[发明专利]一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置

权利要求书

1.一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于：包括弹性放大器、双稳态压电能量采集装置、电磁发电装置、调频装置、悬臂梁、压电陶瓷、底座、正极导线和负极导线；

底座安装在存在振动的振源上；弹性放大器由一个放大框和三个弹簧组成，放大框和底座通过弹簧连接；双稳态压电能量采集装置的外伸梁通过铰链和调频装置安装在放大框上，外伸梁上的磁铁焊接在双稳态压电能量采集装置的外伸梁上；螺杆和手轮以及放大框通过螺纹连接，螺杆上电磁发电装置的磁铁通过磁力吸附在螺杆上；悬臂梁和放大框通过焊接连接；在双稳态压电能量采集装置的外伸梁和悬臂梁上都安装了压电陶瓷，通过刚性夹具夹持在每根外伸梁和悬臂梁的上、下表面上，正极导线和负极导线与压电陶瓷相连；正极导线与负极导线串联连接至能量储存装置上。

2.根据权利要求1所述的一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于，其中，悬臂梁压电能量采集装置、双稳态压电能量采集装置、调频装置、电磁发电装置、底座的数量均为1个；正极导线和负极导线的数量均为2根；弹性放大器数量为3个；压电陶瓷数量为4片。

3.根据权利要求1所述的一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于，所述的弹性放大器由放大框、弹簧组成的；其中，弹簧数量为3个，放大框有两个侧板和一个挡板、一个底板组成；侧板和挡板、底板通过焊接连接，弹簧和放大框的连接方式通过焊接相连。

4.根据权利要求1所述的一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于，所述的双稳态压电能量采集装置由外伸梁、压电陶瓷、磁铁、螺杆、螺母和手轮组成；外伸梁、螺杆、螺母、手轮数量均为1个，压电陶瓷、磁铁的数量均为2个；磁铁通过焊接与螺杆和外伸梁相连，螺杆与螺母以及手轮通过螺纹连接，外伸梁上下表面都通过刚性夹具夹持一层压电陶瓷。

5.根据权利要求1所述的一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于，所述的调频装置是由可移动小车和单片机控制器组成；可移动小车和单片机控制器数量均为1个；将环境振动的能量转化为电能需要环境振动与发电装置结构之间的耦合，当周围环境的振动频率与所设计的发电装置的固有频率完全匹配时，就能获得耦合；利用可移动小车的运动不断调节系统的刚度，可移动小车的运动受单片机控制器的控制，从而调节所设计的发电装置的固有频率，将发电装置的固有频率与周围环境的振动频率完全匹配，实现输出电能最大化；

悬臂梁在振动过程中通过正压电效应将振动能量转化为电能，根据所输出的电能大小得出环境中的振动频率，将产生的电能供给可移动小车上的驱动电机，可移动小车上安装有单片机控制器，根据输出的电能大小来调节小车的运动方向和运动位移，进而实现发电装置频率的调节。

6.根据权利要求1所述的一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于，所述的电磁发电装置由磁铁、线圈、立柱组成的；其中，磁铁的数量为3个，线圈数量为N圈，立柱数量为3个；在每个弹簧上缠绕N圈线圈，底板上的立柱和底板通过焊接连接，立柱上的磁铁通过磁力吸附在立柱上。

7.根据权利要求1所述的一种具有弹性放大器的可调频宽频带压电电磁复合发电装置，其特征在于，通过弹性放大器将振源传递过来的振动进行放大后，能激发电磁复合发电装置的大幅周期振动，使装置能量收集效率增加；通过双稳态压电能量采集装置中的螺母螺杆连接调节该装置中两个磁铁的间距实现系统的双稳态特性，实现宽频压电能量采集；通过调频装置调节可移动小车的位置，改变双稳态压电能量采集装置的刚度，进而改变双稳态压电能量采集装置的固有频率实现调频功能；电磁发电装置通过弹性放大器将振动传递后会引起立柱上的磁铁和弹簧上的线圈产生相对运动，根据电磁感应原理产生电能。