[发明专利]摩擦‑压电‑磁电复合式振动微能源采集器

摘要

本发明公开了一种摩擦‑压电‑磁电复合式振动微能源采集器，将一块磁铁悬浮起来作为微型能源采集器的敏感单元，提高了敏感部件的灵敏度，从而实现机械能的采集；同时，通过将具有互补工作模式的压电、磁电、摩擦三种发电单元集成，从而实现对机械能的高效采集。由中间向两侧，采集器依次包含电磁铁、摩擦薄膜、电磁感应线圈、压电层和结构基座，电磁层采用磁悬浮设计，避免了传统结构中敏感元件上面的机械连接，可以感应更微小的机械振动；压电层采用了一端固定并连接电极，另一端错位支撑的结构设计，而且利用磁场同极相斥的原理，感应敏感元件（悬浮磁铁）的位移变化，使压电薄膜发生形变。摩擦层采用叠放双层膜的方式，利用悬浮磁铁震动接触摩擦层，在两层摩擦膜之间感应电荷。

主权项

一种摩擦‑压电‑磁电复合式振动微能源采集器，其特征在于：包括位于中部的磁悬浮支撑架（8），所述磁悬浮支撑架（8）的边缘四周的磁铁放置腔内放置悬浮固定磁铁柱（9），所述磁悬浮支撑架（8）的中心空腔内放置磁铁支架（12），所述磁铁支架（12）内固定悬浮磁铁（11）；所述磁悬浮支撑架（8）的上下两侧分别设置摩擦薄膜（10），位于下侧的摩擦薄膜（10）的下表面覆盖一层电极并引出导线，位于上侧的摩擦薄膜（10）的上表面覆盖一层电极并引出导线；上下两层摩擦薄膜（10）分别固定于上下层的电磁感应线圈（7）上，每层电磁感应线圈（7）固定安装于各自的线圈支架（6）中心并引出导线；所述线圈支架（6）固定安装于结构基座（1）上；所述结构基座（1）内固定安装压电薄膜（2）并引出导线，所述压电薄膜（2）中心设置磁铁片（3）；所述压电薄膜（2）的一侧通过两根支撑梁（5）固定、另一侧通过两个圆柱电极（4）固定；靠近线圈支架（6）一侧的支撑梁（5）和圆柱电极（4）均与线圈支架（6）固连，靠近结构基座（1）一侧的支撑梁（5）和圆柱电极（4）均与结构基座（1）固连；位于上下层的线圈支架（6）对称固定安装于磁悬浮支撑架（8）的两侧。