[發明專利]一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器

在審

• 申請號: 201711121543.9
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107733284A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 樊康旗;任獲榮;朱應敏;王衛東;張大興
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張超

1.一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器，其特征是：至少包括U形懸臂梁（1）、磁鐵（2）、可拆卸式夾具（3）、框架（6）、線圈（7）、圓筒（8）、固定式夾具（11）、彈簧（12）；所述磁鐵（2）包括第一磁鐵（2-1）和第二磁鐵（2-2）；所述框架（6）包括相互固連在一起的底板（6-1）和豎直壁（6-2）；所述U形懸臂梁（1）由第一壓電懸臂梁（1-1）和第二壓電懸臂梁（1-2）構成，U形懸臂梁（1）的開口端與框架（6）的豎直壁（6-2）固定連接，所述第一壓電懸臂梁（1-1）和第二壓電懸臂梁（1-2）在水平面內相平行，U形懸臂梁（1）的自由端通過可拆卸式夾具（3）與第一磁鐵（2-1）固定連接，所述第一磁鐵（2-1）位于U形懸臂梁（1）的第一壓電懸臂梁（1-1）和第二壓電懸臂梁（1-2）之間，第一磁鐵（2-1）的極化方向沿著U形懸臂梁（1）的長度方向；所述U形懸臂梁（1）、可拆卸式夾具（3）以及第一磁鐵（2-1）構成壓電式俘能器；

所述圓筒（8）的左端與所述豎直壁（6-2）固定連接，所述線圈（7）套接于圓筒（8）的右端上，所述固定式夾具（11）的下端通過所述彈簧（12）與底板（6-1）相連接，固定式夾具（11）的上端設有左右兩端開口的凹槽（11-1），凹槽（11-1）內鑲嵌有與其尺寸相匹配的第二磁鐵（2-2）；

所述第一壓電懸臂梁（1-1）、第二壓電懸臂梁（1-2）以及線圈（7）所產生的電能通過橋式整流器轉換為直流電后存儲于儲能元件中。

2.如權利要求1所述的一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器，其特征在于，所述U形懸臂梁（1）的開口端通過蓋板（9）和螺釘（10）與框架（6）的豎直壁（6-2）固定連接。

3.如權利要求1所述的一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器，其特征在于，所述第一壓電懸臂梁（1-1）包括第一壓電元件（1-1-1）和第一長方形壓電金屬梁（1-1-2）；所述的第二壓電懸臂梁（1-2）包括第二壓電元件（1-2-1）和第二長方形壓電金屬梁（1-2-2）；所述第一壓電元件（1-1-1）通過導電膠固定于所述第一長方形壓電金屬梁（1-1-2）上，第二壓電元件（1-2-1）通過導電膠固定于所述第二長方形壓電金屬梁（1-2-2）上；所述第一壓電元件（1-1-1）沿第一長方形壓電金屬梁（1-1-2）厚度方向極化，第一壓電元件（1-1-1）的電極串聯或并聯連接；所述第二壓電元件（1-2-1）沿第二長方形壓電金屬梁（1-2-2）厚度方向極化，第二壓電元件（1-2-1）的電極串聯或并聯連接。

4.如權利要求1所述的一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器，其特征在于，所述可拆卸式夾具（3）由上階梯形薄板（3-1）和下階梯形薄板（3-2）構成；所述的可拆卸式夾具（3）的左半部分用于夾持第一磁鐵（2-1），右半部分用于夾持U形懸臂梁（1）的自由端；可拆卸式夾具（3）的右半部分通過螺栓（4）和螺母（5）與U形懸臂梁（1）的自由端固定連接。

5.如權利要求2所述的一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器，其特征在于，所述框架（6）的豎直壁（6-2）上端開設有第一半圓形凹槽（6-3），所述蓋板（9）的下端開設有用于和所述第一半圓形凹槽（6-3）配合來夾持所述圓筒（8）的第二半圓形凹槽（9-1），所述豎直壁（6-2）和蓋板（9）之間通過螺釘（10）固定連接，其中所述豎直壁（6-2）上位于第一半圓形凹槽（6-3）的兩側分別開設一與所述螺釘（10）相匹配的位于縱向的螺紋孔（6-4），所述蓋板（9）上位于第二半圓形凹槽（9-1）的兩側分別對應開設一通孔（9-2），所述螺釘（10）穿過通孔（9-2）與對應的螺紋孔（6-4）螺紋連接。

6.根據權利要求1所述的一種兩自由度壓電電磁混合式俘能器，其特征是：所述固定式夾具（11）的下端設有位于豎向的圓柱形導向軸（11-2），所述圓柱形導向軸（11-2）沿著軸向從彈簧（12）的頂部套接并緊嵌于彈簧（12）內。