(xiàn)圈35的磁力線(xiàn)的方向?yàn)閺淖蟮接?；?duì)于圖3b所示的磁回路構(gòu)件連接位置，穿過(guò)電磁線(xiàn)圈35的磁力線(xiàn)的方向?yàn)閺挠业阶蟆Ｔ谠撨^(guò)程中電磁線(xiàn)圈35中的磁通變化量Λ φ達(dá)到將近2Φ_。
[0067]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述導(dǎo)磁連接件32和兩個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件33、34可分別由軟磁材料制成,如軟磁鐵氧體、硅鋼片等。永久磁體可以為永久磁鐵、稀土磁體(例如燒結(jié)的NdFeB和SmCo,或者 Alnico 和 Barium Ferrite)等。
[0068]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的能量轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了詳細(xì)描述，下面再對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的無(wú)線(xiàn)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描 述。
[0069]實(shí)施例四
[0070]圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例四中無(wú)線(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該無(wú)線(xiàn)設(shè)備包括:一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器41、一個(gè)整流器42、一個(gè)儲(chǔ)能控制單元43和一個(gè)信號(hào)發(fā)送單元44。
[0071]其中，能量轉(zhuǎn)換器41可以為本發(fā)明實(shí)施例中任一實(shí)現(xiàn)形式的能量轉(zhuǎn)換器。
[0072]整流器42與能量轉(zhuǎn)換器41中的電磁線(xiàn)圈的引線(xiàn)相連，用于對(duì)所述能量轉(zhuǎn)換器41輸出的電能進(jìn)行整流。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，其可以為任一具體實(shí)現(xiàn)形式的整流設(shè)備，如由二極管構(gòu)成的整流橋等。
[0073]儲(chǔ)能控制單元43用于對(duì)所述整流器42輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，并驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送單元44發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可有多種實(shí)現(xiàn)形式，例如，可由電容及相應(yīng)的觸發(fā)開(kāi)關(guān)等硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0074]信號(hào)發(fā)送單元44用于在所述儲(chǔ)能控制單元43的驅(qū)動(dòng)下發(fā)送對(duì)應(yīng)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，其可由帶有無(wú)線(xiàn)射頻(RF)模塊的微處理器(MCU)實(shí)現(xiàn)。
[0075]具體應(yīng)用時(shí)，上述無(wú)線(xiàn)設(shè)備可以為任意無(wú)線(xiàn)傳感器或控制器。下面以圖1a和圖1b所示的能量轉(zhuǎn)換器為例，給出幾個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的應(yīng)用示例。
[0076]實(shí)施例五
[0077]圖5為本發(fā)明實(shí)施例五中的液位傳感器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，該液位傳感器在圖4所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括一個(gè)通過(guò)用于連桿與所述能量傳感器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件14相連的位于液面的浮標(biāo)45，用于在液面從低位上升至第一預(yù)設(shè)位置時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14施加第一外力，相應(yīng)地，圖4所示信號(hào)發(fā)送單元44將發(fā)送一個(gè)指示液位達(dá)到第一預(yù)設(shè)位置的信號(hào)；在液面由高位下降至第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14施加第二外力，相應(yīng)地，圖4所示信號(hào)發(fā)送單元44將發(fā)送一個(gè)指示液位降至第二預(yù)設(shè)位置的信號(hào)。
[0078]實(shí)施例六[0079]圖6為本發(fā)明實(shí)施例六中的溫度傳感器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，該溫度傳感器在圖4所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括一個(gè)一端固定、另一端與所述能量傳感器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件14相連的雙金屬片46，用于在溫度上升至第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14施加第一外力，相應(yīng)地，圖4所示信號(hào)發(fā)送單元44將發(fā)送一個(gè)指示溫度達(dá)到第一預(yù)設(shè)溫度的信號(hào)；在溫度下降至第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14施加第二外力，相應(yīng)地，圖4所示信號(hào)發(fā)送單元44將發(fā)送一個(gè)指示溫度降至第二預(yù)設(shè)溫度的信號(hào)。
[0080]實(shí)施例七
