[實用新型]一種磁致伸縮振動發電裝置

有效

• 申請號: 201420382488.4
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN203951346U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉慧芳;何曉峰;張禹;王文國;蘭冰
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;H02N2/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

?本實用新型屬于磁致伸縮發電領域，特別涉及一種以超磁致伸縮棒為核心元件的通過吸收振動而產生電能的磁致伸縮發電裝置。

背景技術

在精密與超精密加工、微機械制造、激光制導等高技術領域，分布式傳感器、數字處理器、便攜式無線通信系統等電子設備扮演著重要的角色。目前，這些電子設備工作所需要的電能主要依靠蓄電池或一次性化學電池提供。但是由于電池容量有限，使其不能滿足系統長時間工作的需要，更不能滿足迅速發展的集成電路的需求；并且，電池容量易受溫度影響，在電池的使用和生產過程中會產生對人體和環境有害的重金屬，存在著環境污染等一系列弊端。在自然界和實際生產生活中，存在豐富的持續或間歇性的振動，例如人體振動、交通工具行駛中的顛簸振動、橋梁振動等。以利用工作和生活環境中的振動產生電能的發電方式替代電池為電子設備供電，可以解決小功率電子設備供電問題。

超磁致伸縮材料具有機械能與電磁能間的雙向可逆換能效應，利用超磁致伸縮材料所具有的受力作用后發生磁致伸縮逆效應的特性，對工作環境中的振動進行收集，將振動機械能轉化為變化的磁能，再結合線圈的法拉第電磁效應，可以實現將振動機械能轉換為電能的發電過程。目前在超磁致伸縮材料領域中，主要是利用超磁致伸縮材料實現高精度微量進給、橢圓軸及異型孔加工、液體位置測量等。例如，在2002年Proceedings?of?the?Power?Conversion?Conference第3卷的1102-1107頁，發表的Angstrom?positioning?system?using?a?giant?magnetostriction?actuator?for?high?power?applications中，Nakano等利用超磁致伸縮材料研制了一種可實現埃米級定位的超微定位系統。在2009年Smart?Materials?and?Structures第18卷第9期，發表的A?high?speed?magnetostrictive?mirror?deflector中，Angara設計了一種可用于雷達和激光系統中的高速超磁致伸縮鏡面偏轉器。在2008年上海交通大學學報第42卷28-31頁，發表的新型磁致伸縮液位傳感器檢測原理與實現中，鄭德智等研制了一種磁致伸縮液位傳感器。但是，目前尚無有關利用超磁致伸縮材料來實現振動發電的報道。

發明內容

發明目的

針對現有磁致伸縮振動發電技術的不足的問題，本實用新型設計一種以超磁致伸縮棒為核心元件，以一個線圈為超磁致伸縮棒提供預磁化磁場，用另外一個線圈拾取產生的電能，以電工純鐵材料作為磁軛，可在豎直方向和水平方向工作的磁致伸縮發電裝置，以達到磁致伸縮發電裝置將外界振動轉換為電能的發電目的。

技術方案

一種磁致伸縮振動發電裝置，該裝置整體結構為軸對稱式結構，包括外殼；其特征在于：外殼安裝在底蓋上部，下磁軛安裝在底蓋上部，主磁軛安裝在下磁軛上部，繞有預磁化線圈的預磁化線圈骨架安裝在主磁軛內腔中，繞有感應線圈的感應線圈骨架安裝在預磁化線圈骨架的內孔中；下導磁塊與支撐環均安裝在感應線圈骨架的內孔中，下導磁塊設置在支撐環上方，在支撐環內霍爾傳感器通過非導磁性膠固定在下磁軛的上表面中心處；下導磁塊的圓形凹槽中安裝有超磁致伸縮棒，上導磁塊安裝在超磁致伸縮棒的上面；中心處帶有通孔的上磁軛安裝在主磁軛、預磁化線圈骨架和感應線圈骨架的上面，上磁軛的上面安裝有上蓋，階梯軸形狀的振動輸入軸下端安裝在上蓋的中心孔中，且振動輸入軸下端面與上導磁塊的上表面接觸，預緊蓋穿過振動輸入軸的上部，振動輸入軸的上表面與預緊蓋之間安裝有碟形彈簧。

外殼為圓管狀安裝在的底蓋上部邊緣處，底蓋的中心處帶有圓形凸臺，底蓋的邊緣內側帶有圓形薄壁空心凸臺；下磁軛上部中心處帶有圓形凸臺且底部中心處開有圓形凹槽，下磁軛安裝在底蓋的圓形凸臺與圓形薄壁空心凸臺之間，下磁軛下端面與底蓋的上表面接觸；主磁軛為圓管狀，安裝在下磁軛上部邊緣處；預磁化線圈骨架下端面與下磁軛的上表面接觸，感應線圈骨架下端面與下磁軛的上表面接觸。

支撐環套在下磁軛的圓形凸臺上，支撐環的下端面與下磁軛的上表面接觸；霍爾傳感器通過非導磁性膠固定在下磁軛的圓形凸臺上表面中心處；下導磁塊上部中心處帶有圓形凹槽，下導磁塊的下表面與支撐環的上端面接觸，上導磁塊下部中心處帶有圓形凹槽，圓柱體狀的超磁致伸縮棒的下表面與下導磁塊的圓形凹槽的底面接觸，超磁致伸縮棒的上表面與上導磁塊的圓形凹槽的底面接觸。