[发明专利]主副磁体双作用压磁耦合振动俘能器

说明书

本发明公开了主副磁体双作用压磁耦合振动俘能器，包括支架和简支梁，所述支架内腔的左侧固定连接有简支梁，所述简支梁的顶部粘贴有压电片，所述压电片的顶部粘贴有第一磁块，所述支架内腔顶部的中间位置粘贴有第二磁块，所述支架内腔顶部的右侧粘贴有第一线圈，所述简支梁顶部的右侧粘贴有第三磁块，所述简支梁底部的中间位置粘贴有第四磁块。本发明通过支架、压电片、第一磁块、第二磁块、第三磁块、第一线圈、第四磁块、第五磁块、简支梁、第六磁块和第二线圈的配合，实现了利用非线性磁力对压电片和简支梁受力的调节，使得简支梁和压电片受的应力更加均匀，从而提高压电片的利用率，提高了装置的俘能效果，延长了装置的使用寿命。

技术领域

本发明涉及压电俘能技术领域，具体涉及主副磁体双作用压磁耦合振动俘能器。

背景技术

近年来，随着全球气候变暖的加剧和石油、煤炭、天然气等不可再生资源的紧缺，寻求可再生、可持续的绿色能源成为人类文明可持续发展的重要挑战；利用压电材料的压电效应，从环境中俘获能量的装置称之为压电俘能器，与静电式、电磁式将振动机械能转化为电能相比，压电俘能器具有俘能效率高、能量密度大、工作可靠、适应性强、无污染、成本低等突出优点，从环境振动或噪声中提取能量的性能最好，成为从环境机械能获取电能的一种行之有效的好方法，受到了广泛的重视。

压电俘能的研究已逐步出现在研究生、本科生以及一些企业的教学与生产研究中，现有的振动俘能研究的实验中所使用的实验台实验结构存在一些不足，在实验时对于简支梁和压电片的应力调节效果不佳，导致存在应力分布不均匀，实验和应用效果不佳以及压电片受力不均匀破裂等现象产生。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供主副磁体双作用压磁耦合振动俘能器，具备能够利用非线性磁力对压电片应力进行调节，压电片和简支梁的受力均匀的优点，实验和使用效果较优，解决了现有的振动俘能器在使用时因为装置结构的不足而导致应力调节效果不佳，简支梁和压电片受力不均，装置使用效果不佳，寿命短的问题。

本发明的主副磁体双作用压磁耦合振动俘能器，包括支架和简支梁，所述支架内腔的左侧固定连接有简支梁，所述简支梁的顶部粘贴有压电片，所述压电片的顶部粘贴有第一磁块，所述支架内腔顶部的中间位置粘贴有第二磁块，所述支架内腔顶部的右侧粘贴有第一线圈，所述简支梁顶部的右侧粘贴有第三磁块，所述简支梁底部的中间位置粘贴有第四磁块，所述支架内腔底部的中间位置粘贴有第五磁块，所述简支梁底部的右侧粘贴有第六磁块，所述支架内腔底部的右侧粘贴有第二线圈。

优选的，所述第一磁块、第二磁块、第四磁块和第五磁块采用相同规格型号的磁铁，所述第三磁块和第四磁块采用相同规格的磁铁。

优选的，所述第一磁块和第二磁块相同的一级相对安装，所述第四磁块和第五磁块相同的一级相对安装，所述第一磁块和第四磁块相反的一级相对安装。

优选的，所述第三磁块和第六磁块的N级均朝上安装，所述第三磁块和第一线圈、第六磁块和第二线圈之间均存在间隙。

优选的，所述第一线圈和第二线圈均采用相同匝数的漆包线圈，且第一线圈和第二线圈的匝数可以调整。

优选的，所述支架采用亚克力材料，所述简支梁采用H60的铜质梁，所述压电片采用PZT-5H压电陶瓷片。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过支架、压电片、第一磁块、第二磁块、第三磁块、第一线圈、第四磁块、第五磁块、简支梁、第六磁块和第二线圈的配合，实现了利用非线性磁力对压电片和简支梁受力的调节，使得简支梁和压电片受的应力更加均匀，从而提高压电片的利用率，提高了装置的俘能效果，延长了装置的使用寿命。