[0081]圖7為本發(fā)明實(shí)施例七中的稱(chēng)重傳感器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該稱(chēng)重傳感器在圖4所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括一個(gè)底端固定、中間與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件14相連、上端連接承重部件48的第一彈性元件47，用于在所述承重部件48內(nèi)的物體重量達(dá)到第一預(yù)設(shè)重量時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14施加第一外力，相應(yīng)地，圖4所示信號(hào)發(fā)送單元44將發(fā)送一個(gè)指示重量達(dá)到第一預(yù)設(shè)重量的信號(hào)；在所述承重部件48內(nèi)的物體重量下降至第二預(yù)設(shè)重量時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件14施加第二外力，相應(yīng)地，圖4所示信號(hào)發(fā)送單元44將發(fā)送一個(gè)指示重量降至第二預(yù)設(shè)重量的信號(hào)。其中，承重部件可以為一托盤(pán)。
[0082]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述彈性元件47可以為彈簧，也可以為彈片等。
[0083]此外，還有很多其他的應(yīng)用，例如，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備也可以為無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)控制器(如，無(wú)線(xiàn)燈光控制器)等。此處不再一一贅述。
[0084]本發(fā)明公開(kāi)了一種能量轉(zhuǎn)換器及一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備。其中，能量轉(zhuǎn)換器包括:一個(gè)電磁線(xiàn)圈和一個(gè)由永久磁體、導(dǎo)磁連接件和導(dǎo)磁活動(dòng)件構(gòu)成的磁回路構(gòu)件；所述磁回路構(gòu)件的一部分設(shè)置在所述電磁線(xiàn)圈的包圍內(nèi)；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件能夠在外力的作用下改變?cè)谒龃呕芈窐?gòu)件中的連接位置，并使得所述磁回路構(gòu)件形成的磁場(chǎng)中被所述電磁線(xiàn)圈包圍的磁力線(xiàn)的方向發(fā)生改變。本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，能夠充分利用永久磁體的資源獲取更高的電能轉(zhuǎn)換。
[0085]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種能量轉(zhuǎn)換器，包括: 電磁線(xiàn)圈(15、25、35)； 磁回路構(gòu)件，包括磁體(11、21、22、31)、導(dǎo)磁連接件(12、13、23、32 )和導(dǎo)磁活動(dòng)件(14、24、33、34)，所述磁回路構(gòu)件的一部分穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈(15、25、35)； 所述導(dǎo)磁活動(dòng)件(14、24、33、34)在磁回路中有兩個(gè)連接位置，在外力作用下所述導(dǎo)磁活動(dòng)件(14、24、33、34)能夠從一個(gè)連接位置運(yùn)動(dòng)到另外一個(gè)連接位置，從而使穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈(15、25、35)的磁力線(xiàn)的方向改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述導(dǎo)磁活動(dòng)件(14、24)穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈(15、25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述導(dǎo)磁連接件為兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的第一導(dǎo)磁連接件(12)和第二導(dǎo)磁連接件(13)，第一導(dǎo)磁連接件(12)和第二導(dǎo)磁連接件(13)相對(duì)的面上分別設(shè)有兩個(gè)凸起，這些凸起形成所述導(dǎo)磁活動(dòng)件(14)在所述磁回路中的兩個(gè)連接位置，其中導(dǎo)磁活動(dòng)件(14)的一端可與第一導(dǎo)磁連接件(12)的第一凸起連接，另一端可與第二導(dǎo)磁連接件(13)的第一凸起連接，以形成第一連接位置；導(dǎo)磁活動(dòng)件(14)的一端可與第一導(dǎo)磁連接件(12)的第二凸起連接，另一端可與第二導(dǎo)磁連接件(13)的第二凸起連接，以形成第二連接位置；和 所述電磁線(xiàn)圈 (15)設(shè)置在所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)磁連接件(12、13)的凸起之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述磁體(21、22)為兩個(gè)同向且固定設(shè)置的永久磁體(21、22)； 所述導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述磁回路構(gòu)件的一個(gè)連接位置時(shí)，所述兩個(gè)永久磁體(21、22)中的一個(gè)與所述導(dǎo)磁活動(dòng)件及所述導(dǎo)磁連接件的一部分形成第一磁回路；所述導(dǎo)磁活動(dòng)件位于所述磁回路構(gòu)件的另一個(gè)連接位置時(shí)，所述兩個(gè)永久磁體(21、22)中的另外一個(gè)與所述導(dǎo)磁活動(dòng)件及所述導(dǎo)磁連接件的另一部分形成第二磁回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述兩個(gè)永久磁體(21、22)之間存在空隙， 