[发明专利]一种高转换效率的振动能量采集器

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量采集器，尤其涉及一种高转换效率的振动能量采集器。 

背景技术

振动能量采集器能将振动能量转换为电能，现有振动能量采集器中磁路机构中的换能器由磁铁和压电陶瓷片复合而成，而磁铁和压电陶瓷片的复合方式一般采用粘合剂复合，但粘合剂极大的影响了换能器的转换效率，从而降低了其转换效率，且粘合剂存在老化问题，极大降低了换能器的使用寿命，从而降低了振动能量采集器的使用寿命，且由于磁路机构中磁路板、永磁铁和换能器的大小关系不合理，使磁路机构产生的磁场中心不定，使换能器不易放置到磁场中心处，降低了换能器的转换效率。 

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高转换效率的振动能量采集器。 

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案： 

一种高转换效率的振动能量采集器，包括底座、磁路机构、固定柱和悬臂梁，所述磁路机构设置在所述悬臂梁的一端，所述磁路机构包括磁路板、多个永磁铁和换能器，多个所述永磁铁和所述换能器均设置在所述磁路板上，所述换能器位于所述磁路板的中央，多个所述永磁铁均匀的固定于所述磁路板的周边上，所述换能器由两块磁铁、压电陶瓷片和多个三角块组成，多个所述三角块均分为两组，各组的所述三角块均相互连接，两组所述三角块的一端面分别 与所述压电陶瓷片的两侧面接触，两块磁铁分别与两组所述三角块的另一端面接触。 

上述结构中，换能器由于永磁铁、磁路板和换能器中磁铁之间的相互作用而紧固，使换能器不需要使用粘合剂，延长了换能器的使用寿命，从而延长了该采集器的使用寿命，三角块用于使磁力通过三角块作用到换能器的压电陶瓷片上，使压电陶瓷片更易因受到力的挤压产生电输出，从而提高了换能器的转换效率。 

具体地，多个所述永磁铁和所述换能器均为大小相同的长方体，所述磁路板为正方体，多个所述永磁铁均是长边侧面固定在所述磁路板上，所述换能器是长边侧面与所述磁路板接触。 

更具体地，多个所述永磁铁为四个，四个所述永磁铁分别固定在所述磁路板的四角上，每个所述永磁铁和所述换能器的长边长度均为所述磁路板边长的三分之一；每个所述三角块均为钨钢三角块。 

上述结构中，永磁铁、换能器和磁路板之间的大小和位置的限定，使本发明中磁路机构产生磁场的中心为磁路板的中心，使换能器易放置到磁场中心，提高了换能器的转换效率。 

本发明的有益效果在于： 

本发明中换能器由两块磁铁、压电陶瓷片和多个三角块组成，由永磁铁、磁路板和换能器中磁铁之间的相互作用，紧固换能器，不需要使用粘合剂，延长了换能器的使用寿命，从而延长了该采集器的使用寿命，而磁力通过三角块作用到换能器的压电陶瓷片上，使压电陶瓷片更易因受到力的挤压产生电输出， 从而提高了换能器的转换效率，本发明通过限定永磁铁、换能器和磁路板之间的大小和位置，使本发明中磁路机构产生磁场的中心为磁路板的中心，使换能器易放置到磁场中心，提高了换能器的转换效率。 

附图说明

图1是本发明一种高转换效率的振动能量采集器的结构示意图； 

图2是本发明中磁路板的结构示意图。 

图中：1-固定柱，2-磁路板，3-悬臂梁，4-底座，5-磁铁，6-压电陶瓷片，7-三角块，8-永磁铁。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

如图1和图2所示，本发明一种高转换效率的振动能量采集器，包括底座4、磁路机构、固定柱1和悬臂梁3，磁路机构设置在悬臂梁3的一端，磁路机构包括磁路板2、多个永磁铁8和换能器，多个永磁铁8和换能器均设置在磁路板2上，换能器位于磁路板2的中央，多个永磁铁8均匀的固定于磁路板2的周边上，换能器由两块磁铁5、压电陶瓷片6和多个三角块7组成，多个三角块7均分为两组，各组的三角块均相互连接，两组三角块7的一端面分别与压电陶瓷片7的两侧面接触，两块磁铁5分别与两组三角块7的另一端面接触；多个永磁铁8和换能器均为大小相同的长方体，磁路板2为正方体，多个永磁铁8均是长边侧面固定在磁路板2上，换能器是长边侧面与磁路板2接触；多个永磁铁8为四个，四个永磁铁8分别固定在磁路板2的四角上，每个永磁铁2和换能器的长边长度均为磁路板2边长的三分之一；每个三角块7均为钨钢三角块。 

实施时，当本发明感受到外部振动时，换能器将和磁路板2在垂直方向上 产生相对运动，此时，永磁铁8与换能器中的磁铁5之间的作用力会随着换能器将和磁路板的2相对运动位移增大而增强，在整个振动的过程中换能器两端的磁铁5受到大小相同方向相反的作用力，作用力通过三角块7直接作用到压电陶瓷片6上，压电陶瓷片6受到力的挤压产生电输出，此作用力还起到紧固换能器的作用，使换能器不需要粘合剂就成为一个整体，以此提高换能器的使用寿命和转换效率，且本发明通过限定永磁铁8、换能器和磁路板2之间的大小和位置，使本发明中磁路机构产生磁场的中心为磁路板2的中心，使换能器易放置到磁场中心，提高了换能器的工作效率。