[发明专利]一种磁致伸缩-电磁复合式振动能量采集器

说明书

本发明公开了一种磁致伸缩‑电磁复合式振动能量采集器。本发明由磁致伸缩振动能量采集模块、电磁振动能量采集模块、振动片和基座组成，两个模块包括Galfenol薄片、永磁体、线圈、弹簧、套筒。振动片固接在基座上，一个Galfenol薄片粘贴在振动片上，同时线圈均匀绕制在Galfenol薄片和振动片上，并且放置两个永磁体在其两端，两个永磁体的上端粘贴另一个Galfenol薄片，同时线圈均匀绕制在Galfenol薄片外表面。电磁振动能量采集模块固定于振动片自由端，线圈均匀绕制在套筒外壁，永磁体作为振子放在套筒内部，永磁体上下两端分别通过弹簧连接套筒。本发明结构简单、紧凑，能量收集效率高。

技术领域

本发明涉及一种振动能量收集装置，具体是涉及一种磁致伸缩-电磁复合式振动能量采集器。

背景技术

振动能是环境中广泛存在的一种能量。收集环境振动能，以给无线传感节点和电子器件等供电是一种简单环保的供电方式，具有广阔的应用前景。

申请号为：201410346464.8，名称为：《一种磁致伸缩 - 电磁复合式振动能量采集器及其方法》，其振动能量采集器的底板左、右侧垂直放置左永磁体、右永磁体，底板上固定有左 L 型固定支撑结构、右 L 型固定支撑结构，底板中心设有螺纹孔，螺纹孔内设有下旋紧螺钉，左L型固定支撑结构，右L型固定支撑结构内从上到下设有工字型铰链位移放大结构下端、磁致伸缩材料、下固定件、碟簧，拾取线圈均匀绕制在磁致伸缩材料外表面，碟簧叠放在下固定件的下凸台上，左永磁体、右永磁体上端面分别与工字型铰链位移放大结构上端的下表面间存在左气隙、右气隙。该发明装置结构紧凑，便于小型微型化，具有压磁 - 电磁复合发电特色，可应用于高负载振动环境下的振动能量采集。但是该能量采集器需要很大的激振力，很难对环境中微小振动进行收集，能量采集效率低。

申请号为：201710823070.0，名称为：《能量采集器》包括压电振子和基座，其中，压电振子为梳齿形，包括固定部和悬梁部，固定部一端固定在基座上，另一端和悬梁部固定连接；悬梁部包括多个依次排列的悬臂梁，所述悬臂梁上开设有第一贯穿孔。该发明提供的能量采集器通过设置多个悬臂梁和在悬臂梁上开设贯穿孔，增加了压电振子的有效长度，降低了压电振子的谐振频率，提高了能量采集器，但是该能量采集器涉及单一来源的电量不足以完全或连续地为电子系统供电，此外压电材料比较薄比较脆，该结构不能承受较大的载荷，如果遇到较大的振动容易发生断裂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁致伸缩-电磁复合式振动能量采集器。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁致伸缩-电磁复合式振动能量采集器，包括基座和振动片，所述振动片的一端与基座的一侧连接，振动片靠近固定端的上部设有磁致伸缩振动能量收集模块，振动片靠近自由端的上部设有电磁振动能量收集模块。

进一步，所述磁致伸缩振动能量收集模块包括第一永磁体、第二永磁体、第一线圈、第二线圈、第一Galfenol薄片和第二Galfenol薄片，振动片的左端固接在基座上，第二Galfenol薄片设于振动片上，第二Galfenol薄片的上表面两端分别放置第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体的上部设有对应第二Galfenol薄片的第一Galfenol薄片，第一线圈均匀绕制在第一Galfenol薄片上，第二线圈均匀绕制在第二Galfenol薄片和振动片上。

进一步，第二Galfenol薄片的底面通过环氧树脂粘贴在振动片上。

进一步，所述电磁振动能量收集模块包括第三线圈、第一弹簧、第三永磁体、第二弹簧和套筒，第三线圈均匀绕制在套筒外壁上，第三永磁体设于套筒内部，其中，第三永磁体的上端通过第一弹簧与套筒盖的底面抵接，第三永磁体的下端通过第二弹簧与套筒的内底壁抵接，套筒固接在振动片的自由端。

进一步，所述基座采用铝材料来制作，基座的侧面四周分别设有螺纹孔，可以通过螺丝固定在振源上进行振动能量收集。