[发明专利]一种基于双稳态宽频结构的转动式磁力拨动压电俘能器

摘要

本发明公开了一种基于双稳态宽频结构的转动式磁力拨动压电俘能器，为解决已有气动系统中压电俘能器俘能频带窄、能量转化效率较低等问题。本发明由旋转组件、混合发电组件和气体管道三部分组成，其中旋转组件通过滚动轴承安装在压电发电组件内部，压电发电组件与气体管道旋合连接。本发明通过采用屈曲梁的双稳态结构，拓宽了压电俘能器的俘能频带；利用磁力拨动结构，实现升频的效果，从而提高了能量转化效率。本发明具有安装方便、结构紧凑、能量利用率高、噪声小以及成本低等技术优势，可通过整流储能电路将产生的电能进行收集整理，为物联网节点进行供能，在低功耗电子设备供能技术领域有广泛的应用。

主权项

1.一种基于双稳态宽频结构的转动式磁力拨动压电俘能器，该磁力拨动压电俘能器由旋转组件（1）、混合发电组件（2）和气体管道（3）组成，所述旋转组件（1）置于混合发电组件（2）和气体管道（3）内部，混合发电组件（2）对称装配在气体管道（3）两侧；所述旋转组件（1）为对称结构，旋转组件（1）包括扇叶（1‑1）、转轴（1‑2）、轴肩I（1‑3）、轴肩II（1‑4）和扇形磁铁固定槽（1‑5），所述扇叶（1‑1）置于旋转组件（1）中心，扇叶（1‑1）在外界气体激励下做旋转运动，所述轴肩I（1‑3）和轴肩II（1‑4）分别设置在靠近转轴（1‑2）一侧的首末两端，所述扇形磁铁固定槽（1‑5）位于轴肩I（1‑3）和轴肩II（1‑4）之间，且沿转轴（1‑2）轴向均匀设置n个，n为大于等于1的正整数；所述混合发电组件（2）包括腔体（2‑1）、发电装置（2‑2）、悬臂梁发电组件（2‑3）、紧定螺钉Ⅰ（2‑4）、隔流板（2‑5）、紧定螺钉II（2‑6）、滚珠轴承Ⅰ（2‑7）、滚珠轴承II（2‑8）和扇形磁铁（2‑9），所述腔体（2‑1）与气体管道（3）通过螺纹连接，所述发电装置（2‑2）通过紧定螺钉Ⅰ（2‑4）安装在腔体（2‑1）内部，所述悬臂梁发电组件（2‑3）胶粘在腔体（2‑1）内壁，所述隔流板（2‑5）圆周边缘设置有通孔II（2‑5‑1），通孔II（2‑5‑1）与腔体（2‑1）顶端的螺纹孔Ⅰ（2‑1‑2）通过紧定螺钉II（2‑6），使隔流板（2‑5）固定在腔体（2‑1）顶端，所述滚珠轴承Ⅰ（2‑7）和滚珠轴承II（2‑8）与转轴（1‑2）过盈配合，滚珠轴承Ⅰ（2‑7）作用在轴肩I（1‑3），滚珠轴承II（2‑8）作用在轴肩II（1‑4），所述扇形磁铁（2‑9）环贴在扇形磁铁固定槽（1‑5）内，相邻两扇形磁铁（2‑9）外侧磁极相异固定；所述气体管道（3）设置有内螺纹（3‑1），内螺纹（3‑1）设置在气体管道（3）和腔体（2‑1）连接处，腔体（2‑1）通过其外轮廓上方的外螺纹（2‑1‑1）和内螺纹（3‑1）的旋合链接固定在气体管道（3）的两侧；其特征在于所述腔体（2‑1）设置有外螺纹（2‑1‑1）、螺纹孔Ⅰ（2‑1‑2）、安装槽Ⅰ（2‑1‑3）、通孔Ⅰ（2‑1‑4）和轴承外圈固定面Ⅰ（2‑1‑5），所述外螺纹（2‑1‑1）置于腔体（2‑1）的上方外轮廓，所述螺纹孔Ⅰ（2‑1‑2）位于腔体（2‑1）顶端，所述安装槽Ⅰ（2‑1‑3）周向均匀分布在腔体（2‑1）内壁，且沿转轴轴向均匀设置a个，其中a=n，所述通孔Ⅰ（2‑1‑4）置于腔体（2‑1）的底面，所述轴承外圈固定面Ⅰ（2‑1‑5）与旋转组件（1）中的轴肩II（1‑4）配合固定滚珠轴承II（2‑8）。