[發(fā)明專利]一種磁致伸縮-電磁復(fù)合式振動能量采集器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111597955.6
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114268243A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧全國;李志豪;黃永東;劉錦鋒;蔡暢;霍景潤;賀一博;王紅州;萬勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌工程學(xué)院
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02K35/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

本發(fā)明公開了一種磁致伸縮?電磁復(fù)合式振動能量采集器。本發(fā)明由磁致伸縮振動能量采集模塊、電磁振動能量采集模塊、振動片和基座組成，兩個模塊包括Galfenol薄片、永磁體、線圈、彈簧、套筒。振動片固接在基座上，一個Galfenol薄片粘貼在振動片上，同時線圈均勻繞制在Galfenol薄片和振動片上，并且放置兩個永磁體在其兩端，兩個永磁體的上端粘貼另一個Galfenol薄片，同時線圈均勻繞制在Galfenol薄片外表面。電磁振動能量采集模塊固定于振動片自由端，線圈均勻繞制在套筒外壁，永磁體作為振子放在套筒內(nèi)部，永磁體上下兩端分別通過彈簧連接套筒。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能量收集效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種振動能量收集裝置，具體是涉及一種磁致伸縮-電磁復(fù)合式振動能量采集器。

背景技術(shù)

振動能是環(huán)境中廣泛存在的一種能量。收集環(huán)境振動能，以給無線傳感節(jié)點和電子器件等供電是一種簡單環(huán)保的供電方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。

申請?zhí)枮椋?01410346464.8，名稱為：《一種磁致伸縮 - 電磁復(fù)合式振動能量采集器及其方法》，其振動能量采集器的底板左、右側(cè)垂直放置左永磁體、右永磁體，底板上固定有左 L 型固定支撐結(jié)構(gòu)、右 L 型固定支撐結(jié)構(gòu)，底板中心設(shè)有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有下旋緊螺釘，左L型固定支撐結(jié)構(gòu)，右L型固定支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)從上到下設(shè)有工字型鉸鏈位移放大結(jié)構(gòu)下端、磁致伸縮材料、下固定件、碟簧，拾取線圈均勻繞制在磁致伸縮材料外表面，碟簧疊放在下固定件的下凸臺上，左永磁體、右永磁體上端面分別與工字型鉸鏈位移放大結(jié)構(gòu)上端的下表面間存在左氣隙、右氣隙。該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊，便于小型微型化，具有壓磁 - 電磁復(fù)合發(fā)電特色，可應(yīng)用于高負載振動環(huán)境下的振動能量采集。但是該能量采集器需要很大的激振力，很難對環(huán)境中微小振動進行收集，能量采集效率低。

申請?zhí)枮椋?01710823070.0，名稱為：《能量采集器》包括壓電振子和基座，其中，壓電振子為梳齒形，包括固定部和懸梁部，固定部一端固定在基座上，另一端和懸梁部固定連接；懸梁部包括多個依次排列的懸臂梁，所述懸臂梁上開設(shè)有第一貫穿孔。該發(fā)明提供的能量采集器通過設(shè)置多個懸臂梁和在懸臂梁上開設(shè)貫穿孔，增加了壓電振子的有效長度，降低了壓電振子的諧振頻率，提高了能量采集器，但是該能量采集器涉及單一來源的電量不足以完全或連續(xù)地為電子系統(tǒng)供電，此外壓電材料比較薄比較脆，該結(jié)構(gòu)不能承受較大的載荷，如果遇到較大的振動容易發(fā)生斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁致伸縮-電磁復(fù)合式振動能量采集器。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種磁致伸縮-電磁復(fù)合式振動能量采集器，包括基座和振動片，所述振動片的一端與基座的一側(cè)連接，振動片靠近固定端的上部設(shè)有磁致伸縮振動能量收集模塊，振動片靠近自由端的上部設(shè)有電磁振動能量收集模塊。

進一步，所述磁致伸縮振動能量收集模塊包括第一永磁體、第二永磁體、第一線圈、第二線圈、第一Galfenol薄片和第二Galfenol薄片，振動片的左端固接在基座上，第二Galfenol薄片設(shè)于振動片上，第二Galfenol薄片的上表面兩端分別放置第一永磁體和第二永磁體，第一永磁體和第二永磁體的上部設(shè)有對應(yīng)第二Galfenol薄片的第一Galfenol薄片，第一線圈均勻繞制在第一Galfenol薄片上，第二線圈均勻繞制在第二Galfenol薄片和振動片上。

進一步，第二Galfenol薄片的底面通過環(huán)氧樹脂粘貼在振動片上。

進一步，所述電磁振動能量收集模塊包括第三線圈、第一彈簧、第三永磁體、第二彈簧和套筒，第三線圈均勻繞制在套筒外壁上，第三永磁體設(shè)于套筒內(nèi)部，其中，第三永磁體的上端通過第一彈簧與套筒蓋的底面抵接，第三永磁體的下端通過第二彈簧與套筒的內(nèi)底壁抵接，套筒固接在振動片的自由端。

進一步，所述基座采用鋁材料來制作，基座的側(cè)面四周分別設(shè)有螺紋孔，可以通過螺絲固定在振源上進行振動能量收集。