基于力敏弹性体材料的振动发动机制造技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物理学领域，尤其涉及一种基于力敏弹性体材料的振动发动机。
技术介绍
过去100多年里，发达国家先后完成了工业化，消耗了地球上大量的自然资源，特别是能源资源，当前，一些发展中国家正在步入工业化阶段，能源消费增加是经济社会发展的客观必然，近年来我国的国民经济得到了迅猛发展，但与此同时也伴随着诸多问题，在我国，建筑能耗占总能耗的27％以上，而且还在以每年1个百分点的速度增加。建设部统计数字显示，我国新建建筑已经基本实现按节能标准设计，比例高达95.7％，而施工阶段执行节能设计标准的比例仅为53.8％，而目前，高速公路/高速铁路桥梁的安全越来越受到人们的关注，桥梁服役状态的检测已经成为桥梁工程师和仪器研究人员面临的技术挑战。在一些偏远的深山老林地区，大多数桥梁是没有的供电系统的，监测桥梁服役状态的传感器系统需要特定的电能才能正常运行的。在这样的背景下，利用振动能回收装置产生的电能为传感器和仪器系统供电显得非常重要，高效的振动能量回收装置在桥梁监测技术具有广阔的应用前景。例如：公开号为201080043235.9的中国专利技术专利，公开了一种能够防止永久磁铁吸附于磁性体振动发电机。”，该专利是利用永久磁体的振动使电感线圈中的磁通发生变化产生感生电动势,但是忽略了永久磁体振动幅度小导致电感线圈磁通变化小的问题；又如：专利号为200910005399.1的振动发电机，公布了一种用于利用振动进行发电的振动发...
【技术保护点】
一种基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：包括电感线圈、磁源、用于在外力作用下产生形变并改变磁路中的磁通率的力敏弹性体和用于将外界振动转换为沿电感线圈轴向往复运动的振动转换单元；所述力敏弹性体在外界振动时通过振动转换单元的带动产生形变进而改变磁通率，并通过电感线圈产生感应电动势。
【技术特征摘要】
1.一种基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：包括电感线圈、
磁源、用于在外力作用下产生形变并改变磁路中的磁通率的力敏弹性体和用于
将外界振动转换为沿电感线圈轴向往复运动的振动转换单元；所述力敏弹性体
在外界振动时通过振动转换单元的带动产生形变进而改变磁通率，并通过电感
线圈产生感应电动势。
2.根据权利要求1所述的基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：
所述力敏弹性体包括设置于电感线圈内孔的内力敏弹性体和电感线圈圆周外部
的外力敏弹性体，所述力敏弹性体由导磁颗粒和软质聚合弹性体构成，所述导
磁颗粒均匀分布在软质聚合弹性体中。
3.根据权利要求2所述的基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：
所述磁源包括永磁体Ⅰ和永磁体Ⅱ，所述永磁体Ⅰ和永磁体Ⅱ的以同极同向的
方式分别设置于电感线圈轴向两端，所述振动转换单元包括振动设备和振动质
量块，所述振动设备和振动质量块连接，所述永磁体Ⅰ与振动质量块粘接，所
述振动设备带动振动质量块沿电感线圈的径向进行直线往复运动，所述内力敏
弹性体分别与永磁体Ⅰ和永磁体Ⅱ粘接，所述所述外力敏弹性体与永磁体Ⅱ粘
接，所述力敏弹性体在振动质量块带动下产生拉伸和压缩形变。
4.根据权利要求2所述的基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：
还包括底座，所述底座与外力敏弹性体连接，所述永磁体Ⅱ与底座连接，将所
述底座作为底部磁路，将所述振动质量块作为顶部磁路，所述力敏弹性体在振
动作用下产生拉压形变，当力敏弹性体收到拉力作用时，磁导率增加，当力敏
弹性体收到压力作用时，磁导率减小，将导磁率变化与拉压变形之比的最大值，
作为预压缩工作点。
5.根据权利要求4所述的基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：
所述力敏弹性体刚度和振动质量块的质量分别为：
K = 1 2 π h 0 ϵ 0 g M = 2 πf 2 h 0 ϵ 0 g ]]>其中，K为力敏弹性体刚度，M为振动体与永磁体Ⅰ的质量和，f为振动
设备的振动频率，ε0为预压缩工作点，h0为力敏弹性体自由状态时的高度，g为
重力加速度。
6.根据权利要求5所述的基于力敏弹性体材料的振动发动机，其特征在于：
所述内力敏弹性体在磁源的作用下形成内磁路，所述外力敏弹性体在磁源的作
用下形成外磁路，所述内磁路和外磁路的磁阻为：
R m N = 1 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖峥，李新，廖昌荣，廖干良，文慧，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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