[发明专利]一种微能量发生装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微能量产生领域，更具体地说涉及一种微能量发生装置及方法。

背景技术

近年来，便携式电子设备、微机电系统(MEMS)和无线传感器网络在民用、军用、医疗和工业生产中得到了广泛应用。目前大多数的微电子产品都是利用传统的电池提供电能。但由于传统电池存在能量密度小、需要定期更换或充电，以及污染环境等问题，难以满足微电子产品高速发展的要求，因此如何实现微电子产品的能量自给为当今急需解决的问题。

运动是在日常生活中最为广泛存在的，比如走路、跑步、骑车、开车等，可以说任何人类活动总是伴随着不同形式的运动，如果能够采用一种结构将物体运动的能量转换为电能，将在一定程度为微电子产品提供能量补充。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术之不足，提出了一种微能量发生装置及方法，通过巧妙设计三维磁悬浮结构实现六自由度悬浮进而实现在六个方向均能感应载体运动，该结构将运动的动能转化为压电感应层的磁力变化并进一步转化为电能输出，能够用于为与其外接设备提供能量。

本发明的技术解决措施如下：

本微能量发生装置，一种微能量发生装置，其特征在于，该装置用于在运动状态下产生微能量为外接设备提供能量，其包括储能装置和六自由度磁悬浮结构，所述六自由度磁悬浮结构包括磁性腔体以及悬浮于该磁性腔体内六面都具有剩磁磁场的磁悬浮体；

所述磁性腔体形成六面体空间并相对于所述磁悬浮体可移动，其任一个面均设置磁力感应结构，使所述磁性腔体内腔中任一面与其相对的磁悬浮体一面的磁极相同从而在磁悬浮体的六面同时产生相斥磁力使所述磁悬浮体能够达到六面磁力平衡状态并悬浮在该磁性腔体中；

在运动过程中，所述磁性腔体和悬浮体之间打破平衡状态并产生相对位移，进而使施加在所述磁性腔体和悬浮体之间的磁力的发生变化；

所述磁力感应结构中设置压电感应层，所述压电感应层用于感应所述磁性腔体内壁受到的磁力变化并导致所述压电感应层所受的压力变化进而将压力变化转化为微电能量；

所述储能装置分别与所述磁性腔体的六面的压电感应层电气连接，用于存储压电感应层所产生的微电能量。

在上述的微能量发生装置，所述磁悬浮体六面剩磁磁场均匀。

在上述的微能量发生装置，所述磁悬浮体采用软磁内层以及固连设置该软磁内层每个面上的第一永磁层且相对两面的第一永磁层相向磁极极性相反。

在上述的微能量发生装置，所述磁悬浮体外层的第一永磁层与软磁内层固连后再对其充磁。

在上述的微能量发生装置，所述磁性腔体由六块磁板拼接而成并形成六面体空间，所述磁板从外到内依次固连设置固定板、压电感应层和第二永磁层并形成所述磁力感应结构。

在上述的微能量发生装置，所述储能装置设置在外接设备中。

在上述的微能量发生装置，所述磁性腔体任一个面的第二永磁层与其相邻面的第二永磁层之间留有间隙。

在上述的微能量发生装置，还包括用于封闭所述磁性腔体的软磁密封层，所述软磁密封层采用软磁材料，用于封闭所述磁性腔体内的磁场。

在上述的微能量发生装置，所述软磁密封层与固定板一体设置。

在上述的微能量发生装置，所述磁性腔体设有小孔，压电感应层的信号线从孔中引出并与储能装置相连。

在上述的微能量发生装置，充磁采用如下的充磁装置，该充磁装置充磁装置包括竖直设置的下充磁头和位于下充磁头正上方的上充磁头，本装置还包括四个圆周分布且水平设置的侧向面充磁头，所述的侧向面充磁头位于下充磁头和上充磁头之间，在下充磁头的上端设有第一充磁接触平面，在上充磁头的下端设有与所述的第一充磁接触平面平行的第二充磁接触平面，在每个侧向面充磁头的内端分别设有竖直设置的第三充磁接触平面。

设计的上充磁头、下充磁头和四个侧向面充磁头，其可以实现一次六个面的充磁；上充磁头、下充磁头和四个侧向面充磁头，相对的两个磁头和被充磁的悬浮体形成闭合磁路，提高了充磁磁场强度，而且还提高了充磁效率，生产效率非常高。

其次，通过上述结构的设计，避免了在充磁的过程中六面磁悬浮体的位移，同时，由于磁头采用软磁材料，还大幅度减少了漏磁的现象。

充磁接触平面的面积与六面磁悬浮体的各个面的面积和形状相同。