[发明专利]一种基于动力吸振器的电磁式能量收集器

说明书

一种基于动力吸振器的电磁式能量收集器包括吸振器部分和集能电路部分，所述吸振部分包括磁铁、非磁性弹簧、非磁性套筒、线圈、底座，其中底座与套筒相连，线圈绕在套筒上，磁铁通过弹簧与振动结构相连接。所述集能电路部分为SS‑SSHI集能电路用来进行能量收集，并通过改变电路中的负载电阻实现对不同设备的供能；振动物体与弹簧固连，产生的机械能转化为磁铁的动能，弹簧带动磁铁在线圈中做往复运动，使线圈切割磁力线进行磁电转换产生电流，电流通过集能电路对负载设备供能，实现吸振器吸收振动结构的振动能量，进而转化为可使用电能的效果。本发明利用动力吸振器对振动结构进行减振的同时，将吸振器吸收的振动能量进行转换收集为可利用的电能。

技术领域

本发明属于电磁式能量领域，具体为一种基于吸振器的新型电磁式能量收集器。

背景技术

机械振动会产生各种危害，它常常是造成机械结构失效和破坏的直接原因。结构的振动控制问题，长期以来一直是领域内的科研工作者们重点研究对象之一。在实际工程应用中，如何有效地吸收、抑制结构的振动，也是机械工程、航空航天等领域所密切关注的问题。

电磁式吸振装置，结构简单，安装方便，效果显著，越来越为各种吸振、减振方案所采纳，永磁体在闭合回路的磁线圈中运动切割磁感线运动，会在线圈中产生电流，产生的电能可以利用，在吸振减振的同时还能够产生能量。

有一些专利也做了吸振器或能量收集器，但他们存在一些不足。专利号为：CN203301337 U，题为：一种双频小质量低功耗共振式主动吸振器的专利中发明了一种能量转换器。但它的永磁体直接与固定架固连，导致永磁体的位移同固定架位移始终一致，这样永磁体的位移不足会导致能量转换效率较低。

专利号为：CN 203641391 U，题为：一种频率可调悬臂梁式吸振器的专利发明了一种吸振器，这种吸振器只能吸收较小的振动。振动幅度稍大有可能导致螺纹失效从而导致整个结构失效。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于动力吸振器的电磁式能量收集器，将吸振与集能两者相结合，既减少振动，同时又将部分有害振动能量转化为有用的电能。吸振器组装时，本身结构简单，安装方便，并且采用机械连接对目标梁的力学性能影响也较小，并且在使用过后也便于拆卸。

本发明的技术方案是：一种基于动力吸振器的电磁式能量收集器，其特征在于：包括吸振装置和集能电路；所述吸振装置包括底座、非磁性套筒、电磁线圈、磁铁、非磁性弹簧、目标梁、固支端和简支端；所述非磁性套筒为中空的管状结构，底端固定于所述底座上，顶端设置有缩口；所述电磁线圈绕于所述非磁性套筒的外周面上，被所述磁铁切割产生电流；

所述目标梁通过固支端和简支端支撑固定于所述非磁性套筒正上方，所述目标梁用于固定安装振动物体；所述非磁性弹簧一端固定于所述目标梁的下底面，另一端固定于所述磁铁上，所述磁铁穿过所述非磁性套筒的缩口同轴插入非磁性套筒内，所述缩口用于将所述磁铁的轴向运动限制于非磁性套筒内，所述磁铁与非磁性套筒内壁为间隙配合；

所述集能电路为SS-SSHI电路，所述集能电路与所述电磁线圈通过导线连接，用于收集所述电磁线圈产生的电流。

本发明的进一步技术方案是：所述固支端采用通过螺栓对上、下夹板紧固的结构，将所述目标梁的一端固定于所述固支端的上下两块夹板之间，约束所述目标梁一端的位移和转动的自由度；所述简支端用上、下夹板贴紧安装于所述目标梁的另一端，能够限制所述目标梁的另一端沿垂直于目标梁方向位移，并允许所述目标梁的另一端沿水平方向移动。

本发明的进一步技术方案是：所述非磁性弹簧两端通过胶接或焊接的方式分别与所述目标梁和磁铁连接。

本发明的进一步技术方案是：所述电磁线圈通过胶接的方式固定于所述非磁性套筒上。

有益效果