一种磁致伸缩能量采集器制造技术

本发明专利技术公开了一种磁致伸缩能量采集器，包括：两个第一承载板和设置在两个第一承载板之间的第二承载板，两个第一承载板上交错设置有多个磁体，且同一第一承载板上的磁体充磁方向相同，不同第一承载板上的磁体的充磁方向相反，而第二承载板上设置有磁致伸缩体和环形线圈，且第二承载板可相对第一承载板以旋转中心轴转动，使得环形线圈交替受到两个第一承载板上的磁体产生的磁场作用，产生感应电流和压磁电流。本发明专利技术中的能量采集器具有更高的能量转化率，并且能够输出更高功率的电流，并且结构简单，易于安装生产，设备成本低，能够满足无线传感器等设备的供电。

【技术实现步骤摘要】
一种磁致伸缩能量采集器
本专利技术涉及能量采集器
，特别是涉及一种磁致伸缩能量采集器。
技术介绍
无线传感器在传感器网络和微机电系统中被广泛应用，但其使用寿命短、维护费用高、不易于更换、污染环境等缺点的传统电池，已难以满足其供电需求。而如何高效的从环境中采集能量，实现无线传感器的自供能技术，是近年来国内外学者研究的热点问题。振动能量以其存在的普遍性、能量密度高等特点被研究者青睐。目前比较常用的能量采集器是基于压电陶瓷制作的能量采集器，但是现有的压电陶瓷振动能量采集器存在输出电功率低、不易于工作在高负载振动环境等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磁致伸缩能量采集器，解决了能量采集器输出电功率低，不易工作在高负载振动环境的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种磁致伸缩能量采集器，包括：两个第一承载板；设置在所述第一承载板上呈环形分布的多个磁体；设置在两个所述第一承载板之间的第二承载板；贯穿所述第二承载板厚度且呈环形分布多个环形线圈；设置在所述环形线圈内环中的磁致伸缩体；其中，所述第一承载板和所述第二承载板之间相互平行且留有间隙，所述第二承载板可相对于所述第一承载板以旋转中心轴转动，且所述旋转中心轴和所述第二承载板垂直；所述磁体分布所在的环形上相邻所述磁体间距相等，所述环形线圈所在环形上相邻所述环形线圈间距相等，且多个所述磁体和多个所述环形线圈与所述旋转中心轴的距离相等；两个所述第一承载板上的所述磁体交错分布，且同一所述第一承载板上的所述磁体充磁方向相同，不同所述第一承载板上的所述磁体的充磁方向相反。其中，所述磁致伸缩体的数量是每个所述第一承载板上的所述磁体数量的两倍。其中，所述磁体为具有扇形横截面的磁体，且所述扇形横截面的扇形弧线的圆心位于所述旋转中心轴上；所述环形线圈为具有圆形横截面的圆环形线圈，所述环形线圈的横截面面积和所述磁体横截面面积的比例为0.65～0.75。其中，每个所述第一承载板上相邻所述磁体之间还设置有隔磁块，所述隔磁块的大小形状和所述磁体的大小形状相同。其中，所述隔磁块和所述第一承载板为一体结构，且所述第一承载板和所述第二承载板均为铬镍钛合金的不导磁承载板。其中，所述第一承载板靠近所述第二承载板的表面还固定有隔磁板，所述磁体设置于所述隔磁板和所述第一承载板之间，且所述隔磁板靠近第二承载板的表面的滑动摩擦系数不大于预设摩擦系数。其中，所述隔磁板的厚度为1mm-2mm。其中，还包括导磁护套，所述第一承载板和所述第二承载板均设置在所述导磁护套内部，所述第一承载板背离所述第二承载板的表面以及所述第一承载板和所述第二承载板侧面均和所述导磁护套相贴合。其中，所述第一承载板和所述第二承载板之间的间隙为2mm-3mm。其中，包括设置在所述旋转中心轴处并贯穿所述第一承载板和所述第二承载板的转轴，所述第一承载板和所述转轴通过轴承相连接，所述第二承载板和所述转轴固定连接，且所述转轴为不导磁转轴。本专利技术所提供的磁致伸缩能量采集器，通过将环形线圈和磁致伸缩体设置在两个设置有磁体的第一承载板之间，应为环形线圈和磁致伸缩体可相对于磁体转动，那么环形线圈内的磁通量就会发生变化，从而产生感应电流，另外，由于两个第一承载板上的磁体交错设置，磁致伸缩体交替受到两个第一承载板上的磁体的磁场力的作用，在两个第一承载板之间来回地跳动，使磁致伸缩体交替的受到两个相反方向的冲击力，从而产生压磁效应，使得环形电流中产生电流。因此，本专利技术中通过采集环境中的能量来驱动环形线圈和磁致伸缩体所在的第二承载板相对于第一承载板转动，使得环形线圈中产生由于电磁感应和压磁效应共同产生的电流。相对于现有技术中的压电陶瓷能量采集器，本专利技术中的磁致伸缩能量采集器具有更高的能量转化率，并且能够输出更高功率的电流，并且本专利技术的磁致伸缩能量采集器结构简单，易于安装生产，设备成本低，能够满足无线传感器等设备的供电。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的磁致伸缩能量采集器的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施提供的第二磁体分布的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的磁致伸缩体分布的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的磁致伸缩能量采集器的剖面结构示意图；附图中，1为第一承载板、11为磁体、12为隔磁板、13为隔磁块、2为第二承载板、21为环形线圈、22为磁致伸缩体、3为导磁护套、4为转轴、5为轴承。