專利名稱:一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種充電裝置,特別是涉及一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置。
背景技術(shù):
隧道中需要安放各種儀器儀表裝置,以保障汽車或火車正常安全通過和隧道,同時(shí)進(jìn)行隧道的安全監(jiān)測工作。這些儀器儀表裝置需要供電才能正常工作,當(dāng)前通常需要從隧道外部引入電源或者使用電池供電。從隧道外部引入外部電源加大了隧道施工難度,建成后的維護(hù)工作也較難,電池供電也需要人工定期更換電池,某些隧道裝置監(jiān)測設(shè)備通常需要埋設(shè)在地基內(nèi)或墻壁內(nèi),其引入電源或更換電池更為不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足,提供一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,無需外部電源,基于線圈切割磁力線產(chǎn)生電流的原理,利用高速列車通過隧道時(shí),隧道內(nèi)的瞬變空氣壓力,使裝置將空氣能轉(zhuǎn)換為電能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,包括陣列孔箱體、永久磁鐵塊、彈簧、桶形線圈纏繞架、導(dǎo)電線圈、整流器、充電器、充電電池,其特征在于,所述陣列孔箱體的一面有陣列分布的多個(gè)孔,每個(gè)孔的內(nèi)側(cè)有一塊永久磁鐵塊、一個(gè)彈簧、一個(gè)桶形線圈纏繞架、一個(gè)導(dǎo)電線圈;所述桶形線圈纏繞架的開口端固定在陣列孔箱體上的孔的內(nèi)側(cè);所述永久磁鐵塊在桶形線圈纏繞架內(nèi);所述彈簧的一端固定在永久磁鐵塊的端面上,另一端固定在桶形線圈纏繞架內(nèi)底面上;所述導(dǎo)電線圈纏繞固定在桶形線圈纏繞架外表面,導(dǎo)電線圈的輸出端與整流器電連接;整流器的輸出端與充電器電連接;充電器與充電電池電連接;整流器、充電器、充電電池固定在陣列孔箱體內(nèi)。所述桶形線圈纏繞架的內(nèi)徑大于陣列孔箱體上的孔的直徑,桶形線圈纏繞架的材質(zhì)為非金屬耐磨固體材料,非金屬耐磨固體材料不影響磁場分布。所述永久磁鐵塊的直徑等于桶形線圈纏繞架的內(nèi)徑,永久磁鐵塊的長度小于桶形線圈纏繞架的長度,永久磁鐵塊可以在桶形線圈纏繞架內(nèi)軸向滑動,因桶形線圈纏繞架的內(nèi)徑大于陣列孔箱體上的孔的直徑,所以永久磁鐵塊的直徑也大于陣列孔箱體上的孔的直徑,因此,永久磁鐵塊只能在陣列孔箱體上的孔的內(nèi)側(cè)面與桶形線圈纏繞架內(nèi)底面之間往返滑動。以高速鐵路隧道為例,高速列車頭部進(jìn)入隧道至列車尾部進(jìn)入隧道,瞬變空氣壓力達(dá)到4000Pa/3s,本裝置利用瞬變空氣壓力,基于線圈切割磁力線產(chǎn)生電流的原理,將空氣能轉(zhuǎn)換為電能。本發(fā)明的一種利用隧道氣壓變化的充電裝置,安裝固定在隧道內(nèi)兩邊的墻壁上,當(dāng)高速列車頭部進(jìn)入隧道時(shí),由于隧道邊壁限制了列車周圍空氣的側(cè)向流動和上下流動,從而使列車前方的空氣突然受到壓縮,隧道內(nèi)的氣壓瞬時(shí)急劇變大,此時(shí),裝置外部的氣壓值瞬間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于桶形線圈纏繞架內(nèi)底面與永久磁鐵塊之間的空氣壓力,永久磁鐵塊受到由外向內(nèi)的壓力瞬間壓縮彈簧滑動,從陣列孔箱體上的孔的內(nèi)側(cè)面滑動至桶形線圈纏繞架的內(nèi)底部,永久磁鐵塊與桶形線圈纏繞架外表面的導(dǎo)電線圈產(chǎn)生相對運(yùn)動,導(dǎo)電線圈切割磁力線將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過整流器、充電器,充進(jìn)充電電池中;當(dāng)高速列車尾部進(jìn)入隧道后,由于氣流場突然擴(kuò)大,壓力突然減少,在列車尾部形成負(fù)壓區(qū),這時(shí),隧道內(nèi)空氣壓力由最大值瞬時(shí)急劇變小至負(fù)壓,此時(shí),裝置外部的氣壓值瞬間小于桶形線圈纏繞架內(nèi)底面與永久磁鐵塊之間的空氣壓力,永久磁鐵塊受到由內(nèi)向外的壓力瞬間滑動返回至陣列孔箱體上的孔的內(nèi)側(cè)面,永久磁鐵塊與桶形線圈纏繞架外表面的導(dǎo)電線圈產(chǎn)生相對運(yùn)動,導(dǎo)電線圈切割磁力線將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過整流器、充電器,充進(jìn)充電電池中。