[发明专利]一种负压动平衡的振动能量收集装置在审
| 申请号： | 201910945224.2 | 申请日： | 2019-09-30 |
| 公开（公告）号： | CN110535372A | 公开（公告）日： | 2019-12-03 |
| 发明（设计）人： | 李南 | 申请（专利权）人： | 李南 |
| 主分类号： | H02N2/18 | 分类号： | H02N2/18 |
| 代理公司： | 61205 陕西电子工业专利中心 | 代理人： | 陈宏社;王品华<国际申请>=<国际公布> |
| 地址： | 710061 陕西省西安市雁*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明提出了一种负压动平衡的振动能量收集装置，用以提高能量收集效率，包括壳体、两个电极、外振子、内振子、两个紧固环和两个密封端盖；两个电极的削冠平面相对，放置在壳体内部的第一圆柱腔体内，并通过紧固环与壳体两端设置的装配基准面固定，两个密封端盖分别固定在两个电极的导向圆柱体的底端平面上，且两个密封端盖上设置的第二圆形凸起分别嵌入两个定位孔内；内振子位于两个电极的削冠平面之间，且两个端圆柱体分别与两个电极削冠平面上设置的定位孔配合；外振子位于两个电极的半球状体之间。本发明可实现静电能和机械振动能的低频重载冲击宽频带多方向能量收集能力，可用于惯性导航、无人驾驶、雷达侦测、水下探测等领域。 | ||
| 搜索关键词： | 电极 密封端盖 定位孔 紧固环 内振子 外振子 振动能量收集装置 能量收集效率 导向圆柱体 机械振动能 装配基准面 半球状体 惯性导航 壳体两端 壳体内部 能量收集 水下探测 无人驾驶 圆形凸起 重载冲击 动平衡 多方向 静电能 宽频带 圆柱腔 负压 壳体 可用 侦测 嵌入 雷达 体内 配合 | ||
【主权项】：
1.一种负压动平衡的振动能量收集装置，包括壳体(1)、两个电极(2)、外振子(3)、内振子(4)、两个紧固环(5)和两个密封端盖(6)，其中：/n所述壳体(1)采用绝缘材料，形状为带有第一圆柱腔体(11)的柱体结构，其两端设置有装配基准面(12)；/n所述电极(2)采用半导体材料，形状为由导向圆柱体(21)和半球状体(22)通过过渡段(23)连接的中心对称结构，该电极(2)靠近导向圆柱体(21)一侧的对称轴上设置有定位孔(24)，半球状体(22)的球面上设置有与对称轴垂直的削冠平面(25)，该削冠平面(25)上设置有与定位孔(24)贯通的第一安装孔(26)，所述过渡段(23)上设置有一个或多个径向通流孔(27)；/n所述外振子(3)采用半导体材料，形状为带有复合腔体的柱体结构，所述复合腔体由第二圆柱腔体(31)和与其两端相连且方向相背的两个半球状腔体(32)组成，第二圆柱腔体(31)中部设有第一环形凹槽(33)，所述半球状腔体(32)的名义曲率半径等于电极(2)半球状体(22)的名义曲率半径；/n所述内振子(4)采用半导体材料，形状为带有通流孔(41)的复合圆柱体结构，所述复合圆柱体由中间段圆柱体(42)和与其两端连接且直径小于中间段圆柱体(42)的端圆柱体(43)组成，中间段圆柱体(42)中部设有第二环形凹槽(44)，其中中间段圆柱体(42)的名义直径与第二圆柱腔体(31)名义直径相等，用于实现中间段圆柱体(42)的圆柱表面与第二圆柱腔体(31)的表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体(42)的长度大于第二圆柱腔体(31)的长度，用于实现电极(2)上的半球状体(22)表面与外振子(3)上的半球状腔体(32)表面，以及削冠平面(25)与中间段圆柱体(42)的肩面(45)形成间隙配合；所述两个端圆柱体(43)的名义直径与第一安装孔(26)名义直径相等，用于实现两个端圆柱体(43)的圆柱表面与两个第一安装孔(26)表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体(42)上设置有与通流孔(41)贯通的一个或多个排流孔(46)；/n所述紧固环(5)的形状为端面带有第一圆形凸起(51)的第一圆盘(52)结构，该第一圆盘(52)结构的中心轴线上设置有第二安装孔(53)；/n所述密封端盖(6)采用金属材料，形状为一端带有接线柱，另一端面带有第二圆形凸起(61)的第二圆盘(62)结构，第二