[發(fā)明專利]一種面向檢測(cè)裝置的三維列陣式電磁復(fù)合壓電俘能器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111364228.5
• 申請(qǐng)日: 2021-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN114268242A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周政文;郭海林;張丹;陳湛文;呂星宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種面向檢測(cè)裝置的三維列陣式電磁復(fù)合壓電俘能器，包括金屬罩，其表面設(shè)有永磁體；支撐機(jī)構(gòu)，包括邊基座和中間基座；發(fā)電機(jī)構(gòu)，包括方形固定座、第一橫壓電懸臂梁組件、第二橫壓電懸臂梁組件以及第三豎壓電懸臂梁組件，所述第一橫壓電懸臂梁組件、第二橫壓電懸臂梁組件和第三豎壓電懸臂梁組件的一側(cè)均設(shè)有永磁體質(zhì)量塊，另一側(cè)表面設(shè)有壓電片；整流電路，所述整流電路的輸入端通過導(dǎo)線連接到所述壓電片的電極上；能量收集電路，用于通過儲(chǔ)蓄元件進(jìn)行電能存儲(chǔ)。本發(fā)明通過利用三維方向上不同尺寸的壓電懸臂梁對(duì)三維方向上的振動(dòng)能量，為安全檢測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電，或者作為應(yīng)急電源為安全檢測(cè)系統(tǒng)提供臨時(shí)供電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種面向檢測(cè)裝置的三維列陣式電磁復(fù)合壓電俘能器。

背景技術(shù)

安全檢測(cè)技術(shù)作為基礎(chǔ)的安全技術(shù)，廣泛應(yīng)用于安全生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，隨著雙重預(yù)防機(jī)制以及應(yīng)急管控體系的逐漸完善，安全檢測(cè)節(jié)點(diǎn)或者安全檢測(cè)系統(tǒng)也需要一種應(yīng)急供電措施，以應(yīng)對(duì)突發(fā)的斷電情況。

目前，現(xiàn)階段關(guān)于壓電俘能技術(shù)，其俘能范圍主要集中于一個(gè)或者兩個(gè)方向上，針對(duì)三維方向上的俘能裝置，較少有人研究，并且在不同方向上采用尺寸不同的懸臂梁進(jìn)行俘能，更加少人研究。

其次，在復(fù)合俘能方面，都是關(guān)注一個(gè)方向上的復(fù)合俘能，沒有關(guān)注三維方向上的電磁復(fù)合俘能，

最后，關(guān)于安全領(lǐng)域與壓電領(lǐng)域相結(jié)合的應(yīng)用也很少有人研究。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服以上問題，本發(fā)明提出了一種面向檢測(cè)裝置的三維列陣式電磁復(fù)合壓電俘能器，其能夠通過三維方向上的懸臂梁收集三維方向上的振動(dòng)能量，且能夠通過懸臂梁的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)與固有頻率的不同質(zhì)量，收集不同固有頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)能量，能更加有效適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境需求。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種面向檢測(cè)裝置的三維列陣式電磁復(fù)合壓電俘能器，包括：

金屬罩，其表面設(shè)有永磁體；

支撐機(jī)構(gòu)，包括支撐在所述金屬罩四角的邊基座和支撐在所述金屬罩底部中心的中間基座；

發(fā)電機(jī)構(gòu)，包括方形固定座、分布在所述方形固定座左右兩側(cè)表面的第一橫壓電懸臂梁組件、分布在所述方形固定座前后兩側(cè)表面的第二橫壓電懸臂梁組件以及分布在所述方形固定座上表面的第三豎壓電懸臂梁組件，所述第一橫壓電懸臂梁組件、所述第二橫壓電懸臂梁組件和所述第三豎壓電懸臂梁組件的一側(cè)均設(shè)有永磁體質(zhì)量塊，另一側(cè)表面設(shè)有壓電片；

整流電路，所述整流電路的輸入端通過導(dǎo)線連接到所述壓電片的電極上，用于將所收集的電能進(jìn)行整流；

能量收集電路，所述能量收集電路的輸入端與所述整流電路的輸出端連接，用于通過儲(chǔ)蓄元件進(jìn)行電能存儲(chǔ)。

優(yōu)選地，所述第一橫壓電懸臂梁組件包括垂直連接在所述方形固定座上的第一橫壓電懸臂梁、固定在所述第一橫壓電懸臂梁且遠(yuǎn)離所述方形固定座一側(cè)表面的第一永磁體質(zhì)量塊和固定在所述第一橫壓電懸臂梁另一側(cè)表面的第一壓電片；

所述第二橫壓電懸臂梁組件包括垂直連接在所述方形固定座上的第二橫壓電懸臂梁、固定在所述第二橫壓電懸臂梁且遠(yuǎn)離所述方形固定座一側(cè)表面的第二永磁體質(zhì)量塊和固定在所述第二橫壓電懸臂梁另一側(cè)表面的第二壓電片；

所述第三豎壓電懸臂梁組件包括垂直連接在所述方形固定座上表面的第三豎壓電懸臂梁、固定在所述第三豎壓電懸臂梁且遠(yuǎn)離所述方形固定座一側(cè)表面的第三永磁體質(zhì)量塊和固定在所述第三豎壓電懸臂梁另一側(cè)表面的第三壓電片。

優(yōu)選地，所述金屬罩上的永磁體與所述第一永磁體質(zhì)量塊、所述第二永磁體質(zhì)量塊和所述第三永磁體質(zhì)量塊呈相對(duì)位置設(shè)置。

優(yōu)選地，所述方形固定座、所述第一橫壓電懸臂梁、所述第二橫壓電懸臂梁和所述第三豎壓電懸臂梁的材質(zhì)為鋁、銅或者單晶硅其中一種。