[發(fā)明專利]一種基于單穩(wěn)態(tài)-多模態(tài)的旋轉(zhuǎn)式磁力撥動壓電俘能器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711048898.X
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107769613B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程廷海;王錚;盧曉暉;陳茜炎;陳鵬飛;楊晨;邢輝達
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于單穩(wěn)態(tài)?多模態(tài)的旋轉(zhuǎn)式磁力撥動壓電俘能器，以解決當前已有壓電俘能器在低頻高壓氣體激勵時存在的俘能頻帶窄、能量收集效率低等技術(shù)問題。本發(fā)明包括氣管連通裝置、發(fā)電裝置組件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件三部分。其中氣管連通裝置與發(fā)電裝置組件通過緊定螺釘進行螺紋連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件通過滾珠軸承固定在發(fā)電裝置組件上。本發(fā)明利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件提高了壓電元件在低頻高壓氣體激勵下的振動頻率，利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件和發(fā)電裝置組件之間的非線性磁力產(chǎn)生單穩(wěn)態(tài)和多模態(tài)寬頻結(jié)構(gòu)，拓寬了俘能頻率帶寬，顯著提高了壓電發(fā)電裝置的能量收集效率和功率，在低功耗電子設(shè)備供能技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于單穩(wěn)態(tài)-多模態(tài)的旋轉(zhuǎn)式磁力撥動壓電俘能器，屬于低功耗電子設(shè)備供能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，常利用氣動技術(shù)來實現(xiàn)自動化生產(chǎn)與工業(yè)控制。氣動技術(shù)與其他的傳動和控制方式相比，其裝置價格相對低廉、安裝維護簡單，使用安全、無污染、高速高效。而且氣動控制具有防火、防爆、防潮等功能。因此，氣動技術(shù)應(yīng)用廣泛在加工、制造等領(lǐng)域中。在氣動系統(tǒng)管道內(nèi)，存在著巨大的能量，尚未有效利用。而氣動系統(tǒng)管道內(nèi)布置有眾多傳感器，用于監(jiān)測管道流體的流量、壓力等數(shù)據(jù)。目前傳感器較多使用化學(xué)電池供電或是外接線路直接供電的方式，化學(xué)電池壽命有限，需要定期更換，導(dǎo)致成本增加和環(huán)境污染，而直接供電需要布置線路，存在維修相對不便等問題。

利用壓電材料的正壓電效應(yīng)俘獲環(huán)境微能源轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)境能源收集技術(shù)，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔無污染及使用壽命長等優(yōu)勢，成為微能源轉(zhuǎn)化與供給技術(shù)的研究熱點。氣動系統(tǒng)中的壓縮氣體也具有安全清潔可再生等優(yōu)勢。因此，合理利用氣動系統(tǒng)中的氣體能量，結(jié)合壓電材料的正壓電效應(yīng)將氣體能量轉(zhuǎn)化為電能為氣動系統(tǒng)傳感器供能，可有效解決外接電路供電帶來的布線復(fù)雜及電池供電帶來的需定期更換、污染環(huán)境等問題，對提高工業(yè)制造裝備技術(shù)的智能化水平具有促進作用。目前已經(jīng)有壓電俘能裝置應(yīng)用氣動系統(tǒng)管道環(huán)境為傳感器供能，但其發(fā)電供能裝置存在能量收集率低，能量收集帶寬窄，輸出功率小等問題。因此，需研究一種用于氣動系統(tǒng)中傳感器的新型能源供給技術(shù)以解決目前所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決當前已有壓電俘能器在低頻高壓氣體激勵時存在的俘能頻帶窄、能量收集效率低、功率小等技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種基于單穩(wěn)態(tài)-多模態(tài)的旋轉(zhuǎn)式磁力撥動壓電俘能器，為低功耗電子設(shè)備提供一種俘能頻帶寬、能量收集效率高、輸出功率大的供能裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

所述一種基于單穩(wěn)態(tài)-多模態(tài)的旋轉(zhuǎn)式磁力撥動壓電俘能器由氣管連通裝置、發(fā)電裝置組件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件組成，所述氣管連通裝置與發(fā)電裝置組件通過緊定螺釘Ⅰ進行螺紋連接，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件通過滾珠軸承固定在發(fā)電裝置組件上。

所述氣管連通裝置設(shè)置有沉頭孔、緊定螺釘Ⅰ和缺口管壁，所述沉頭孔對稱分布于氣管連通裝置上的缺口管壁兩側(cè)，其用于與底座上的螺紋孔Ⅱ通過緊定螺釘Ⅰ連接，實現(xiàn)氣管連通裝置與發(fā)電裝置組件的固定，所述缺口管壁對稱分布于氣管連通裝置左右兩側(cè)。