[实用新型]一种电磁和压电混合振动发电机

说明书

本实用新型公开了一种电磁和压电混合振动发电机，包括有支架、永磁体、线圈和铁芯，支架自上到下依次固定设有上悬臂梁和下悬臂梁，上悬臂梁上设有上单晶压电片，下悬臂梁上设有下单晶压电片，线圈和铁芯固定设置在上悬臂梁和下悬臂梁的自由端之间，线圈套设在铁芯的外围，永磁体固定设置在支架上并套设在线圈的外围，永磁体、线圈和铁芯同心设置。本实用新型采用压电发电和电磁发电的方式将振动机械能转化为电能，即解决了振动能源回收的问题，又能够解决微电子产品的供电问题，采用本实用新型给变压器、电抗器等线圈类设备上的微电子产品供电，解决了布线复杂、麻烦、供电电量有限等技术难题。

技术领域

本实用新型涉及一种电磁和压电混合振动发电机。

背景技术

利用环境中的能量及人力发电为便携式微功率电器及无线传感器等提供实时的电能供给已成为国内外的一个研究热点。获得电能的有效方法之一是利用压电、电磁及静电原理捕获环境中的机械能。与其它发电原理相比，压电发电的最大优势在于结构简单，易于制作成各种所需尺寸和形状，便于与微系统集成或置于微机电系统的内部，此外还具有体积小、无污染、成本低、能量密度大等优点。压电发电是利用压电陶瓷的正压电效应来实现机械能向电能的转换，压电发电装置通过特殊的压电材料将环境中振动的能量收集起来，并将其转换成可以替代电池为微电子产品（如传感网络节点）供电的电能，成为嵌入式MEMS、收集环境能、收集生物机械能等研究领域的一个热点，因此引起了人们的广泛关注。

变压器、电抗器等线圈类设备在运行过程产生了振动，振动主要是由于线圈和硅钢片振动导致，振动频率以100Hz为主，振动能量以噪声的形式耗散在空气中，造成了极大的能源浪费。而振动传感器、温度传感器、湿度传感器等用于检测设备或环境状态，这些传感器需要电能供应，通常的做法是通过电缆或电池连接传感器，为其供电，但存在布线复杂、麻烦、电池电量有限等不足，尤其在不易安装电缆的位置，造成了使用上的限制。

实用新型内容

本实用新型提供一种电磁和压电混合振动发电机，能够解决变压器、电抗器等线圈类设备的振动能源回收困难，以及微电子产品的供电问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种电磁和压电混合振动发电机，包括有支架、永磁体、线圈和铁芯，所述支架自上到下依次固定设有上悬臂梁和下悬臂梁，所述上悬臂梁上设有上单晶压电片，所述下悬臂梁上设有下单晶压电片，所述线圈和铁芯固定设置在所述上悬臂梁和下悬臂梁的自由端之间，所述线圈套设在铁芯的外围，所述永磁体固定设置在支架上并套设在线圈的外围，所述永磁体、线圈和铁芯同心设置。

进一步的，所述支架底部设有带开关的磁性底座，通过开关来实现磁化和退磁的操作，磁性底座能够进行带磁性和不带磁性的切换，方便将支架固定在磁性材料上或者从磁性材料上拆卸下来。

进一步的，所述上悬臂梁和下悬臂梁的材质为65Mn弹簧钢，在发挥弹簧作用的同时亦作为电磁回路的磁路。

进一步的，所述上单晶压电片和下单晶压电片的材质为锆钛酸铅压电陶瓷，锆钛酸铅压电陶瓷具有良好的压电、介电、铁电性能以及易掺杂改性、稳定性好等诸多优点。

进一步的，永磁体为钕铁硼永磁体，由四块磁极方向一致的方形永磁体围成，整体呈方形，钕铁硼永磁体具有加工容易、体积小、重量轻、磁性强、性价比高、能量密度高的特点。

进一步的，所述线圈和铁芯分别呈方形，能够配合方形永磁体完成电磁发电。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用压电发电和电磁发电的方式将振动机械能转化为电能，即解决了振动能源回收的问题，又能够解决微电子产品的供电问题，采用本实用新型给变压器、电抗器等线圈类设备上的微电子产品供电，解决了布线复杂、麻烦、供电电量有限等技术难题。本实用新型结构简单，实现方式简便，效率高，特别适用于布线复杂、麻烦的变压器、电抗器等线圈类设备上的微电子产品。

附图说明