[實用新型]基于壓電和磁電復合結構的能量采集裝置

有效

• 申請號: 201920010390.9
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN209462281U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 周勇;梁鑫;朱廷玉
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02K35/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉傳玉

1.基于壓電和磁電復合結構的能量采集裝置，其特征在于，包含殼體、第一至第四壓電懸臂梁、磁電復合模塊、第一擊打齒輪、第二擊打齒輪、轉軸、第一風扇、第二風扇、第一軸承、第二軸承和固定桿；

所述第一至第四壓電懸臂梁均包含固定座和彈性基板；所述彈性基板包含擊打部和形變部，其中，所述形變部一端和所述固定座垂直固連，另一端和所述擊打部的一端固連；且形變部兩側均設有壓電薄膜；所述擊打部用于被施加外力產生振動后使得形變部發生形變、進而使得形變部兩側壓電薄膜變形端產生電勢；

所述磁電復合模塊包含承載座和若干磁電復合板；所述若干磁電復合板均固定在所述承載座上；磁電復合板呈三明治結構，由上之下依次為磁致伸縮層、壓電層、磁致伸縮層，所述磁致伸縮層由磁致伸縮材料制成，所述壓電層由壓電材料制成；

所述第一擊打齒輪、第二擊打齒輪均包含轉盤、若干擊打齒和若干永磁體；所述若干擊打齒沿轉盤周邊均勻設置，形成齒輪狀；所述若干永磁體均勻設置在轉盤的一個側面上、呈圓周設置，且相鄰永磁體的磁極相反；所述轉盤中心設有用于和所述轉軸固定的連接孔；

所述殼體上設有供轉軸穿過的第一通孔、第二通孔；所述第一軸承、第二軸承的外圈分別固定設置在所述殼體的第一通孔、第二通孔中，第一軸承、第二軸承的內圈均和所述轉軸固連，使得所述轉軸穿過殼體、兩端在殼體外；

所述第一風扇、第二風扇設置在所述殼體外，第一風扇、第二風扇的轉軸分別和所述轉軸的兩端同軸固連，用于受風力驅動帶動轉軸轉動；

所述第一擊打齒輪、第二擊打齒輪設置在所述殼體內，第一擊打齒輪、第二擊打齒輪均通過轉盤中心的連接孔和所述轉軸固連，使得第一擊打齒輪、第二擊打齒輪平行設置，第一擊打齒輪上的永磁體和第二擊打齒輪上的永磁體一一對應、形成交變磁場；

所述第一至第四壓電懸臂梁設置在所述殼體內，第一至第四壓電懸梁臂的固定座分別和所述殼體的內壁固連，第一壓電懸梁臂、第二壓電懸梁臂的擊打部和所述第一擊打齒輪配合，第三壓電懸梁臂、第四壓電懸梁臂的擊打部和所述第二擊打齒輪配合，使得轉軸轉動時，第一擊打齒輪的各個擊打齒輪流擊打第一壓電懸梁臂、第二壓電懸梁臂的擊打部，第二擊打齒輪的各個擊打齒輪流擊打第三壓電懸梁臂、第四壓電懸梁臂的擊打部；

所述固定桿、磁電復合模塊均設置在所述殼體內，其中，所述承載座固定在所述固定桿上；固定桿的兩端分別和殼體的內壁固連，使得承載座上的各個磁電復合板位于第一擊打齒輪、第二擊打齒輪之間的交變磁場中，且各個磁電復合板均和所述轉軸平行。

2.根據權利要求1所述的基于壓電和磁電復合結構的能量采集裝置，其特征在于，所述第一至第四壓電懸臂梁中形變部兩側的壓電薄膜采用PVDF壓電薄膜。

3.根據權利要求1所述的基于壓電和磁電復合結構的能量采集裝置，其特征在于，所述第一至第四壓電懸臂梁中的彈性基板采用銅制成。

4.根據權利要求1所述的基于壓電和磁電復合結構的能量采集裝置，其特征在于，所述第一擊打齒輪、第二擊打齒輪均包含六個擊打齒和六個永磁體。

5.根據權利要求1所述的基于壓電和磁電復合結構的能量采集裝置，其特征在于，所述承載座為立方框體。