磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统及其方法，包括激振器、主动板、从动板和处理器，激振器用作对主动板输出振动频率；主动板通过两端的立臂连接有第一、二悬铜片，第一、二悬铜片装有轴向对应的第一、二主动侧磁铁，第一悬铜片和/或第二悬铜片连接有能够形成压电能回路的压电纤维片，两端立臂之间的型槽表面设有主动侧电极组件；从动板以能够滑动方式装在主动板型槽内，从动板上装有能够与第一、二主动侧磁铁轴向对应的从动侧磁铁，从动侧磁铁与第一、二主动侧磁铁相斥配合，从动板配合主动板的表面设有能够与主动侧电极组件形成摩擦电能回路的从动侧电极组件；处理器用作收集压电能回路和摩擦电能回路的电压波数据。的电压波数据。的电压波数据。

【技术实现步骤摘要】
磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统及其方法


[0001]本专利技术涉及振动能量收集效率的测试技术，具体是一种磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统、以及测试方法。

技术介绍

[0002]振动能是一种存在范围很广的能量形式，可以说振动源无处不在。常见的将机械振动转化为电能的收集形式为压电式，其在风电的振动能收集中应用较为普遍。
[0003]振动能量的收集效率，取决于适合振动频率的收集形式。因而，研究振动频率对收集形式的收集效率影响，是研究振动能量收集技术的关键，具有普遍意义。
[0004]在已公开的技术中，披露较多的是如何设计收集技术，未考虑振动频率对收集形式的收集效率影响，至少在目前未见有与本申请相关的技术被披露。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术目的在于：针对于振动能量收集技术的特殊性，自主研发一种能够获得振动频率对压电式收集效率和摩擦式收集效率带来影响的磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统、以及测试方法。
[0006]本专利技术的技术目的通过下述技术方案实现，一种磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统，所述能量收集测试系统包括：
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激振器，所述激振器用作输出试验要求的振动频率；
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主动板，所述主动板安装在所述激振器上；所述主动板的长度方向两端具有在同一侧凸起成型的第一立臂和第二立臂，所述第一立臂上连接有一端处于悬空状态的第一悬铜片、且所述第一悬铜片上装配有第一主动侧磁铁，所述第二立臂上连接有一端处于悬空状态的第二悬铜片、且所述第二悬铜片上装配有第二主动侧磁铁，所述第一主动侧磁铁与所述第二主动侧磁铁保持轴向对应配合；所述第一悬铜片和/或所述第二悬铜片上连接有对应的压电纤维片，所述压电纤维片与对应的外载电阻形成压电能回路；所述第一立臂与所述第二立臂之间的主动板型槽表面设置有主动侧电极组件；
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从动板，所述从动板以能够沿着所述主动板的长度方向进行滑动位移的方式装配在主动板的型槽内，所述从动板上装配有能够与所述主动板上的第一主动侧磁铁和第二主动侧磁铁形成轴向对应的从动侧磁铁，且所述从动侧磁铁与所述第一主动侧磁铁和所述第二主动侧磁铁保持同性相斥配合；所述从动板朝向所述主动板的型槽的表面设置有从动侧电极组件，所述从动侧电极组件和所述主动侧电极组件与对应的外载电阻形成摩擦电能回路；
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处理器，所述处理器用作收集所述压电能回路和所述摩擦电能回路的电压波数据。
[0007]作为优选方案之一，所述主动板的宽度方向两侧分别沿着长度方向排布有多个导向轮，与之对应的，所述从动板上具有供所述主动板宽度方向两侧的导向轮对应穿装的U型
结构导向槽，所述从动板通过所述导向槽与所述导向轮的滑动配合装配在所述主动板的型槽内。
[0008]作为优选方案之一，所述主动板的第一立臂凸起成型在所述主动板的对应端部一角处，所述第一立臂所连接的第一悬铜片一端沿着所述主动板的宽度方向延伸、且延伸段处于悬空状态；所述主动板的第二立臂凸起成型在所述主动板的对应端部一角处，所述第二立臂所连接的第二悬铜片一端沿着所述主动板的宽度方向延伸、且延伸段处于悬空状态。进一步的，所述第一立臂对应的主动板端部处具有沿着宽度方向成型的第一凸台，所述第一凸台与所述第一立臂呈L型配合，所述第一凸台的上方空间为所述第一悬铜片的振动空间；和/或，所述第二立臂对应的主动板端部处具有沿着宽度方向成型的第二凸台，所述第二凸台与所述第二立臂呈L型配合，所述第二凸台的上方空间为所述第二悬铜片的振动空间。所述主动板上的第一立臂和所述第二立臂呈对角排布结构。
[0009]作为优选方案之一，所述第一悬铜片上连接有第一压电纤维片，所述第二悬铜片上连接有第二压电纤维片，且所述第一压电纤维片与所述第二压电纤维片在主动板上形成中心对称配合。
[0010]作为优选方案之一，所述主动板的主动基板和所述从动板的从动基板分别以有机玻璃成型。
[0011]作为优选方案之一，所述从动侧电极组件主要由铜片和布置于所述铜片表面的介电材料组成。
[0012]作为优选方案之一，所述主动侧电极组件主要由铜片和布置于所述铜片表面的介电材料组成。