由于本裝置采用陣列孔箱體,每個(gè)孔內(nèi)側(cè)都有一塊永久磁鐵塊、一個(gè)彈簧、一個(gè)桶形線圈纏繞架、一個(gè)導(dǎo)電線圈,因此高速列車通過一次,就會產(chǎn)生感應(yīng)電流并對充電電池充電,直至充電電池充滿。將充電電池與隧道內(nèi)的電子儀器儀表連接,可以源源不斷的為這些電子儀器儀表供應(yīng)電能,無需從隧道外引入電源,就可以保障其正常工作。本實(shí)用新型的有益效果是,提供一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,基于線圈切割磁力線產(chǎn)生電流的原理,利用高速列車通過隧道時(shí),隧道內(nèi)的瞬變空氣壓力,使永久磁鐵塊在桶形線圈纏繞架迅速往返滑動,導(dǎo)電線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流,將空氣能轉(zhuǎn)換為電能,隧道內(nèi)的電子儀器儀表無需從隧道外引入電源,直接由本實(shí)用新型裝置供電,節(jié)省資金成本,降低隧道建設(shè)施工難度。以下結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明,但本實(shí)用新型的一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置不局限于實(shí)施例。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置外觀三維示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置分解三維示意圖。圖3是本范明實(shí)施例的裝置中將空氣能轉(zhuǎn)換為電能的部件截面示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置電路原理框圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置在隧道中的安放示意圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置電能轉(zhuǎn)化工作示意圖。圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置為電子儀器儀表充電原理框圖。圖中,1.陣列孔箱體,2.孔,3.永久磁鐵塊,4.彈簧,5.桶形線圈纏繞架,6.導(dǎo)電線圈,7.整流器,8.充電器,9.充電電池,10.電子儀器儀表,11.隧道,A.高速列車頭部進(jìn)入隧道,B.高速列車尾部進(jìn)入隧道。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2、圖3、圖4所示的實(shí)施例中,一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,包括陣列孔箱體1、永久磁鐵塊3、彈簧4、桶形線圈纏繞架5、導(dǎo)電線圈6、整流器7、充電器8、充電電池9,其特征在于,所述陣列孔箱體I的一面有陣列分布的多個(gè)孔2,每個(gè)孔2的內(nèi)側(cè)有一塊永久磁鐵塊3、一個(gè)彈簧4、一個(gè)桶形線圈纏繞架5、一個(gè)導(dǎo)電線圈6;所述桶形線圈纏繞架5的開口端固定在陣列孔箱體上的孔2的內(nèi)側(cè);所述永久磁鐵塊3在桶形線圈纏繞架5內(nèi);所述彈簧4的一端固定在永久磁鐵塊3的端面上,另一端固定在桶形線圈纏繞架5內(nèi)底面上;所述導(dǎo)電線圈6纏繞固定在桶形線圈纏繞架5外表面,導(dǎo)電線圈6的輸出端與整流器7電連接;整流器7的輸出端與充電器8電連接;充電器8與充電電池9電連接;整流器
7、充電器8、充電電池9固定在陣列孔箱體I內(nèi)。所述桶形線圈纏繞架5的內(nèi)徑大于陣列孔箱體I上的孔2的直徑,桶形線圈纏繞架5的材質(zhì)為非金屬耐磨固體材料,非金屬耐磨固體材料不影響磁場分布。所述永久磁鐵塊3的直徑等于桶形線圈纏繞架5的內(nèi)徑,永久磁鐵塊3的長度小于桶形線圈纏繞架5的長度,永久磁鐵塊3可以在桶形線圈纏繞架5內(nèi)軸向滑動,因桶形線圈纏繞架5的內(nèi)徑大于陣列孔箱體I上的孔2的直徑,所以永久磁鐵塊3的直徑也大于陣列孔箱體I上的孔2的直徑,因此,永久磁鐵塊3只能在陣列孔箱體I上的孔2的內(nèi)側(cè)與桶形線圈纏繞架5內(nèi)底面之間往返滑動。