[發明專利]振動幅度閾值驅動發電的能量采集器及傳感器

有效

• 申請號: 201410250499.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN105226992B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 李昕欣;唐翹楚
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于，至少包括：

用于感應外界振動的第一級振子；所述第一級振子包括依次連接的第一彈簧、第一質量塊及第一磁體；

用于產生電能的第二級振子；所述第二級振子包括依次連接的第二彈簧、第二質量塊及第二磁體；

所述第一級振子與所述第二級振子均設置于一基座上；

當外界振動幅度小于預設閾值時，能量采集器不發電；當外界振動幅度大于所述預設閾值時，所述第一級振子驅動所述第二級振子振動，產生電能。

2.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第一級振子通過兩極振子之間的脈沖磁排斥力驅動所述第二級振子振動。

3.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第二級振子上設有用于發電的換能機構。

4.根據權利要求3所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述換能機構為壓電式或電磁感應式。

5.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第一級振子與第二級振子的振動方向相互平行，且所述第一級振子與第二級振子在工作過程中不發生接觸。

6.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第二級振子被有效驅動時，其振動頻率為自身的諧振頻率，與外界振動頻率無關。

7.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第二質量塊同時作為所述第二磁體。

8.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第一彈簧與第二彈簧均為平面彈簧懸臂梁，其中，所述第一彈簧為并聯雙梁結構，所述第一質量塊及所述第一磁體設置于所述并聯雙梁結構末端；所述第二彈簧為單懸臂梁結構，設置于所述并聯雙梁結構之間，所述第二磁體設置于所述單懸臂梁結構自由端，所述第二磁體同時作為所述第二質量塊，所述單懸臂梁結構的表面還設置有壓電薄膜。

9.根據權利要求8所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第一質量塊為鉛制；所述第一磁體與第二磁體均為釹鐵硼磁鐵。

10.根據權利要求8所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述壓電薄膜為聚偏氟乙烯。

11.根據權利要求8所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第一磁體的數量大于或等于兩個，所述第二磁體的數量大于或等于兩個。

12.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述預設閾值的大小通過調整第一磁體與第二磁體的間距來設定。

13.根據權利要求1所述的振動幅度閾值驅動發電的能量采集器，其特征在于：所述第一級振子的的諧振頻率小于或等于200赫茲，所述第二級振子的諧振頻率大于300赫茲。

14.一種采用權利要求1～13任意一項所述能量采集器的自供能傳感器，其特征在于：所述傳感器將所述能量采集器的發電行為作為傳感信號，用于報告待檢測振動幅度是否達到預設閾值；所述待檢測震動為外界振動。