振动发电机

振动发电机

一：背景

振动发电技术已经有些历史了，而人们也依然在开发更多这类能够将机械能转变成电能的工具。荷兰一家夜总会利用弹簧地板收集人们舞动时的能量并且将其转化为电能供应照明。而在微型化振动发电的领域，几年前就已经有了与这块电池相似的产品问世。

在2007年，英国南安普顿大学的一个研究小组就已经开发出了如同方糖大小的振动发电机，这种微型发电机利用精心设计的共鸣磁铁和线圈布置将机械振动转化为电力，从而为整个无线传感系统提供动力。产生的电力足够通过多种无线网络为几个低能耗无线传感器提供电力，他们甚至还计划将这种发电机进一步微型化之后植入人体，为那些需要长时间供电的医疗设备提供电力，只是这些都尚未商业化。

美国密歇根大学的科学家们近日开发出一种微型发电机，可以通过车辆移动、工厂作业和人类运动等产生的随机振动产生出足够的电能，可为手表、心脏起搏器和无线传感器等设备提供能量。利用人类身体的独特振幅，这台微型发电机就可以产生0.5毫瓦的电能（500微瓦），这些能量足够用来驱动手表，手表驱动只需要1到10微瓦之间的能量。这些能量还可以驱动心脏起搏器，它需要10到50微瓦的能量。

二：结构

最传统的做法是使用一块悬挂的磁铁，发电机是通过电磁感应来完成能量转换的。电磁感应则是通过将线圈放置在一个变化的磁场中产生。南安普顿大学开发出的振动发电机就属于这一类型。

三：可行性分析

市场上现有的振动发电机有很多种类，而且振动发电的装置多种多样，从很简易的模型到具有一定复杂度的商品。一种简易的振动电机模型可由：一个玻璃试管（易碎，可用用塑料管代替），35线规的涂漆铜线，led灯，棉花，塑料盒，强磁铁，软橡胶块组成（见图二）；稍复杂些的振动发电机组成块件可见下图：

图一：南安普顿大学开发出的振动发电机

图二：一种简易的振动发电机

本课题设想的振动发电机由：固定的底座、随振动物体振动切割磁感线的线

圈、储电电池组成。磁体镶嵌在固定的底座上，在