圆形凸起(61)一侧中心位置设置有盲孔(63)；/n所述两个电极(2)的削冠平面(25)相对，放置在壳体(1)内部的第一圆柱腔体(11)内，并通过紧固环(5)与壳体(1)两端设置的装配基准面(12)固定，所述两个密封端盖(6)分别固定在两个电极(2)的导向圆柱体(21)的底端平面(28)上，且两个密封端盖(6)上设置的第二圆形凸起(61)分别嵌入两个定位孔(24)内；所述内振子(4)位于两个电极(2)的削冠平面(25)之间，且两个端圆柱体(43)分别与两个电极(2)削冠平面(25)上设置的第一安装孔(26)配合；所述外振子(3)位于两个电极(2)的半球状体(22)之间；/n在负压环境中由外振子(3)和内振子(4)组成的谐振子的质心处产生的哥氏力的向心分量与万有引力平衡，谐振子与两个电极(2)之间的阻尼力与哥氏力的切向分量平衡，在环境能量波作用下，谐振子质心处产生的哥氏力变化使谐振子与两个电极(2)组成的谐振腔产生尺蠖式偏振机械动压，该偏振机械动压使两个电极(2)表层压电半导体尺蠖式变形，根据负压电效应，两个电极(2)产生交流电流输出，该交流电流使两个电极(2)表面的基底压电半导体层上的光电半导体层泵浦发光，并产生偏振，根据逆压电效应，该偏振泵浦光受两个电极(2)对外振子(3)的鲁棒性约束提高输出电流的电压，电极(2)两端输出功率上升，输出功率通过密封端盖(6)的接线柱与外部设备连接，传输给后端电能存储或用于电器设备。/n
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- 王志明;李鹏;李立浧;许爱东;吴质冰;田兵 - 南方电网科学研究院有限责任公司;中国南方电网有限责任公司
- 2019-08-02 - 2020-01-14 - H02N2/18
- 本实用新型公开了一种线缆能量收集装置，包括用于与线缆固定的安装壳，安装壳内设有：在受压时两端产生电压的压电件，压电件的固定端与安装壳固定，压电件的游离端设有永磁铁，永磁铁用于在线缆形成的交变磁场中振荡、以带动压电件的游离端以固定端为定点摆动产生电压；沿安装壳的内壁的两端相对设置的一组微型线圈，相对设置的微型线圈间设有永磁铁，永磁铁在线缆形成的交变磁场中振荡时、在微型线圈间往复运动，以使微型线圈的磁通量变化输出电压；能量收集装置分别与压电件和微型线圈连接以分别对二者的能量进行收集。相较于空气流动和光照强度，线缆形成的交变磁场稳定且不受环境影响，能够长时间持续进行能量收集，以对电网中的传感器供电。
- 利用压电器件的可再利用残存电荷的能量收集装置-201880034960.6
- 金恩瑞 - 株式会社科纳罗格
- 2018-07-04 - 2020-01-14 - H02N2/18
- 根据本发明的利用压电器件的可再利用残存电荷的能量收集装置，在包括压电器件、整流器、充放电转换部及数字控制器的能量收集装置中，设置于充放电转换部的多个电容器在充电模式或放电模式下转换成串联或并联，在放电模式下，与用于使负荷进行动作的驱动电压相对应地通过数字信号的控制来使多个电容器的连接状态依次以整体并联、部分串联及整体串联的顺序变换连接，由此，可与负荷的驱动电压相对应地来最大程度再利用残存在各个电容器的电荷。
- 一种发电滚轮防绕线装置及自发电旅行箱-201920989405.0
- 杨继东;阮汝平;王文超;马妙娜;张溯;范劲松 - 上海润米科技有限公司
- 2019-06-28 - 2020-01-10 - H02N2/18
- 本实用新型提供一种发电滚轮防绕线装置，包括发电模块、以及通过导线与所述发电模块连接以对所述发电模块产生的电流进行输送的导电模块，所述发电模块包括能随所述发电滚轮同步转动的凸轮、以及在凸轮转动过程中能发生形变并产生电流的压电片；所述导电模块包括上下平行设置的上导电材料、下导电材料、以及用于连接所述上导电材料和下导电材料的导电金属条；所述导线从发电模块的压电片的端部接出并与所述导电模块的下导电材料相接。本实用新型通过压电片发电，产生的电流通过导线与下导电材料相接，下导电材料与上导电材料之间通过导电金属条输送电流，不使用导线，从而避免了绕线问题。
- 空气声能聚集和收集装置及系统-201810732723.9
- 王晓乐;徐佳婕;黄震宇;赵春宇;储俊杰;周涛 - 上海交通大学
- 2018-07-05 - 2020-01-07 - H02N2/18
