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：
本發(fā)明涉及一種充電裝置，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(chē)或火車(chē)正常安全通過(guò)和隧道，同時(shí)進(jìn)行隧道的安全監(jiān)測(cè)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(cè)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
本發(fā)明的目的在于克服現(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(wú)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(chē)通過(guò)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。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)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(kāi)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(chǎng)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(zhǎng)度小于桶形線圈纏繞架的長(zhǎng)度，永久磁鐵塊可以在桶形線圈纏繞架內(nèi)軸向滑動(dòng)，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(dòng)。以高速鐵路隧道為例，高速列車(chē)頭部進(jìn)入隧道至列車(chē)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(chē)頭部進(jìn)入隧道時(shí)，由于隧道邊壁限制了列車(chē)周?chē)諝獾膫?cè)向流動(dòng)和上下流動(dòng)，從而使列車(chē)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(dòng)，從陣列孔箱體上的孔的內(nèi)側(cè)面滑動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(guò)整流器、充電器，充進(jìn)充電電池中；當(dāng)高速列車(chē)尾部進(jìn)入隧道后，由于氣流場(chǎng)突然擴(kuò)大，壓力突然減少，在列車(chē)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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(guò)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(chē)通過(guò)一次，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流并對(duì)電池充電，直至電池充滿。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(wú)需從隧道外引入電源，就可以保障其正常工作。本發(fā)明的有益效果是，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(chē)通過(guò)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(dòng)，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(wú)需從隧道外引入電源，直接由本發(fā)明裝置供電，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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明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。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的裝置外觀三維示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的裝置分解三維示意圖。圖3是本發(fā)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是本發(fā)明實(shí)施例的裝置電路原理框圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的裝置在隧道中的安放示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例的裝置電能轉(zhuǎn)化工作示意圖。
圖7是本發(fā)明實(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(chē)頭部進(jìn)入隧道，B.高速列車(chē)尾部進(jìn)入隧道。
具體實(shí)施例方式圖1、圖2、圖3、圖4所不的實(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(kāi)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(chǎng)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(zhǎng)度小于桶形線圈纏繞架5的長(zhǎng)度，永久磁鐵塊3可以在桶形線圈纏繞架5內(nèi)軸向滑動(dòng)，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(dòng)。圖5、圖6、圖7所示的實(shí)施方法中，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11內(nèi)兩邊的墻壁上，當(dāng)高速列車(chē)頭部進(jìn)入隧道時(shí)A，由于隧道11邊壁限制了列車(chē)周?chē)諝獾膫?cè)向流動(dòng)和上下流動(dòng)，從而使列車(chē)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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(guò)整流器7、充電器8，充進(jìn)充電電池9中；當(dāng)高速列車(chē)尾部進(jìn)入隧道后B，由于氣流場(chǎng)突然擴(kuò)大，壓力突然減少，在列車(chē)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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(guò)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I，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(chē)通過(guò)一次，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流并對(duì)電池9充電，直至電池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(wú)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(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種利用隧道氣壓變化的電磁充電裝置，但發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(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(kāi)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(zhǎng)度小于桶形線圈纏繞架的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)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(chē)通過(guò)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(dòng)，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(wú)需從隧道外引入電源，直接由本發(fā)明裝置供電，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(hào)H02J7/32GK103107587SQ20131003158
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:愛(ài)德森(廈門(mén))電子有限公司