[發明專利]一種用于低頻振動環境中的多自由度聯動俘能器

在審

• 申請號: 202210464194.5
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114726252A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 趙川;梅旭濤;南華穩;周冉;金俊杰;徐方超;孫鳳
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發明提供了一種用于低頻振動環境中的多自由度聯動俘能器，用于10Hz?18Hz低頻振動環境中，包括支撐組件、第一移動組件、第二移動組件、第一懸臂梁振動組件、第二懸臂梁振動組件、第一磁鐵和第二磁鐵，第一移動組件和第二移動組件均連接在支撐組件上，第一移動組件與第二移動組件相互垂直設置，且第一移動組件位于第二移動組件上側，第一懸臂梁振動組件和第一移動組件相連接，第一移動組件用于帶動第一懸臂梁振動組件在豎直方向移動，解決現有的壓電回收方式在低頻的振動環境中不能多自由度的聯動，進而導致頻帶帶寬很窄，得到電壓較低，產生的功率較低，使得能量回收效率低，可靠性差的問題。

技術領域

本發明屬于俘能技術領域，具體涉及一種用于低頻振動環境中的多自由度聯動俘能器。

背景技術

環境中的振動能無處不在，如汽車經過道路橋梁會引起強烈振動；海水隨海風的拍打而引起的巨浪及潮起潮落的潮汐；城市街道兩旁的高樓等建筑隨著地殼的運動每天也存在微弱的振動；工廠機床等大型機械工作時引起周圍環境不停的振動；人類心臟每天不停地跳動等。利用環境的振動，可以通過發電裝置將環境中的振動能轉為電能滿足微電子器件的供應需求。

早期采集能量利用太陽能發電和風能發電等，有效地提高能量的利用效率，適用于大規模的場合。從環境中獲得能量，為傳感器或移動小型設備提高能量利用效率。為滿足無線傳感設備、環境監測系統及定位裝置等微功率設備的自供電需求，減少廢棄化學電池帶來的環境污染問題，秉持可持續發展的理念。環境振動能發電回收方式分為：電磁式、靜電式、壓電式。

目前現有的壓電回收方式在低頻的振動環境中不能多自由度的聯動，進而導致頻帶帶寬很窄，得到電壓較低，產生的功率較低，使得能量回收效率低，可靠性差。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于提供一種用于低頻振動環境中的多自由度聯動俘能器，能夠解決現有的壓電回收方式在低頻的振動環境中不能多自由度的聯動，進而導致頻帶帶寬很窄，得到電壓較低，產生的功率較低，使得能量回收效率低，可靠性差的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于低頻振動環境中的多自由度聯動俘能器，用于10Hz-18Hz低頻振動環境中，包括支撐組件、第一移動組件、第二移動組件、第一懸臂梁振動組件、第二懸臂梁振動組件、第一磁鐵和第二磁鐵；

第一移動組件和第二移動組件均連接在支撐組件上，第一移動組件與第二移動組件相互垂直設置，且第一移動組件位于第二移動組件上側；

第一懸臂梁振動組件和第一移動組件相連接，第一移動組件用于帶動第一懸臂梁振動組件在豎直方向移動；

第二懸臂梁振動組件和第二移動組件相連接，第二移動組件用于帶動第二懸臂梁振動組件在水平方向移動；

第一懸臂梁振動組件遠離第一移動組件的一端和第一磁鐵連接，第二懸臂梁振動組件遠離第二移動組件的一端和第二磁鐵連接，第一懸臂梁振動組件和第二懸臂梁振動組件之間相互垂直設置，第一磁鐵和第二磁鐵相對平行設置，當第一磁鐵和第二磁鐵之間處于豎直預設高度位置以及水平預設寬度位置時，使得第一磁鐵和第二磁鐵之間形成相互排斥力，并在平面內進行閉環運動。

可選的，第一懸臂梁振動組件包括第一夾緊件、第一壓電片、第二壓電片、第一懸臂梁A和第一懸臂梁B；

第一懸臂梁A的一段連接第一磁鐵，第一懸臂梁A的另一段連接第一壓電片；

第一懸臂梁B的一段連接第一磁鐵，第一懸臂梁B的另一段連接第二壓電片，第一壓電片和第二壓電片上均連接導線；

第一懸臂梁A連接第一壓電片的一端和第一懸臂梁B連接第二壓電片的一端均通過第一夾緊件與第一移動組件相連接，以使第一移動組件帶動第一磁鐵在豎直方向移動。