[发明专利]基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置

说明书

本发明公开了一种基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置，所述振动能量回收装置包括外壳、锥盖、压电组件和永磁体，所述外壳具有内腔，所述锥盖和所述压电组件均设在所述内腔内，所述锥盖与所述压电组件之间限定出减振空间，所述永磁体设在所述减振空间内，所述永磁体周围吸附有适量磁性液体，所述磁性液体随所述永磁体的振动在所述振动空间内发生形变并对所述压电组件施加压力，所述电能收集组件与所述压电组件连接，所述电能收集组件用于收集所述压电组件产生的电能。根据本发明实施例的振动能量回收装置在实现减振作用的同时，可以回收物体振动产生的振动能量，避免了能源浪费。

技术领域

本发明涉及机械工程振动技术领域，尤其涉及一种基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置。

背景技术

磁性液体二阶浮力原理是指磁性液体可以将浸在其中的比重比自身大的永磁体悬浮起来。静止悬浮时，永磁体基本处于液体中央，当接收到外界振动能时，将引起永磁体任意性的波动，但最终永磁体因磁性液体的不对称性引起的压力差以回复运动的形式回到平衡位置，即回到液体中央。基于这一原理，诞生出了磁性液体减振器。磁性液体减振器被应用到航空航天研究中，例如，航天器中存在的较长物体(如太阳能帆板、卫星天线等)的局部减振问题，这些较长物体的振动具有频率低、位移小、加速度小的特征，针对具有这些特征的物体，一般采用磁性液体减振器进行减振。

相关技术中，磁性液体减振器依据不同工况要求进行设计，但相同的是，所有的磁性液体减振器只起到减振作用，而物体振动产生的振动能量则全部被浪费，造成了能源浪费。

发明内容

为此，本发明的实施例提出一种基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置，在实现减振作用的同时，可以回收物体振动产生的振动能量，避免了能源浪费。

根据本发明实施例的基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置包括外壳、锥盖、压电组件和永磁体，所述外壳具有内腔，所述锥盖设在所述内腔顶部，所述压电组件设在所述内腔内，且所述压电组件位于所述锥盖的下方，所述锥盖与所述压电组件之间限定出减振空间，所述减振空间内填充有磁性液体，所述永磁体设在所述减振空间内，所述永磁体周围吸附有适量所述磁性液体，所述磁性液体随所述永磁体的振动在所述振动空间内发生形变并对所述压电组件施加压力，所述电能收集组件与所述压电组件连接，所述电能收集组件用于收集所述压电组件产生的电能。

根据本发明实施例的基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置，磁性液体与减振空间内的各个部件之间产生接触摩擦,通过摩擦消耗掉振动能量,起到了良好的减振作用。此外，本发明实施例的基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置根据正压电效应，利用压电组件和电能收集组件，将磁性液体减振器在减振过程中的产生的能量转化为电能储存起来以供负载和自身使用，产生了清洁能源，避免了能源浪费。

在一些实施例中，所述压电组件包括第一压电块和第二压电块，所述第一压电块环绕所述永磁体设置，所述第二压电块设在所述内腔的底部，所述磁性液体可对所述第一压电块和所述第二压电块中的至少一个施加压力。

在一些实施例中，所述第一压电块的外表面和所述第二压电块的外表面均设有包覆层，所述包覆层的材料为弹性材料。

在一些实施例中，所述第一压电块的材料和所述第二压电块的材料均为压电陶瓷。

在一些实施例中，所述电能收集组件包括变压器、整流滤波模块和蓄电池，所述压电组件的电能输出端与所述变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与所述整流滤波模块的输入端连接，所述整流滤波模块的输出端与所述蓄电池的输入端连接。

在一些实施例中，所述基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置还包括环形垫圈，所述环形垫圈设在所述内腔内，且所述环形垫圈环绕所述第二压电块设置，所述第一压电块设在所述环形垫圈上方。

在一些实施例中，所述锥盖的横截面积沿从上向下的方向逐渐增大。