冲击振动能量采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能量采集设备技术领域，提供一种冲击振动能量采集装置。该冲击振动能量采集装置包括线圈骨架、线圈、磁钢、弹簧和压电膜，磁钢设置于线圈骨架的内部，线圈缠绕设置于线圈骨架的外侧，磁钢的第一端与线圈骨架的第一端连接，磁钢的第二端伸出至线圈骨架的外部，线圈骨架的内侧壁与磁钢的外侧壁之间通过弹簧连接，在线圈骨架的外部对称设有两个压电膜，两个压电膜的第一端分别与线圈骨架的第一端连接，各压电膜分别与线圈电连接。本发明专利技术提供的冲击振动能量采集装置，能够满足冲击振动环境使用，将环境冲击振动能量转换为电能输出，结构简单，使用方便，电能输出稳定、可靠，能量转换效率高。

【技术实现步骤摘要】
冲击振动能量采集装置
本专利技术涉及能量采集设备
，尤其涉及一种冲击振动能量采集装置。
技术介绍
目前，用于能量采集的能量源本质上主要有三种：电磁辐射能、热能和振动机械能。其中振动机械能是一种最容易从周围环境中获得的能量源，可作为环境能量采集技术的主要能量源。振动能量采集器作为一种可维持微电源，由于可以把系统周围广泛存在的机械振动能转换成电能，进而能全天候地为各种低功耗传感器供电。工业环境振动源主要来源于电机，包括采煤机、掘进机、装载机、刮板输送机、乳化液泵、风机、凿岩机、煤电钻等。电机工作时，由于负载变化或人工操作会产生冲击振动和持续振动。然而现有技术还没有能够将环境冲击振动能量转换为电能输出的振动能量采集设备。
技术实现思路
本专利技术提供一种冲击振动能量采集装置，能够将环境冲击振动能量转换为电能输出，用于为低功耗传感器供电。本专利技术提供一种冲击振动能量采集装置，包括线圈骨架、线圈、磁钢、弹簧和压电膜，所述磁钢设置于所述线圈骨架的内部，所述线圈缠绕设置于所述线圈骨架的外侧，所述磁钢的第一端与所述线圈骨架的第一端连接，所述磁钢的第二端伸出至所述线圈骨架的外部，所述线圈骨架的内侧壁与所述磁钢的外侧壁之间通过所述弹簧连接；在所述线圈骨架的外部对称设有两个所述压电膜，两个所述压电膜位于所述线圈骨架的相对两侧，两个所述压电膜的第一端分别与所述线圈骨架的第一端连接，且各所述压电膜分别与所述线圈电连接。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，在所述线圈骨架的外侧还设有套筒，所述套筒的第一端与所述线圈骨架的第一端连接，各所述压电膜分别设置于所述套筒的外侧。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，所述线圈骨架为中空的筒状结构，在所述线圈骨架的第一端安装有磁性座，所述线圈骨架的第二端设有开口；所述磁钢的第一端、所述套筒的第一端以及各所述压电膜的第一端分别通过所述磁性座与所述线圈骨架相连，所述磁钢的第二端穿过所述开口伸出至所述线圈骨架的外部。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，在所述线圈骨架的外侧壁上靠近所述磁性座的位置处设有线圈安装槽，所述线圈缠绕设置于所述线圈安装槽中。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，所述弹簧设置于所述线圈骨架中远离所述磁性座的位置处。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，在所述磁性座上还设有接线柱。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，所述磁钢设置于所述线圈骨架的中心位置处；所述磁钢的第一端、所述线圈骨架的第一端、所述套筒的第一端以及各所述压电膜的第一端平齐设置，所述线圈骨架的第二端与所述套筒的第二端平齐设置，所述磁钢的第二端与各所述压电膜的第二端平齐设置。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，在两个所述压电膜的第二端相面对的侧壁上分别设有质量块。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，还包括拨动件，所述拨动件的中部与固定轴转动连接，所述拨动件的第一端和第二端分别位于所述固定轴的两侧，所述拨动件的第一端能够接收冲击力，以通过所述拨动件的第二端与所述磁钢的第二端进行冲击接触，用以拨动所述磁钢振动。