[发明专利]一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置

说明书

本发明公开了一种基于磁力作用的平行复合梁压电‑电磁俘能装置，包括壳体、两组相互平行的复合梁、两个永磁体和两个感应线圈；其中，两个感应线圈分别设置在相对的壳体内侧壁上，两组复合梁设置在两个感应线圈之间，每组复合梁包括多个悬臂梁及与该多个悬臂梁的一端所连接的一个基底，悬臂梁的另一端固定连接在壳体的内侧壁上，两个永磁体分别设置在两组复合梁中的基底上、且各自正对着一个感应线圈，悬臂梁的上下表面均设有压电片。本发明的压电发电装置能够更适应环境中随机、宽带、低频、大振幅以及高强度振动能量回收。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置。

背景技术

信息技术的飞速发展并没有带动电源技术的快速发展，电源的能量密度没有明显的提高。虽然化学能电池因使用方便而被广泛使用，但环境污染、回收困难、浪费材料等问题也日益突出。因此寻找可替代能源成为当今研究的热点。其中可行的方法是从周围环境振动中俘获能量。在我们生活环境的周围，存在着各种各样的废弃的能量，例如太阳能、压力能、机械振动能等。太阳能和压力能虽然其能量密度比较高，但是由于其能量采集和供给技术的限制很难被广泛的应用到生活中。

比较上述能量采集方法，压电材料具有能耗低，易于微型化等特点，压电陶瓷振动发电机是一种持久、清洁、免维护的新型发电装置，因此压电陶瓷发电技术的研究已得到广泛重视,在无线传感器网络自供电方面具有较广阔的应用前景。但目前现有压电振动发电装置还存在环境适应性差、发电效率低、低频适应性差、单位时间内发电量小的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置，本发明的压电发电装置能够更适应环境中随机、宽带、低频、大振幅以及高强度振动能量回收。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置，包括壳体、两组相互平行的复合梁、两个永磁体和两个感应线圈；其中，

两个感应线圈分别设置在相对的壳体内侧壁上，两组复合梁设置在两个感应线圈之间，每组复合梁包括多个悬臂梁及与该多个悬臂梁的一端所连接的一个基底，悬臂梁的另一端固定连接在壳体的内侧壁上， 两个永磁体分别设置在两组复合梁中的基底上、且各自正对着一个感应线圈，悬臂梁的上下表面均设有压电片。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，所述悬臂梁呈等腰梯形。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，所述悬臂梁的尺寸均相同。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，所述压电片的形状与悬臂梁的形状相同。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，基底为正n边形基底，每组复合梁包括m个等腰梯形的悬臂梁，n为大于2的整数，m为大于1且小于（n+1）整数。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，n、m均为4。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，压电片是通过导电胶粘在悬臂梁的上下表面。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，悬臂梁上表面的压电片和下表面的压电片采用串联结构。

作为本发明所述的一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置进一步优化方案，悬臂梁上表面的压电片和下表面的压电片采用并联结构。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：