一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法制造方法及图纸

技术编号:21898439 阅读:22 留言:0更新日期:2019-08-17 18:11
本发明专利技术公开了一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,可在基础激励下,实现多个压电振子同时产生非线性振动压电发电。本发明专利技术由陶瓷压电片、直线型悬臂梁、L型悬臂梁、永磁铁和基座组成。所述陶瓷压电片、直线型悬臂梁和永磁铁构成横向压电振子;所述陶瓷压电片、L型悬臂梁和永磁铁构成L型压电振子;所述基座用来固定悬臂梁压电振子;所述陶瓷压电片对称粘贴在各支撑悬臂梁两侧,所述永磁铁分别固定于各悬臂梁压电振子自由端;在基础激励下,横向压电振子和L型悬臂梁产生非线性振动发电,来实现振动能向电能的转化。本发明专利技术涉及压电俘能领域,为低能耗电子设备供电,其结构简单,容易实现,可有效拓宽工作俘能频带,提高压电发电效率。

A L-Beam Nonlinear Piezoelectric Energy Capture Device and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法
本专利技术属于压电发电领域,具体涉及一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法。
技术介绍
为了给传感器、便携式电子设备、微机电系统等低能耗电子设备供电,将外界环境中的振动能转化为电能已经成为可能,压电俘能器作为一种有效的能量收集方法,已经被学者们研究了十几年之久。随着微型发电设备的出现以及各种绿色能源的应用,已经大量替换掉电池、电子等消耗型的供电电源,实现长期稳定地向微型电子产品供电的目的。压电发电机的能量来源也很广泛,例如振动能、风能、潮汐能。其中振动能是一种重要的清洁能源。它来源广泛,无处不在,不易受环境等因素的限制。压电俘能器一般可分为压电式、静电式和电磁式三种能量转换模式。利用正压电效应将机械振动能转化为电能。它具有结构简单、输出能量密度大、无电磁干扰等特点,是捕获环境振动能量的重要手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,来实现振动能向电能的高效转化,以满足低能耗电子产品的能量需求。一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,包括基座(1)、陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)、L型悬臂梁(4)、永磁铁(5)、L型压电振子(6)和横向压电振子(7)。所述横向压电振子(7)由陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)和永磁铁(5)构成;所述L型压电振子(6)由陶瓷压电片(2)、L型悬臂梁(4)和永磁铁(5)构成;所述基座(1)与直线型悬臂梁(3)固定连接;所述永磁铁(5)紧连在两支撑悬臂梁自由端,并对立放置,形成同极相斥,产生非线性磁力,同时实现压电装置整体振动;所述陶瓷压电片(2)对称粘贴在各支撑悬臂梁两侧。本专利技术采用直线型压电振子和L型压电振子相关联振动的方式,在纵向振动源的激励下,使得多个压电振子同时产生非线性振动压电发电。其方式新颖,易于实现。所述的一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,具有使用寿命长、加工简单、造价低廉、易微型化等优点。对于供能结构的发展具有一定的理论意义。附图说明图1是本专利技术的三维结构图;图2是本装置的工作状态图;图3是带有永磁铁的L型压电振子;图4是带有永磁铁的横向压电振子。具体实施方式下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。具体实施方式:所述的一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,包括基座(1)、陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)、L型悬臂梁(4)、永磁铁(5)、L型压电振子(6)和横向压电振子(7)。所述横向压电振子(7)由陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)和永磁铁(5)构成;所述L型压电振子(6)由陶瓷压电片(2)、L型悬臂梁(4)和永磁铁(5)构成;所述基座(1)与直线型悬臂梁(3)固定连接;所述永磁铁(5)紧连在两支撑悬臂梁自由端,并对立放置,形成同极相斥,产生非线性磁力,同时实现压电装置整体振动;所述陶瓷压电片(2)对称粘贴在各支撑悬臂梁两侧。工作原理:如图2所示横向悬臂梁压电振子(7),在外界激励下,陶瓷压电片(2)受到外力的作用而变形,其内部产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷,根据正压电效应原理,电极两表面则会输出电能。此时,固着在L型悬臂梁(4)自由端的永磁铁(5)将会受到下方磁铁的磁斥力作用,以同样方式带动L型悬臂梁压电振子(6)产生非线性振动发电。本专利技术提供了一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,此装置结构简单,易于实现,造价低廉,可在理想状态下持续振动,并引入磁力作用,产生非线性运动,可有效拓宽工作俘能频带,提高压电发电效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,其特征在于,包括基座(1)、陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)、L型悬臂梁(4)、永磁铁(5)、L型压电振子(6)和横向压电振子(7);所述横向压电振子(7)由陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)和永磁铁(5)构成;所述L型压电振子(6)由陶瓷压电片(2)、L型悬臂梁(4)和永磁铁(5)构成;所述基座(1)与直线型悬臂梁(3)固定连接;所述永磁铁(5)紧连在两支撑悬臂梁自由端,并对立放置,形成同极相斥,产生非线性磁力,同时实现压电装置整体振动;所述陶瓷压电片(2)对称粘贴在各支撑悬臂梁两侧。

【技术特征摘要】
1.一种L梁式磁力非线性压电俘能装置及方法,其特征在于,包括基座(1)、陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)、L型悬臂梁(4)、永磁铁(5)、L型压电振子(6)和横向压电振子(7);所述横向压电振子(7)由陶瓷压电片(2)、直线型悬臂梁(3)和永磁铁(5)构成;所述L型压电振子(6)由陶瓷压电片(2)、L型悬臂梁(4)和永磁铁(5)构成;所述基座(1)与直线型悬臂梁(3)固定连接;所述永磁铁(5)紧连在两支撑悬臂梁自由端,并对立放置,形成同极相斥,产生非线性磁力,同时实现压...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋汝君王曼杨先海赵国勇杨小辉
申请(专利权)人:山东理工大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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