[实用新型]一种响应多方向振动的压电-电磁复合式振动能量采集器

摘要

本实用新型描述了一种响应多方向振动的压电‑电磁复合式振动能量采集器，采用永磁体球作为拾振结构，在外界振动源的作用下，永磁体球在由六个绝缘层所围成的腔体内运动，通过永磁体球的运动引起压电层的弯曲变形，进而形成压电电压，从而实现通过压电效应将机械振动能量转化为电能。此外，永磁体球的在腔体中运动，使磁极方向不停改变，通过空间位置上的六个感应线圈层可以充分利用磁极在空间各方位变化带来的磁通量的变化形成感应电动势。本采集器具有环境适应能力强，可适应多方向多种频率的振动环境，同时具有无污染，能量转化效率高、尺寸小等优点。

主权项

1.一种响应多方向振动的压电‑电磁复合式振动能量采集器，其特征在于：包括上固定外壳（1）、下固定外壳（2）、永磁体球（3）以及六个相同的能量采集模块（4），所述能量采集模块（4）包括第一绝缘隔离层（41）、第一压电电极（42）、压电层（43）、第二压电电极（44）、第二绝缘隔离层（45）、感应线圈层（46）、第三绝缘隔离层（47），所述第一绝缘隔离层（41）具有球面凹侧（411）和方形平面侧（412），由第一绝缘隔离层（41）的方形平面侧（412）向外依次制备第一压电电极（42）、压电层（43）、第二压电电极（44）、第二绝缘隔离层（45）、感应线圈层（46）、第三绝缘隔离层（47），由六个相同的能量采集模块（4）的第一绝缘隔离层（41）的球面凹侧（411）围成球形腔体，所述永磁体球（3）放置在上述球形腔体内，所述上固定外壳（1）和下固定外壳（2）完全相同并能组成正方体结构，上固定外壳（1）内侧开设有第一阶梯槽（11）、第二阶梯槽（12）、第三阶梯槽（13）、第四阶梯槽（14）、第五阶梯槽（15），类似地，在下固定外壳（2）内侧开设有第六阶梯槽（21）、第七阶梯槽（22）、第八阶梯槽（23）、第九阶梯槽（24）、第十阶梯槽（25），能量采集模块（4）的第三绝缘隔离层（47）被固定在上固定外壳（1）和下固定外壳（2）内侧的阶梯槽的上槽内，在外界振动激励的作用下，作为拾振器的永磁体球（3）将会在由第一绝缘隔离层（41）所围成的腔体空间内运动，永磁体球（3）的运动会对能量采集模块（4）造成挤压和伸张，引起压电层（43）的形变，进而形成压电电压，同时，由于永磁体球（3）的振动，使得通过能量采集模块（4）的感应线圈层（46）内的磁通量改变，从而产生感应电动势。