圖5、圖6、圖7所示的實(shí)施方法中,本實(shí)用新型的一種利用隧道氣壓變化的充電裝置,安裝固定在隧道11內(nèi)兩邊的墻壁上,當(dāng)高速列車頭部進(jìn)入隧道時(shí)A,由于隧道11邊壁限制了列車周圍空氣的側(cè)向流動和上下流動,從而使列車前方的空氣突然受到壓縮,隧道11內(nèi)的氣壓瞬時(shí)急劇變大,此時(shí),裝置外部的氣壓值瞬間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于桶形線圈纏繞架5內(nèi)底面與永久磁鐵塊3之間的空氣壓力,永久磁鐵塊3受到由外向內(nèi)的壓力瞬間壓縮彈簧4滑動至桶形線圈纏繞架5的內(nèi)底部,永久磁鐵塊3與桶形線圈纏繞架5外表面的導(dǎo)電線圈6產(chǎn)生相對運(yùn)動,導(dǎo)電線圈6切割磁力線將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過整流器7、充電器8,充進(jìn)充電電池9中;當(dāng)高速列車尾部進(jìn)入隧道后B,由于氣流場突然擴(kuò)大,壓力突然減少,在列車尾部形成負(fù)壓區(qū),這時(shí),隧道11內(nèi)空氣壓力由最大值瞬時(shí)急劇變小至負(fù)壓,此時(shí),裝置外部的氣壓值瞬間小于桶形線圈纏繞架5內(nèi)底面與永久磁鐵塊3之間的空氣壓力,永久磁鐵塊3受到由內(nèi)向外的壓力瞬間滑動返回至陣列孔箱體I上的孔2的內(nèi)側(cè)邊,永久磁鐵塊3與桶形線圈纏繞架5外表面的導(dǎo)電線圈6產(chǎn)生相對運(yùn)動,導(dǎo)電線圈6切割磁力線將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過整流器7、充電器8,充進(jìn)充電電池9中。由于本裝置采用陣列孔箱體1,每個(gè)孔2內(nèi)側(cè)都有一塊永久磁鐵塊3、一個(gè)彈簧4、一個(gè)桶形線圈纏繞架5、一個(gè)導(dǎo)電線圈6,因此高速列車通過一次,就會產(chǎn)生感應(yīng)電流并對充電電池9充電,直至充電電池9充滿。將充電電池9與隧道11內(nèi)的電子儀器儀表10連接,可以源源不斷的為這些電子儀器儀表10供應(yīng)電能,無需從隧道11外引入電源,就可以保障其正常工作。上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,但本實(shí)用新型并不局限于實(shí)施例,凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均落入本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,包括陣列孔箱體、永久磁鐵塊、彈簧、桶形線圈纏繞架、導(dǎo)電線圈、整流器、充電器、充電電池,其特征在于:所述陣列孔箱體的一面有陣列分布的多個(gè)孔,每個(gè)孔的內(nèi)側(cè)有一塊永久磁鐵塊、一個(gè)彈簧、一個(gè)桶形線圈纏繞架、一個(gè)導(dǎo)電線圈;所述桶形線圈纏繞架的開口端固定在陣列孔箱體上的孔的內(nèi)側(cè);所述永久磁鐵塊在桶形線圈纏繞架內(nèi);所述彈簧的一端固定在永久磁鐵塊的端面上,另一端固定在桶形線圈纏繞架內(nèi)底面上;所述導(dǎo)電線圈纏繞固定在桶形線圈纏繞架外表面,導(dǎo)電線圈的輸出端與整流器電連接;整流器的輸出端與充電器電連接;充電器與充電電池電連接;整流器、充電器、充電電池固定在陣列孔箱體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,其特征在于:所述桶形線圈纏繞架的內(nèi)徑大于陣列孔箱體上的孔的直徑,桶形線圈纏繞架的材質(zhì)為非金屬耐磨固體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,其特征在于:所述永久磁鐵塊的直徑等于桶形線圈纏繞架的內(nèi)徑,永久磁鐵塊的長度小于桶形線圈纏繞架的長度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置,包括陣列孔箱體、永久磁鐵塊、彈簧、桶形線圈纏繞架、導(dǎo)電線圈、整流器、充電器、充電電池,基于線圈切割磁力線產(chǎn)生電流的原理,利用高速列車通過隧道時(shí),隧道內(nèi)的瞬變空氣壓力,使永久磁鐵塊在桶形線圈纏繞架迅速往返滑動,導(dǎo)電線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流,將空氣能轉(zhuǎn)換為電能,隧道內(nèi)的電子儀器儀表無需從隧道外引入電源,直接由本實(shí)用新型裝置供電,節(jié)省了大量的資金成本,降低了隧道建設(shè)施工難度。
文檔編號H02J7/32GK203039417SQ20132004498
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者林俊明 申請人:愛德森(廈門)電子有限公司