根据本专利技术提供一种的冲击振动能量采集装置，各所述压电膜分别通过铜丝与所述线圈电连接。本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本专利技术提供的冲击振动能量采集装置，将磁钢设置于线圈骨架的内部，将线圈缠绕设置于线圈骨架的外侧，使磁钢的第一端与线圈骨架的第一端连接，使磁钢的第二端伸出至线圈骨架的外部，将线圈骨架的内侧壁与磁钢的外侧壁之间通过弹簧连接，在线圈骨架的外部对称设置两个压电膜，使两个压电膜位于线圈骨架的相对两侧，使两个压电膜的第一端分别与线圈骨架的第一端连接，并将各压电膜分别与线圈电连接；当向磁钢的第二端施加一定的冲击振动力时，将拨动磁钢动作，磁钢动作时会带动弹簧拉伸或压缩，进而带动线圈骨架动作，从而在线圈中产生感应电流，同时，由于各压电膜的与第一端分别与线圈骨架的第一端连接，使得各压电膜随磁钢同步动作，从而输出压电电流，由于压电膜与线圈的串联关系，从而使得该冲击振动能量采集装置能够输出电能。由此，本专利技术提供的冲击振动能量采集装置，能够满足冲击振动环境使用，将环境冲击振动能量转换为电能输出，结构简单，使用方便，电能输出稳定、可靠，能量转换效率高。将本专利技术提供的冲击振动能量采集装置与低功耗传感器电连接时，能够为低功耗传感器进行稳定供电，特别是能够满足无线传感器长时间无需更换电池工作的需求，解决无线传感器携带电池能量有限而要求工作周期长的问题，有力提升无线传感器现场长期工作的工作效率，大幅降低无线传感器的运维成本，而且由于无需采用化学电池，解决了电池的环境污染问题，具有重要的环保意义。本专利技术提供的冲击振动能量采集装置，不仅能够用于矿山、隧道等环境，还能广泛用于林业、消防、安全、智能家居等多种行业领域，具有广泛的市场前景。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本专利技术提供的冲击振动能量采集装置的结构示意图。附图标记：1：线圈骨架；2：线圈；3：磁钢；4：弹簧；5：压电膜；6：套筒；7：磁性座；8：质量块；9：拨动件；10：固定轴。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冲击振动能量采集装置，其特征在于：包括线圈骨架、线圈、磁钢、弹簧和压电膜，所述磁钢设置于所述线圈骨架的内部，所述线圈缠绕设置于所述线圈骨架的外侧，所述磁钢的第一端与所述线圈骨架的第一端连接，所述磁钢的第二端伸出至所述线圈骨架的外部，所述线圈骨架的内侧壁与所述磁钢的外侧壁之间通过所述弹簧连接；在所述线圈骨架的外部对称设有两个所述压电膜，两个所述压电膜位于所述线圈骨架的相对两侧，两个所述压电膜的第一端分别与所述线圈骨架的第一端连接，且各所述压电膜分别与所述线圈电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种冲击振动能量采集装置，其特征在于：包括线圈骨架、线圈、磁钢、弹簧和压电膜，所述磁钢设置于所述线圈骨架的内部，所述线圈缠绕设置于所述线圈骨架的外侧，所述磁钢的第一端与所述线圈骨架的第一端连接，所述磁钢的第二端伸出至所述线圈骨架的外部，所述线圈骨架的内侧壁与所述磁钢的外侧壁之间通过所述弹簧连接；在所述线圈骨架的外部对称设有两个所述压电膜，两个所述压电膜位于所述线圈骨架的相对两侧，两个所述压电膜的第一端分别与所述线圈骨架的第一端连接，且各所述压电膜分别与所述线圈电连接。


2.根据权利要求1所述的冲击振动能量采集装置，其特征在于：在所述线圈骨架的外侧还设有套筒，所述套筒的第一端与所述线圈骨架的第一端连接，各所述压电膜分别设置于所述套筒的外侧。


3.根据权利要求2所述的冲击振动能量采集装置，其特征在于：所述线圈骨架为中空的筒状结构，在所述线圈骨架的第一端安装有磁性座，所述线圈骨架的第二端设有开口；所述磁钢的第一端、所述套筒的第一端以及各所述压电膜的第一端分别通过所述磁性座与所述线圈骨架相连，所述磁钢的第二端穿过所述开口伸出至所述线圈骨架的外部。


4.根据权利要求3所述的冲击振动能量采集装置，其特征在于：在所述线圈骨架的外侧壁上靠近所述磁性座的位置处设有线圈安装槽，所述线圈缠...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，王正胜，马冰，王保强，李帅，高雨阳，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11