Magnetostrictive thin film type low-frequency to high-frequency vibration collection and power generation device includes Z-shaped plate (1), magnetostrictive thin film (2), stainless steel liner (3), pick-up coil (4), strip magnet (5), racket plate (8) and positioning plate (12). The invention picks up electric energy generated by the power generation process by the coil and realizes the vibration generated by the transient low-frequency vibration process. The process of energy collection from energy to energy output.
【技术实现步骤摘要】
磁致伸缩薄膜式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
智能材料是智能材料系统中的关键,它是一种能通过系统调节材料自身各种功能、并对外界环境条件发生变化做出反应而发挥主动功能作用的材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一。智能材料通过与控制电路、接口电路、数据通信及电源系统的集成,可实现能量之间的转换,进而制作出各种传感功能和执行功能的智能器件。目前,智能材料主要有压电材料、形状记忆合金材料、磁致伸缩材料等。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。目前针对能量收集装置的研究,主要是应用压电材料来实现微型电路的能量供给。例如在2010年现代电力第27卷第3期发表的基于压电材料的振动能量收集实验 ...
【技术保护点】
1.磁致伸缩薄膜式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Z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(8)和定位板(12);Z形板(1)包括主横板(1‑1)、自由端横板(1‑2)和竖连接板(1‑3);竖连接板(1‑3)连接主横板(1‑1)和自由端横板(1‑2)构成Z形结构;不锈钢衬层(3)设置在主横板(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)和主横板(1‑1)的左端对齐后均连接至定位板(12),主横板(1‑1)的右端连接竖连接板(1‑3),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主横板(1‑1)上的条形磁铁(5)靠紧;不锈钢衬层(3)、主横板(1‑1)和磁致伸缩薄膜层(2)形成悬臂梁结构,拾取线圈(4)缠绕在悬臂梁结构外部;拍板(8)套在双头螺柱(11)上,且能沿着双头螺柱(11)的轴向移动,拍板(8)的上方的双头螺柱(11)上套有上弹簧(7),拍板(8)的下方的双头螺柱(11)上套有下弹簧(10),拍板(8)由上弹簧(7)、下弹簧(10)支撑在双头螺 ...
【技术特征摘要】
1.磁致伸缩薄膜式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Z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(8)和定位板(12);Z形板(1)包括主横板(1-1)、自由端横板(1-2)和竖连接板(1-3);竖连接板(1-3)连接主横板(1-1)和自由端横板(1-2)构成Z形结构;不锈钢衬层(3)设置在主横板(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)和主横板(1-1)的左端对齐后均连接至定位板(12),主横板(1-1)的右端连接竖连接板(1-3),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主横板(1-1)上的条形磁铁(5)靠紧;不锈钢衬层(3)、主横板(1-1)和磁致伸缩薄膜层(2)形成悬臂梁结构,拾取线圈(4)缠绕在悬臂梁结构外部;拍板(8)套在双头螺柱(11)上,且能沿着双头螺柱(11)的轴向移动,拍板(8)的上方的双头螺柱(11)上套有上弹簧(7),拍板(8)的下方的双头螺柱(11)上套有下弹簧(10),拍板(8)由上弹簧(7)、下弹簧(10)支撑在双头螺柱(11)上;Z形板(1)的自由端横板(1-2)设置在拍板(8)下方,当有振动作用在拍板(8)上时,拍板(8)的运动引起Z形板(1)产生振动,且Z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。...
【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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