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图3所示，图1为本专利技术实施例提供的磁致伸缩能量采集器的剖面结构示意图，图2为本专利技术实施提供的第二磁体分布的结构示意图，图3为本专利技术实施例提供的磁致伸缩体分布的结构示意图；该磁致伸缩能量采集器可以包括：两个第一承载板1，设置在第一承载板1上的多个成环形分布的磁体11，且在磁体11所分布的环形上，相邻的磁体11之间的间距相等。设置在两个第一承载板1之间并和两个第一承载板1相互平行的第二承载板2；贯穿第二承载板2设置的多个环形线圈21；环形线圈21在第二承载板2上也呈环形分布，且在环形线圈21分布所在的环形上，相邻环形线圈21之间的间距也相等，并且在环形线圈21的内环中，还设置有磁致伸缩体22。需要说明的是，本专利技术中并不要求每个环形线圈21内环中均设置有磁致伸缩体22，但是在每个环形线圈21内环中均设置磁致伸缩体22，能够增大能量采集器的输出功率，因此，这是一种更为优选的方案，在后续实施例中，默认为每个环形线圈21中均设置有一个磁致伸缩体22，对应的，在后续实施例中环形线圈21的分布方式以及分布位置，也应理解为同样是磁致伸缩体22的分布方式和分布位置。另外，第一承载板1和第二承载板2可相对转动，且旋转中心轴和第二承载板2垂直，那么，相应地旋转中心轴也和第一承载板1垂直。并且，多个磁体11和多个环形线圈21与旋转中心轴的距离相等，也即是说磁体11分布所在的环形和环形线圈21分布所在的环形共轴设置且半径相等，那么当第一承载板1和第二承载板2相对旋转至恰当的位置时，环形线圈21以及环形线圈21内环中的磁致伸缩体22可正对着磁体11。另外，第一承载板1上的磁体11交错分布，且同一第一承载板1上的磁体11充磁方向相同，不同第一承载板1上的磁体11的充磁方向相反。具体的，可参考图4，图4为本专利技术实施例提供的磁致伸缩能量采集器的剖面结构示意图。需要说明的是，图4中的剖面线为磁体11和环形线圈21分布所在的环形剖面线，且图4中忽略了磁体11和环形线圈21的环形分布，展开为直线分布的示意图。图4中，上下两个第一承载板1上距离最近的三个磁体11近似的呈“品”字型交错分布。为了便于理解，按图4中的上下为基准进行说明，那么，当第二承载板2上的磁致伸缩体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁致伸缩能量采集器，其特征在于，包括：两个第一承载板；设置在所述第一承载板上呈环形分布的多个磁体；设置在两个所述第一承载板之间的第二承载板；贯穿所述第二承载板厚度且呈环形分布多个环形线圈；设置在所述环形线圈内环中的磁致伸缩体；其中，所述第一承载板和所述第二承载板之间相互平行且留有间隙，所述第二承载板可相对于所述第一承载板以旋转中心轴转动，且所述旋转中心轴和所述第二承载板垂直；所述磁体分布所在的环形上相邻所述磁体间距相等，所述环形线圈所在环形上相邻所述环形线圈间距相等，且多个所述磁体和多个所述环形线圈与所述旋转中心轴的距离相等；两个所述第一承载板上的所述磁体交错分布，且同一所述第一承载板上的所述磁体充磁方向相同，不同所述第一承载板上的所述磁体的充磁方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种磁致伸缩能量采集器，其特征在于，包括：两个第一承载板；设置在所述第一承载板上呈环形分布的多个磁体；设置在两个所述第一承载板之间的第二承载板；贯穿所述第二承载板厚度且呈环形分布多个环形线圈；设置在所述环形线圈内环中的磁致伸缩体；其中，所述第一承载板和所述第二承载板之间相互平行且留有间隙，所述第二承载板可相对于所述第一承载板以旋转中心轴转动，且所述旋转中心轴和所述第二承载板垂直；所述磁体分布所在的环形上相邻所述磁体间距相等，所述环形线圈所在环形上相邻所述环形线圈间距相等，且多个所述磁体和多个所述环形线圈与所述旋转中心轴的距离相等；两个所述第一承载板上的所述磁体交错分布，且同一所述第一承载板上的所述磁体充磁方向相同，不同所述第一承载板上的所述磁体的充磁方向相反。2.根据权利要求1所述的磁致伸缩能量采集器，其特征在于，所述磁致伸缩体的数量是每个所述第一承载板上的所述磁体数量的两倍。3.根据权利要求2所述的磁致伸缩能量采集器，其特征在于，所述磁体为具有扇形横截面的磁体，且所述扇形横截面的扇形弧线的圆心位于所述旋转中心轴上；所述环形线圈为具有圆形横截面的圆环形线圈，所述环形线圈的横截面面积和所述磁体横截面面积的比例为0.65～0.75。4.根据权利要求3所述的磁致伸缩能量采集器，其特征在于，每个所述第一承载板上...

【专利技术属性】
技术研发人员：严柏平，王富立，江伟，王亚文，洪俊杰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44