[發明專利]一種寬頻振動能量搜集裝置

有效

• 申請號: 202110815041.6
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113422490B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 范茂軍;韓志磊;劉玉才
• 申請（專利權）人: 深圳市信為科技發展有限公司
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;H02N2/18;H02N1/06
• 代理公司: 廣州幫專高智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44674
• 代理人: 顏德昊

1.一種寬頻振動能量搜集裝置，包括質量塊及發電元件，所述質量塊相對于所述發電元件往復運動時發電，其特征在于，還包括：

連續變剛度彈簧，所述質量塊與所述連續變剛度彈簧的一端相連；

元件封裝體，所述發電元件固定在所述元件封裝體上，所述連續變剛度彈簧的另一端與所述元件封裝體相連，當所述元件封裝體在振動源的作用下振動時，所述質量塊相對于所述發電元件往復運動過程中產生電能；

所述發電元件包括與所述質量塊相對設置的壓電元件；所述壓電元件位于遠離所述連續變剛度彈簧的所述質量塊的一側，且處于所述質量塊的正下方，當所述元件封裝體在振動源的作用下振動時，所述質量塊撞擊所述壓電元件的表面使得所述壓電元件發生形變產生第二類電；

所述發電元件包括第一電容極板；

所述質量塊上設置有第二電容極板；

所述第二電容極板與所述第一電容極板相對設置構成電容，當所述元件封裝體在振動源的作用下振動時，所述第二電容極板相對于所述第一電容極板之間距離不斷變化使得所述電容產生第三類電；

所述第一電容極板配置為壓電元件的第一壓電極板；

所述第一壓電極板與所述第二電容極板構成電容。

2.根據權利要求1所述的寬頻振動能量搜集裝置，其特征在于：

所述發電元件包括線圈；

所述質量塊上設置有含磁層，所述含磁層配置為磁性材料件；

所述線圈位于所述含磁層的四周，所述元件封裝體在振動源的作用下振動時，所述質量塊帶動所述含磁層相對于所述線圈往復運動，使得所述線圈切割所述含磁層的磁力線產生第一類電。

3.根據權利要求1所述的寬頻振動能量搜集裝置，其特征在于：

所述第二電容極板與所述第一電容極板之間設置有絕緣層；

所述絕緣層貼設在所述第二電容極板或所述第一電容極板的一表面上。

4.根據權利要求1至2任一項所述的寬頻振動能量搜集裝置，其特征在于：

所述連續變剛度彈簧配置為連續變彈簧絲直徑彈簧，從所述連續變彈簧絲直徑彈簧的一端到所述連續變彈簧絲直徑彈簧的另一端，所述連續變彈簧絲直徑彈簧的直徑逐漸增大或者逐漸減少；和/或

所述連續變剛度彈簧配置為連續變砸圈橫截面彈簧，從所述連續變砸圈橫截面彈簧的一端到所述連續變砸圈橫截面彈簧的另一端，所述連續變砸圈橫截面彈簧的各砸圈橫截面逐漸增大或者逐漸減少；和/或

所述連續變剛度彈簧配置為連續變砸圈間距彈簧，從所述連續變砸圈間距彈簧的一端到所述連續變砸圈間距彈簧的另一端，所述連續變砸圈間距彈簧的各砸圈之間的間距逐漸增大或者逐漸減少。

5.根據權利要求1至2任一項所述的寬頻振動能量搜集裝置，其特征在于：

所述連續變剛度彈簧配置為剛度連續變化串聯彈簧，所述剛度連續變化串聯彈簧由多個固有頻率連續變化的彈簧串聯而成。

6.根據權利要求2所述的寬頻振動能量搜集裝置，其特征在于：

還包括交直流轉換電路；

所述交直流轉換電路的第一接口與線圈電連接，并對所述線圈產生的電進行轉換，所述交直流轉換電路的第二接口與壓電元件的第一壓電極板電連接，所述交直流轉換電路的第三接口與壓電元件的第二壓電極板電連接，所述交直流轉換電路的第四接口與第二電容極板電連接；其中所述第二壓電極板位于所述第一壓電極板的正下方。

7.根據權利要求6所述的寬頻振動能量搜集裝置，其特征在于：

還包括儲能裝置，所述儲能裝置與所述交直流轉換電路電連接，經過所述交直流轉換電路轉換后的電通過儲能裝置進行存儲。