所述導(dǎo)磁連接件為U形導(dǎo)磁連接件(23)，U形導(dǎo)磁連接件(23)的開(kāi)口端分別與所述兩個(gè)永久磁體(21、22)的外側(cè)固定連接，所述U形導(dǎo)磁連接件(23)的底端具有凸起； 所述導(dǎo)磁活動(dòng)件(24)穿過(guò)所述兩個(gè)永久磁體(21、22)之間的空隙，一端與所述U形導(dǎo)磁連接件(23)底端的凸起連接，另一端與一個(gè)永久磁體(21、22)連接，并且在外力的作用下所述導(dǎo)磁活動(dòng)件(24)與永久磁體(21)連接的所述另一端能夠從與一個(gè)導(dǎo)磁活動(dòng)件連接變?yōu)榕c另一個(gè)永久磁體連接；和 所述電磁線(xiàn)圈固定設(shè)置在所述U形導(dǎo)磁連接件形成的內(nèi)腔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述導(dǎo)磁連接件(32)穿過(guò)所述電磁線(xiàn)圈(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述導(dǎo)磁連接件(32)為U形，且固定設(shè)置； 所述導(dǎo)磁活動(dòng)件為兩個(gè)相互平行且分別固定設(shè)置在所述永久磁體(31)的兩極的第一導(dǎo)磁活動(dòng)件(33)和第二導(dǎo)磁活動(dòng)件(34);所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件(33)位于所述u形導(dǎo)磁連接件(32)開(kāi)口端的外側(cè)，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件(34)位于所述u形導(dǎo)磁連接件(32)開(kāi)口端的內(nèi)側(cè)；所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件(33)的第一端可與所述u形導(dǎo)磁連接件(32)的開(kāi)口端外側(cè)連接，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件(34)的第二端可與所述u形導(dǎo)磁連接件(32)的開(kāi)口端內(nèi)側(cè)連接，以形成第一連接位置；所述第一導(dǎo)磁活動(dòng)件(33)的第二端可與所述形導(dǎo)磁連接件(32)的開(kāi)口端外側(cè)連接，第二導(dǎo)磁活動(dòng)件(34)的第一端可與所述u形導(dǎo)磁連接件(32)的開(kāi)口端內(nèi)側(cè)連接，以形成第二連接位置。
8.一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備，包括: 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的能量轉(zhuǎn)換器(41)； 用于對(duì)所述能量轉(zhuǎn)換器輸出的電能進(jìn)行整流的整流器(42); 用于對(duì)所述整流器輸出的電能進(jìn)行存儲(chǔ)和管理的儲(chǔ)能控制單元(43);和 用于在所述儲(chǔ)能控制單元的驅(qū)動(dòng)下發(fā)送相應(yīng)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的信號(hào)發(fā)送單元(44)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)設(shè)備，其特征在于，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為液位傳感器；所述液位傳感器進(jìn)一步包括: 與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件連接的浮標(biāo)(45)，用于在液面從低位上升至第一預(yù)設(shè)位置時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第一外力；在液面由高位下降至第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第二外力。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)設(shè)備，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為溫度傳感器；所述溫度傳感器進(jìn)一步包括: 一端固定、另一端與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件相連的雙金屬片(46)，用于在溫度上升至第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第一外力；在溫度下降至第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第二外力。`
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)設(shè)備，其特征在于，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為稱(chēng)重傳感器；所述稱(chēng)重傳感器進(jìn)一步包括: 底端固定、中間與所述能量轉(zhuǎn)換器中的導(dǎo)磁活動(dòng)件相連、上端連接承重部件(48)的彈性元件(47)，用于在所述承重部件(48)內(nèi)的物體重量達(dá)到第一預(yù)設(shè)重量時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第一外力；在所述承重部件(48)內(nèi)的物體重量下降至第二預(yù)設(shè)重量時(shí)，對(duì)所述導(dǎo)磁活動(dòng)件施加第二外力。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)設(shè)備，其特征在于，所述無(wú)線(xiàn)設(shè)備為無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)控制器。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103683520SQ201210364696
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】郭旻, 范順杰, 卓越 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司