[實(shí)用新型]一種新型振動(dòng)能量采集器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721368987.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN207354079U
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁建橋;武科迪;胡鋇;葉希琛;黃鸝娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;H02K35/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型描述了一種新型振動(dòng)能量采集器，包括上框架蓋、上永磁體、上線圈、質(zhì)量塊、上壓電薄膜、彈簧片、下壓電薄膜、下線圈、下永磁體、框架、下框架蓋。彈簧片上、下分別設(shè)置有上壓電薄膜和下壓電薄膜，質(zhì)量塊設(shè)置在彈簧片中心位置處，上永磁體固定安裝于上框架蓋下端面，上線圈設(shè)置在質(zhì)量塊上端面，下線圈設(shè)置在質(zhì)量塊下端面，下永磁體固定安裝于下框架蓋的上端面，質(zhì)量塊和彈簧片共同構(gòu)成一個(gè)拾振系統(tǒng)，當(dāng)該新型振動(dòng)能量采集器受到外界振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，上線圈和下線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，上壓電薄膜和下壓電薄膜中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。本采集器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且同時(shí)采用電磁式和壓電式兩種振動(dòng)能量采集方式，能量轉(zhuǎn)化效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型振動(dòng)能量采集器。

背景技術(shù)

隨著對(duì)能源需求的不斷增加以及傳統(tǒng)電池的限制，能量收集技術(shù)成為解決能源問題的一個(gè)方向。自然界中存在太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等不同形式的能量，其中對(duì)于振動(dòng)能量的收集已經(jīng)越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。振動(dòng)式的能量收集器主要的采用的工作方式有電磁式、靜電式和壓電式三種。目前大多數(shù)基于振動(dòng)的能量收集器僅采用單一的振動(dòng)能量收集方式，能量收集效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的能量采集器所存在的不足，提出了一種同時(shí)采用電磁式和壓電式兩種振動(dòng)能量采集方式的一種新型振動(dòng)能量采集器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種新型振動(dòng)能量采集器，由上框架蓋、上永磁體、上線圈、質(zhì)量塊、上壓電薄膜、彈簧片、下壓電薄膜、下線圈、下永磁體、框架、下框架蓋構(gòu)成，所述上永磁體固定安裝于上框架蓋下端面，所述上線圈設(shè)置在質(zhì)量塊上端面，所述質(zhì)量塊設(shè)置在彈簧片中心位置處，所述彈簧片上、下分別設(shè)置有上壓電薄膜和下壓電薄膜，上壓電薄膜和下壓電薄膜通過粘接劑固定于彈簧片上下表面，所述下線圈設(shè)置在質(zhì)量塊下端面，所述下永磁體固定安裝于下框架蓋的上端面， 彈簧片一端固定安裝于框架內(nèi)壁上，所述質(zhì)量塊和彈簧片共同構(gòu)成一個(gè)拾振系統(tǒng)，當(dāng)該新型振動(dòng)能量采集器受到外界振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，質(zhì)量塊會(huì)帶動(dòng)彈簧片、上線圈、下線圈、上壓電薄膜和下壓電薄膜進(jìn)行振動(dòng)，上線圈和下線圈由于振動(dòng)會(huì)造成線圈中的磁通量發(fā)生變化，因此在上線圈和下線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)，由于上壓電薄膜和下壓電薄膜在振動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生形變，因此在上壓電薄膜和下壓電薄膜中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，之后通過輸出電路將上線圈、下線圈、上壓電薄膜和下壓電薄膜中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)輸出。

所述上永磁體、質(zhì)量塊和下永磁體均為圓柱體，所述上永磁體、上線圈、質(zhì)量塊、下線圈和下永磁體的中心位于同一軸線上。

所述上永磁體和下永磁體均采用釹鐵硼永磁體，優(yōu)選N52型釹鐵硼永磁體，并且磁化方向?yàn)檩S向。

所述彈簧片為平面渦卷彈簧片，彈簧片的渦卷圈數(shù)可為2、3或者4圈，優(yōu)選渦卷圈數(shù)為3圈，所述彈簧片優(yōu)選安裝于框架內(nèi)壁中間位置。彈簧片材料為非導(dǎo)磁材料。

所述框架為空心圓柱，上框架蓋和下框架蓋均為圓柱體，框架、上框架蓋和下框架蓋均為非導(dǎo)磁材料，優(yōu)選材料為塑料。

所述上線圈和下線圈可分別選擇為單層線圈、雙層線圈或者多層線圈，優(yōu)選多層線圈。上、下線圈所選均為銅線圈。

上永磁體與上線圈之間有一定距離，下永磁體與下線圈之間有一定距離，質(zhì)量塊所選材料為非導(dǎo)磁性材料。

本實(shí)用新型解決了技術(shù)背景中所存在的問題，具有以下增益效果。

一種新型振動(dòng)能量采集器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可適應(yīng)多種頻率的振動(dòng)環(huán)境，并且同時(shí)采用電磁式和壓電式兩種振動(dòng)能量采集方式，能量轉(zhuǎn)化效率高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型沿軸向的爆炸示意圖。

圖2為本實(shí)用新型去除上框架蓋和上永磁體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。