一种二维压电电磁混合式俘能器制造技术

本发明专利技术属于可再生能源和微小型发电技术领域，具体涉及一种二维压电电磁混合式俘能器，至少包括压电悬臂梁、磁铁、框架、线圈、圆筒、固定式夹具、弹簧；压电悬臂梁包括第一压电悬臂梁和第二压电悬臂梁，压电悬臂梁的固定端与框架的竖直壁固定连接；压电悬臂梁的自由端与磁铁固定连接；压电悬臂梁和磁铁构成压电式俘能器；所述线圈由漆包线沿着圆筒外壁的右半部分绕制而成；所述圆筒与框架的竖直壁固定连接；所述的固定式夹具、磁铁、弹簧和线圈构成电磁式俘能器。本发明专利技术结构简单紧凑、可从两个正交方向收集振动能、能源收集效率高。

A two dimensional piezoelectric electromagnetic hybrid trapping device

The invention belongs to the field of renewable energy and micro power technology field, in particular relates to a two-dimensional hybrid piezoelectric electromagnetic transducer, including at least a piezoelectric cantilever beam, magnet, coil, frame, cylinder, fixed clamp and spring; piezoelectric cantilever beam includes a first piezoelectric cantilever and second piezoelectric cantilever beam. The piezoelectric cantilever beam with fixed end frame vertical wall is fixedly connected; the free end of the piezoelectric cantilever and the magnet is fixedly connected; piezoelectric cantilever and magnet made of piezoelectric transducer; the coil is made of enameled wire and the outer wall of the cylinder along the right part of the winding; the vertical wall of the cylinder and the frame is fixedly connected; the fixed clamp, a magnet, a coil spring and electromagnetic energy harvester. The invention has simple and compact structure, and can collect vibration energy from two orthogonal directions, and the efficiency of energy collection is high.

【技术实现步骤摘要】
一种二维压电电磁混合式俘能器
本专利技术属于可再生能源和微小型发电
，尤其涉及一种基于压电效应和电磁感应效应的二维混合式俘能器，适用于微传感器、微执行器、无线收发器、可穿戴电子设备等需从外界环境俘能进行能量补充的低功耗器件。
技术介绍
现代电子信息技术和互联网技术的飞速发展促进了各种无线传感器、微型信号发射器、微型信号接收器、可穿戴式电子设备的不断涌现。目前，这些低功耗器件主要依靠电化学电池供电。电池的储能有限，需定期更换或充电。当这些器件工作于某些特殊场合，如偏远山区、森林、沙漠等无电网覆盖的环境时，电池的充电或更换很难实现。即使电池的充电或更换操作可行，但当数量巨大的无线传感器构成网络时(如物联网)，对数量巨大的传感器节点进行充电或更换电池将会耗费巨大的人力和财力。此外，电池中含有多种腐蚀或有毒材料，如酸、铅、镍、锂、铬、碱、汞等，大量使用电池或废旧电池的处理会对环境造成巨大的威胁。如果从器件的工作环境中收集能量，并转换为可供器件使用的电能，这将缓解甚至解决低功耗器件的能源问题。在各类可收集的能源中，振动能在各类低功耗器件的工作环境中分布非常广泛，因而现有的各类微小型俘能器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维压电电磁混合式俘能器，其特征在于：至少包括压电悬臂梁(1)、磁铁(2)、框架(5)、线圈(6)、圆筒(7)、固定式夹具(11)、弹簧(12)；所述磁铁(2)包括第一磁铁(2‑1)和第二磁铁(2‑2)；所述框架(5)包括相互固连在一起的底板(5‑1)和竖直壁(5‑2)；所述压电悬臂梁(1)包括第一压电悬臂梁(1‑1)和第二压电悬臂梁(1‑2)，所述第一压电悬臂梁(1‑1)的固定端和所述竖直壁(5‑2)的后端固定连接，所述第二压电悬臂梁(1‑2)的固定端和所述竖直壁(5‑2)后端固定连接，所述第一压电悬臂梁(1‑1)的自由端与第一磁铁(2‑1)固定连接，第二压电悬臂梁(1‑2)的自由端与第...

【技术特征摘要】
1.一种二维压电电磁混合式俘能器，其特征在于：至少包括压电悬臂梁(1)、磁铁(2)、框架(5)、线圈(6)、圆筒(7)、固定式夹具(11)、弹簧(12)；所述磁铁(2)包括第一磁铁(2-1)和第二磁铁(2-2)；所述框架(5)包括相互固连在一起的底板(5-1)和竖直壁(5-2)；所述压电悬臂梁(1)包括第一压电悬臂梁(1-1)和第二压电悬臂梁(1-2)，所述第一压电悬臂梁(1-1)的固定端和所述竖直壁(5-2)的后端固定连接，所述第二压电悬臂梁(1-2)的固定端和所述竖直壁(5-2)后端固定连接，所述第一压电悬臂梁(1-1)的自由端与第一磁铁(2-1)固定连接，第二压电悬臂梁(1-2)的自由端与第二磁铁(2-2)固定连接，所述第一压电悬臂梁(1-1)和第二压电悬臂梁(1-2)在水平面内相平行，第一压电悬臂梁(1-1)与第二压电悬臂梁(1-2)沿着水平方向振动；所述第一磁铁(2-1)与第二磁铁(2-2)同极相对，第一磁铁(2-1)与第二磁铁(2-2)的磁化方向沿着压电悬臂梁(1)的长度方向；第一压电悬臂梁(1-1)和第一磁铁(2-1)构成第一压电式俘能器；第二压电悬臂梁(1-2)和第二磁铁(2-2)构成第二压电式俘能器；所述圆筒(7)的左端与所述竖直壁(5-2)固定连接，所述线圈(6)套接于圆筒(7)的右端上，所述固定式夹具(11)的下端通过所述弹簧(12)与底板(5-1)相连接，固定式夹具(11)的上端设有固定式夹具凹槽(11-1)，所述固定式夹具凹槽(11-1)内镶嵌有与其尺寸相匹配的第三磁铁(10)，所述线圈(6)的右端与所述第三磁铁(10)相对；所述第三磁铁(10)与第一磁铁(2-1)和第二磁铁(2-2)的磁化方向相同，并与第一磁铁(2-1)和第二磁铁(2-2)的同磁极相对；所述第一压电悬臂梁(1-1)、第二压电悬臂梁(1-2)以及线圈(6)所产生的电能通过桥式整流器转换为直流电后存储于储能元件中。2.如权利要求1所述的一种二维压电电磁混合式俘能器，其特征在于：所述第一压电悬臂梁(1-1)和第二压电悬臂梁(1-2)分别通过夹板(3)和螺钉(4)与框架(5)的竖直壁(5-2)固定连接。3.如权利要求1所述的一种二维压电电磁混合式俘能器，其特征在于：所述的第一压电悬臂梁(1-1)包括压电元件(1-1-1)和长方形压电金属梁(1-1-2)；所述压电元件(1-1-1)通过导电胶固定于所述长方形压电金属梁(1-1-2)上；所述压电元件(1-1-1)沿长方形压电金属梁(1-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊康旗，朱应敏，王卫东，张大兴，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61