- 本发明提供一种空气声能聚集和收集装置及系统，包括：壳体；换能器，所述换能器设置在所述壳体内，所述换能器与所述壳体连接；连接引线，所述连接引线的一端与所述换能器连接；所述壳体包括框架以及分别设置在所述框架两侧的第一阻抗板及第二阻抗板；所述第一阻抗板及所述第二阻抗板与所述框架形成一空腔，所述换能器设置在所述空腔内，所述换能器与所述框架连接；其中所述第一阻抗板处于共振，同时所述第二阻抗板处于反共振，从而提高装置空腔内的声压使得换能器的机电换能的效率提高。该发明具有结构简单紧凑、低频机电换能效率高、功率密度大的优点。
- 发电元件-201810218288.8
- 冈田和广;冈田美穂 - 三角力量管理株式会社
- 2018-03-16 - 2020-01-07 - H02N2/18
- 本发明提供一种发电元件，具备板面与XY平面平行的第一板状构造体(24)及第二板状构造体(28)、支撑第一板状构造体(24)的台座(32)。发电元件具备基于两个板状构造体(24、28)的各挠曲而产生电荷的第一压电元件(26)及第二压电元件(30)。第一板状构造体的基端部与台座连接，从基端部朝向前端部的方向为Y轴正方向。第二板状构造体的基端部经由连接体(34)而与第一板状构造体的前端部连接，从基端部朝向前端部的方向为Y轴负方向。基于第二板状构造体的挠性而形成的共振系(Re2)的半幅值(hz2)的频带的至少一部分与基于第一板状构造体的挠性而形成的共振系(Re1)的半幅值(hz1)的频带重叠。
- 一种球形多方向压电发电装置-201810561665.8
- 刘祥建;尚億全;张亮;孙蕾;王颖 - 金陵科技学院
- 2018-06-04 - 2020-01-07 - H02N2/18
- 本发明公开一种球形多方向压电发电装置，包括多个相同的质量块和多个相同的压电梁。相邻的质量块之间彼此通过压电梁相连接；所述压电梁均由外侧PVDF压电薄膜、铍青铜弹性基片和内侧PVDF压电薄膜组成；所述质量快上开设多个凹槽，压电梁中的铍青铜弹性基片嵌入凹槽中实现与质量块相连接。此装置可以敏感外界环境中任意方向的环境振动，进而实现装置的机电能量转换，解决了现有压电振动发电装置在某些方向外界环境激励下收集不到振动能量的缺陷。
- 一种高架桥振动能量收集装置-201811492278.X
- 王战江;窦亚航 - 西南交通大学
- 2018-12-07 - 2020-01-07 - H02N2/18
- 本发明公开了一种高架桥振动能量收集装置，包括两个形状尺寸完全相同且对称设置于高架桥支撑柱外周左右两侧上的能量收集子单元，能量收集子单元包括护柱体、箱体、固定基座、能量收集组件；能量收集组件包括压电部件、圆柱导体、导线、U型磁铁以及线圈，护柱体与箱体固定连接，固定基座固定安装于箱体内近高架桥支撑柱一侧的侧壁上，压电部件一端与固定基座固定连接，另一端与U型磁体固定连接，圆柱导体放置于圆柱形空腔内且两端通过导线相连而组成闭合回路，线圈安装于箱体内部上。整体而言，该装置可有效利用振动能量并实现机械能到电能的转变，且结构简单，易于批量化生产，具有很强的实用价值及应用前景，值得在业内推广。
- 一种冲击式多方向压电发电装置-201810561772.0
- 刘祥建;尚億全;张亮;孙蕾;王颖 - 金陵科技学院
- 2018-06-04 - 2020-01-07 - H02N2/18
- 本发明公开一种冲击式多方向压电发电装置，包括用于支撑和安装的框架、柔性铰链、压电梁、质量块。其中，框架通过柔性铰链与压电梁相连，相邻压电梁通过柔性铰链彼此相连，质量块位于各个压电梁中间且可以自由滚动。所述压电梁由铍青铜弹性基片和PVDF压电薄膜组成。此压电发电装置可以敏感外界环境中任意方向的振动，在质量块的冲击作用力下，实现压电发电装置的机电能量转换，解决了现有压电振动发电装置在某些方向外界环境激励下收集不到振动能量的缺陷。
- 一种自然风驱动的轻便压电俘能装置-201920133342.9
- 秦北辰 - 秦北辰
- 2019-01-25 - 2020-01-07 - H02N2/18
- 本实用新型公开了一种自然风驱动的轻便压电俘能装置，通过风扇将自然风转变为一定周期作用的振源，驱动发电片，从而激励发电片振动产生电能，从而实现风力发电，同时将排列安装的多组发电片按面积进行渐变排列，使得尽可能多的发电片的固有频率接近自然风产生的振动频率，从而最大效率将风能转换为电能。
- 专利分类
