[實用新型]一種磁致伸縮振動能量收集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202123280015.2
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN216490266U
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志豪;盧全國;蔡暢;劉錦鋒;黃永東;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;H02K35/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

本實用新型公開了一種磁致伸縮振動能量收集裝置，其特征在于：包括L形基座、第一Galfenol薄片、第二Galfenol薄片、第一永磁體、第二永磁體、振動片、第一線圈和第二線圈，所述振動片的一端固接在L形基座的內(nèi)側(cè)，第二Galfenol薄片粘貼在振動片上，同時第二線圈均勻繞制在第二Galfenol薄片和振動片上，第一永磁體放置在第二Galfenol薄片的左端，第二永磁體放置在第二Galfenol薄片的右端，兩個永磁體上端通過第一Galfenol薄片連接，同時第一線圈均勻繞制在第一Galfenol薄片的外表面。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于微型化，能量收集效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種能量收集裝置，具體是涉及一種磁致伸縮振動能量收集裝置。

背景技術(shù)

隨著無線傳感器在傳感器網(wǎng)絡(luò)和微機電系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，具有使用壽命短、維護費用高、不易于更換、污染環(huán)境等缺點的傳統(tǒng)電池，已難以滿足其供電需求。如何高效的從環(huán)境中采集能量，實現(xiàn)無線傳感器的自供能技術(shù)，是近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題。振動能量以其存在的普遍性、能量密度高等特點被研究者青睞。同時，振動能量采集器的低成本、小體積結(jié)構(gòu)、長壽命、易集成、不需更換或充電等優(yōu)點，特別適合為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點供電，對解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中化學(xué)電池的更換和傳感器的自供能意義重大。

目前的振動能量采集器一般采用壓電材料來設(shè)計制作，具有結(jié)構(gòu)體積小，便于集成化的特點，在微機電系統(tǒng)中具有非常好的應(yīng)用前景。但現(xiàn)有的壓電振動能量采集器存在輸出電功率小、不易于工作在高負(fù)載振動環(huán)境等不足，且大的電功率輸出與小體積結(jié)構(gòu)、便于集成化相矛盾一直是現(xiàn)有振動能量采集器器件開發(fā)中的關(guān)鍵問題。磁致伸縮材料具有非常優(yōu)越的壓磁能量轉(zhuǎn)換特性，可工作在大應(yīng)力沖擊及高負(fù)載環(huán)境，能夠較好的滿足鐵路、公路等大應(yīng)力振動環(huán)境，且磁致伸縮材料的機磁耦合系數(shù)大、負(fù)載能力強、能量密度高、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，特別適合于新型振動能量采集裝置的應(yīng)用開發(fā)。

針對現(xiàn)有的振動能量采集器應(yīng)用中存在大的電功率輸出與小體積結(jié)構(gòu)、便于集成化相矛盾的問題，探索及開發(fā)一種適用于高負(fù)載振動環(huán)境的小型、高性能振動能量采集器，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中自供能技術(shù)的供電性能、使用壽命及系統(tǒng)穩(wěn)定性提供保障。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁致伸縮振動能量收集裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種磁致伸縮振動能量收集裝置，包括L形基座、第一Galfenol薄片、第二Galfenol薄片、第一永磁體、第二永磁體、振動片、第一線圈和第二線圈，所述振動片的一端固接在L形基座的內(nèi)側(cè)，第二Galfenol薄片粘貼在振動片上，同時第二線圈均勻繞制在第二Galfenol薄片和振動片上，第一永磁體放置在第二Galfenol薄片的左端，第二永磁體放置在第二Galfenol薄片的右端，兩個永磁體上端通過第一Galfenol薄片連接，同時第一線圈均勻繞制在第一Galfenol薄片的外表面。

優(yōu)選，該裝置還包括質(zhì)量塊，所述質(zhì)量塊固定于振動片的自由端。

優(yōu)選，所述質(zhì)量塊采用硅鋼材料制作。

優(yōu)選，所述第一Galfenol薄片和第二Galfenol薄片都采用釹鐵硼材料制作，結(jié)構(gòu)尺寸相同。

優(yōu)選，所述L形基座采用不銹鋼材料制作。

優(yōu)選，所述振動片采用鈹青銅材料制作。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：

1.本實用新型采用磁致伸縮振動發(fā)電，通過裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計，采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)環(huán)境振源作用下磁致伸縮材料內(nèi)應(yīng)力和磁場強度的同時改變，能有效的進行振動能量的收集。

2. 本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于微型化，易于推廣應(yīng)用。

附圖說明