Magnetostrictive thin film multi-impact low-frequency to high-frequency vibration collection and power generation device, which includes L-shaped plate (1), magnetostrictive thin film (2), stainless steel liner (3), pick-up coil (4), strip magnet (5), racket plate (9) and positioning plate (13), picks up the power generated in the power generation process by the pick-up coil, realizes the conversion of a low-frequency impact vibration. In this way, the magnetostrictive material can generate multiple high-frequency free vibration, and achieve a more efficient process of vibration collection and power generation.
【技术实现步骤摘要】
磁致伸缩薄膜式多冲击低频转高频的振动收集与发电装置
本专利技术属于磁致伸缩振动发电领域，特别涉及一种以薄膜状磁致伸缩材料做为核心元件，通过吸收从瞬态多冲击低频振动所转换成的高频振动能量而产生电能的磁致伸缩振动收集与发电装置。
技术介绍
大多数低功率电子设备，如无线传感器和可植入的设备由电化学电池提供动力，但是电池存在寿命有限，需要频繁充电，更换，而且受尺寸的限制等弊端，更不能满足迅速发展的集成电路的需求。为了解决这些问题，研究替代能量源成为当务之急。之前采用一些方法：电磁方法，尺寸大；静电方法，需要外部电源；压电方法因其效率高，主要配置简单，压电薄膜中的耦合不良。所以选用磁致伸缩材料。磁致伸缩材料磁化现象的特点是变化因其维度的变化而发生的；磁致伸缩材料显示中等的磁致伸缩和高拉伸强度；磁致伸缩材料具有高转化率和优良的热稳定性。传统的机械加工技术可制备磁致伸缩材料样品的不同的形状。在自然界和实际生产生活中，存在丰富的持续或间歇性的振动，例如人体振动、交通工具行驶中的颠簸振动、以及桥梁振动等。利用功能材料可以汲取环境中的振动能量并产生电能。磁致伸缩材料具有较好的输出稳定性、可靠性高、磁致伸缩系数大、能量转换效率高。该材料具有机械能与电磁能间的双向可逆换能效应，其中磁致伸缩逆效应是该材料的重要物理效应之一，当受到外界力作用，材料将产生磁致伸缩逆效应，引起材料内部的磁化状态发生变化。因此，利用磁致伸缩材料具有的磁致伸缩逆效应特性，对周围环境中的振动进行收集，将振动机械能转化为变化的磁能；再结合线圈的法拉第电磁效应，便可以实现将振动机械能转换为电能的发电过程。目前针对...
【技术保护点】
1.磁致伸缩薄膜式多冲击低频转高频的振动收集与发电装置，其特征在于：该装置包括L形板(1)、磁致伸缩薄膜层(2)、不锈钢衬层(3)、拾取线圈(4)、条形磁铁(5)、拍板(9)和定位板(13)；L形板(1)包括横板(1‑1)和立板(1‑2)；立板(1‑2)设置在横板(1‑1)的一端与横板(1‑1)形成L形结构；不锈钢衬层(3)设置在横板(1‑1)上，磁致伸缩薄膜层(2)设置在不锈钢衬层(3)上，不锈钢衬层(3)、磁致伸缩薄膜层(2)和横板(1‑1)的左端对齐后均连接至定位板(13)，横板(1‑1)的右端连接立板(1‑2)，不锈钢衬层(3)和磁致伸缩薄膜层(2)的右端对齐且与设置在横板(1‑1)上的条形磁铁(5)靠紧；不锈钢衬层(3)、横板(1‑1)和磁致伸缩薄膜层(2)形成L形悬臂梁结构，拾取线圈(4)缠绕在L形悬臂梁结构外部；拍板(9)套在双头螺柱(12)上，且能沿着双头螺柱(12)的轴向移动，拍板(9)的上方的双头螺柱(12)上套有上弹簧(8)，拍板(9)的下方的双头螺柱(12)上套有下弹簧(11)，拍板(9)由上弹簧(8)、下弹簧(11)支撑在双头螺柱(12)上；立板(1‑2)的外...
【技术特征摘要】
1.磁致伸缩薄膜式多冲击低频转高频的振动收集与发电装置，其特征在于：该装置包括L形板(1)、磁致伸缩薄膜层(2)、不锈钢衬层(3)、拾取线圈(4)、条形磁铁(5)、拍板(9)和定位板(13)；L形板(1)包括横板(1-1)和立板(1-2)；立板(1-2)设置在横板(1-1)的一端与横板(1-1)形成L形结构；不锈钢衬层(3)设置在横板(1-1)上，磁致伸缩薄膜层(2)设置在不锈钢衬层(3)上，不锈钢衬层(3)、磁致伸缩薄膜层(2)和横板(1-1)的左端对齐后均连接至定位板(13)，横板(1-1)的右端连接立板(1-2)，不锈钢衬层(3)和磁致伸缩薄膜层(2)的右端对齐且与设置在横板(1-1)上的条形磁铁(5)靠紧；不锈钢衬层(3)、横板(1-1)和磁致伸缩薄膜层(2)形成L形悬臂梁结构，拾取线圈(4)缠绕在L形悬臂梁结构外部；拍板(9)套在双头螺柱(12)上，且能沿着双头螺柱(12)的轴向移动，拍板(9)的上方的双头螺柱(12)上套有上弹簧(8)，拍板(9)的下方的双头螺柱(12)上套有下弹簧(11)，拍板(9)由上弹簧(8)、下弹簧(11)支撑在双头螺柱(12)上；立板(1-2)的外侧设置有锯齿板(6)，锯齿版(6)设置在拍板(9)下面；当有振动作用在拍板(9)上时，锯齿版(6)受到五种冲击，使得拍板(9)的运动引起L形板(1)产生振动；L形板(1)的振动传递到与之连接的磁致伸缩薄膜层(2)上，磁致伸缩薄膜层(2)将做自由振荡摆动；磁致伸缩薄膜层(2)振动过程中产生的弯曲变形引起磁致伸缩薄膜层(2)内部的磁化状态发生变化，即磁通发生变化，磁通变化的作用将缠绕在悬臂梁外部的拾取线圈(4)中产生感应电压，感应电压则通过拾取线圈(4)传递到外界。2.根据权利要求1所述的磁致伸缩薄膜式多冲击低频转高频的振动收集与发电装置，其特征在于：磁致伸缩薄膜层(2)和不锈钢衬层(3)均为长方形薄片状。3.根据权利要求1所述的磁致伸缩薄膜式多冲击低频转高频的振动收集与发电装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧芳，魏霖茹，孙兴伟，马凯，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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