[發(fā)明專利]一種基于動力吸振器的電磁式能量收集器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910293762.8
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109951044A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳宇;陳浩;程立鑫;郭彥亨;王健;王鎖;周生喜;楊智春
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;F16F15/03
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

一種基于動力吸振器的電磁式能量收集器包括吸振器部分和集能電路部分，所述吸振部分包括磁鐵、非磁性彈簧、非磁性套筒、線圈、底座，其中底座與套筒相連，線圈繞在套筒上，磁鐵通過彈簧與振動結(jié)構(gòu)相連接。所述集能電路部分為SS?SSHI集能電路用來進(jìn)行能量收集，并通過改變電路中的負(fù)載電阻實現(xiàn)對不同設(shè)備的供能；振動物體與彈簧固連，產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為磁鐵的動能，彈簧帶動磁鐵在線圈中做往復(fù)運動，使線圈切割磁力線進(jìn)行磁電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電流，電流通過集能電路對負(fù)載設(shè)備供能，實現(xiàn)吸振器吸收振動結(jié)構(gòu)的振動能量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為可使用電能的效果。本發(fā)明利用動力吸振器對振動結(jié)構(gòu)進(jìn)行減振的同時，將吸振器吸收的振動能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換收集為可利用的電能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁式能量領(lǐng)域，具體為一種基于吸振器的新型電磁式能量收集器。

背景技術(shù)

機械振動會產(chǎn)生各種危害，它常常是造成機械結(jié)構(gòu)失效和破壞的直接原因。結(jié)構(gòu)的振動控制問題，長期以來一直是領(lǐng)域內(nèi)的科研工作者們重點研究對象之一。在實際工程應(yīng)用中，如何有效地吸收、抑制結(jié)構(gòu)的振動，也是機械工程、航空航天等領(lǐng)域所密切關(guān)注的問題。

電磁式吸振裝置，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，效果顯著，越來越為各種吸振、減振方案所采納，永磁體在閉合回路的磁線圈中運動切割磁感線運動，會在線圈中產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電能可以利用，在吸振減振的同時還能夠產(chǎn)生能量。

有一些專利也做了吸振器或能量收集器，但他們存在一些不足。專利號為：CN203301337 U，題為：一種雙頻小質(zhì)量低功耗共振式主動吸振器的專利中發(fā)明了一種能量轉(zhuǎn)換器。但它的永磁體直接與固定架固連，導(dǎo)致永磁體的位移同固定架位移始終一致，這樣永磁體的位移不足會導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率較低。

專利號為：CN 203641391 U，題為：一種頻率可調(diào)懸臂梁式吸振器的專利發(fā)明了一種吸振器，這種吸振器只能吸收較小的振動。振動幅度稍大有可能導(dǎo)致螺紋失效從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)失效。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種基于動力吸振器的電磁式能量收集器，將吸振與集能兩者相結(jié)合，既減少振動，同時又將部分有害振動能量轉(zhuǎn)化為有用的電能。吸振器組裝時，本身結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，并且采用機械連接對目標(biāo)梁的力學(xué)性能影響也較小，并且在使用過后也便于拆卸。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于動力吸振器的電磁式能量收集器，其特征在于：包括吸振裝置和集能電路；所述吸振裝置包括底座、非磁性套筒、電磁線圈、磁鐵、非磁性彈簧、目標(biāo)梁、固支端和簡支端；所述非磁性套筒為中空的管狀結(jié)構(gòu)，底端固定于所述底座上，頂端設(shè)置有縮口；所述電磁線圈繞于所述非磁性套筒的外周面上，被所述磁鐵切割產(chǎn)生電流；

所述目標(biāo)梁通過固支端和簡支端支撐固定于所述非磁性套筒正上方，所述目標(biāo)梁用于固定安裝振動物體；所述非磁性彈簧一端固定于所述目標(biāo)梁的下底面，另一端固定于所述磁鐵上，所述磁鐵穿過所述非磁性套筒的縮口同軸插入非磁性套筒內(nèi)，所述縮口用于將所述磁鐵的軸向運動限制于非磁性套筒內(nèi)，所述磁鐵與非磁性套筒內(nèi)壁為間隙配合；

所述集能電路為SS-SSHI電路，所述集能電路與所述電磁線圈通過導(dǎo)線連接，用于收集所述電磁線圈產(chǎn)生的電流。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述固支端采用通過螺栓對上、下夾板緊固的結(jié)構(gòu)，將所述目標(biāo)梁的一端固定于所述固支端的上下兩塊夾板之間，約束所述目標(biāo)梁一端的位移和轉(zhuǎn)動的自由度；所述簡支端用上、下夾板貼緊安裝于所述目標(biāo)梁的另一端，能夠限制所述目標(biāo)梁的另一端沿垂直于目標(biāo)梁方向位移，并允許所述目標(biāo)梁的另一端沿水平方向移動。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述非磁性彈簧兩端通過膠接或焊接的方式分別與所述目標(biāo)梁和磁鐵連接。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述電磁線圈通過膠接的方式固定于所述非磁性套筒上。

有益效果