[实用新型]一种新型振动能量采集器

说明书

本实用新型描述了一种新型振动能量采集器，包括上框架盖、上永磁体、上线圈、质量块、上压电薄膜、弹簧片、下压电薄膜、下线圈、下永磁体、框架、下框架盖。弹簧片上、下分别设置有上压电薄膜和下压电薄膜，质量块设置在弹簧片中心位置处，上永磁体固定安装于上框架盖下端面，上线圈设置在质量块上端面，下线圈设置在质量块下端面，下永磁体固定安装于下框架盖的上端面，质量块和弹簧片共同构成一个拾振系统，当该新型振动能量采集器受到外界振动激励时，上线圈和下线圈中会产生感应电动势，上压电薄膜和下压电薄膜中会产生电动势。本采集器结构简单，并且同时采用电磁式和压电式两种振动能量采集方式，能量转化效率高。

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，具体涉及一种新型振动能量采集器。

背景技术

随着对能源需求的不断增加以及传统电池的限制，能量收集技术成为解决能源问题的一个方向。自然界中存在太阳能、风能、潮汐能等不同形式的能量，其中对于振动能量的收集已经越来越成为人们关注的焦点。振动式的能量收集器主要的采用的工作方式有电磁式、静电式和压电式三种。目前大多数基于振动的能量收集器仅采用单一的振动能量收集方式，能量收集效率低。

发明内容

本实用新型针对现有的能量采集器所存在的不足，提出了一种同时采用电磁式和压电式两种振动能量采集方式的一种新型振动能量采集器。

本实用新型的技术方案是这样实现的。

一种新型振动能量采集器，由上框架盖、上永磁体、上线圈、质量块、上压电薄膜、弹簧片、下压电薄膜、下线圈、下永磁体、框架、下框架盖构成，所述上永磁体固定安装于上框架盖下端面，所述上线圈设置在质量块上端面，所述质量块设置在弹簧片中心位置处，所述弹簧片上、下分别设置有上压电薄膜和下压电薄膜，上压电薄膜和下压电薄膜通过粘接剂固定于弹簧片上下表面，所述下线圈设置在质量块下端面，所述下永磁体固定安装于下框架盖的上端面， 弹簧片一端固定安装于框架内壁上，所述质量块和弹簧片共同构成一个拾振系统，当该新型振动能量采集器受到外界振动激励时，质量块会带动弹簧片、上线圈、下线圈、上压电薄膜和下压电薄膜进行振动，上线圈和下线圈由于振动会造成线圈中的磁通量发生变化，因此在上线圈和下线圈中产生感应电动势，同时，由于上压电薄膜和下压电薄膜在振动过程中会产生形变，因此在上压电薄膜和下压电薄膜中会产生电动势，之后通过输出电路将上线圈、下线圈、上压电薄膜和下压电薄膜中产生的电动势输出。

所述上永磁体、质量块和下永磁体均为圆柱体，所述上永磁体、上线圈、质量块、下线圈和下永磁体的中心位于同一轴线上。

所述上永磁体和下永磁体均采用钕铁硼永磁体，优选N52型钕铁硼永磁体，并且磁化方向为轴向。

所述弹簧片为平面涡卷弹簧片，弹簧片的涡卷圈数可为2、3或者4圈，优选涡卷圈数为3圈，所述弹簧片优选安装于框架内壁中间位置。弹簧片材料为非导磁材料。

所述框架为空心圆柱，上框架盖和下框架盖均为圆柱体，框架、上框架盖和下框架盖均为非导磁材料，优选材料为塑料。

所述上线圈和下线圈可分别选择为单层线圈、双层线圈或者多层线圈，优选多层线圈。上、下线圈所选均为铜线圈。

上永磁体与上线圈之间有一定距离，下永磁体与下线圈之间有一定距离，质量块所选材料为非导磁性材料。

本实用新型解决了技术背景中所存在的问题，具有以下增益效果。

一种新型振动能量采集器结构简单，环境适应能力强，可适应多种频率的振动环境，并且同时采用电磁式和压电式两种振动能量采集方式，能量转化效率高。

附图说明

图1为本实用新型沿轴向的爆炸示意图。

图2为本实用新型去除上框架盖和上永磁体的俯视结构示意图。