[0013]一种上述磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统的测试方法，所述测试方法包括下列步骤：步骤1. 根据试验要求，拟定激振器需要输出的各种不同振动频率；步骤2. 启动激振器，被振动的主动板带动从动板振动，从动板上的从动侧磁铁与主动板上的第一主动侧磁铁和第二主动侧磁铁发生同性相斥配合，从动板在主动板上进行往复滑动；步骤3. 按照步骤1中拟定的振动频率顺次，选择其中一种振动频率调节激振器，使从动板在主动板上的往复滑动按照设定振动频率进行；步骤4. 待步骤3中的从动板在主动板上的往复滑动趋于稳定之后，由处理器收集压电能回路和摩擦电能回路的电压波数据、并保存；步骤5. 重复步骤3和步骤4，直至步骤1中拟定的振动频率试验完毕；步骤6. 分析不同振动频率状态所对应的压电能数据和摩擦电能数据。
[0014]本专利技术的有益技术效果是：上述技术措施针对于振动能量收集技术的特殊性，能够有效获得振动频率对压电式收集效率和摩擦式收集效率带来的直接影响，从而能够可靠地指导压电式和摩擦式在不同工况环境的振动能收集技术中应用，以将振动能收集效率尽可能的最大化。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的一种原理框图。
[0016]图2为本专利技术的一种结构示意图。
[0017]图3为图2中的从动板结构示意图。
[0018]图4为图3中的从动板在俯视方向的正投影视图。
[0019]图5为图2中的主动板结构示意图。
[0020]图中代号含义：1—从动板；11—从动基板；12—从动侧磁铁；13—导向槽；14—从动侧电极组件；2—主动板；21—主动基板；22—第一立臂；23—第一主动侧磁铁；24—第一压电纤维片；25—第一悬铜片；26—第二立臂；27—第二主动侧磁铁；28—第二压电纤维片；29—第二悬铜片；210—导向轮；211—主动侧电极组件；3—激振器；4—处理器；5—第一压电能回路；6—摩擦电能回路；7—第二压电能回路。
具体实施方式
[0021]本专利技术涉及振动发电的测试技术，具体是一种磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统、以及测试方法，下面以多个实施例对本专利技术的主体
技术实现思路
进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图
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即图1、图2、图3和图4对本专利技术的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。
[0022]在此需要特别说明的是，本专利技术的附图是示意性的，其为了清楚本专利技术的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本专利技术贡献于现有技术的技术方案。
[0023]实施例1参见图1、图2、图3和图4所示，本专利技术为磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统，其包括激振器3、主动板2、从动板1和处理器4。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统，其特征在于，所述能量收集测试系统包括：
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激振器（3），所述激振器（3）用作输出试验要求的振动频率；
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主动板（2），所述主动板（2）安装在所述激振器（3）上；所述主动板（2）的长度方向两端具有在同一侧凸起成型的第一立臂（22）和第二立臂（26），所述第一立臂（22）上连接有一端处于悬空状态的第一悬铜片（25）、且所述第一悬铜片（25）上装配有第一主动侧磁铁（23），所述第二立臂（26）上连接有一端处于悬空状态的第二悬铜片（29）、且所述第二悬铜片（29）上装配有第二主动侧磁铁（27），所述第一主动侧磁铁（23）与所述第二主动侧磁铁（27）形成轴向对应配合；所述第一悬铜片（25）和/或所述第二悬铜片（29）上连接有对应的压电纤维片，所述压电纤维片与对应的外载电阻形成压电能回路；所述第一立臂（22）与所述第二立臂（26）之间的主动板（2）型槽表面设置有主动侧电极组件（211）；
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从动板（1），所述从动板（1）以能够沿着所述主动板（2）的长度方向进行滑动位移的方式装配在主动板（2）的型槽内，所述从动板（1）上装配有能够与所述主动板（2）上的第一主动侧磁铁（23）和第二主动侧磁铁（27）形成轴向对应的从动侧磁铁（12），且所述从动侧磁铁（12）与所述第一主动侧磁铁（23）和所述第二主动侧磁铁（27）保持同性相斥配合；所述从动板（1）朝向所述主动板（2）的型槽的表面设置有从动侧电极组件（14），所述从动侧电极组件（14）和所述主动侧电极组件（211）与对应的外载电阻形成摩擦电能回路（6）；
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处理器（4），所述处理器（4）用作收集所述压电能回路和所述摩擦电能回路（6）的电压波数据。2.根据权利要求1所述磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统，其特征在于，所述主动板（2）的宽度方向两侧分别沿着长度方向排布有多个导向轮（210），与之对应的，所述从动板（1）上具有供所述主动板（2）宽度方向两侧的导向轮（210）对应穿装的U型结构导向槽（13），所述从动板（1）通过所述导向槽（13）与所述导向轮（210）的滑动配合装配在所述主动板（2）的型槽内。3.根据权利要求1所述磁致振动压电结合摩擦电的能量收集测试系统，其特征在于，所述主动板（2）的第一立臂（22）凸起成型在所述主动板（2）的对应端部一角处，所述第一立臂（22）所连接的第一悬铜片（25）一端沿着所述主动板（2）的宽度方向延伸、且延伸段处于悬空状态；所述主动板（2）的第二立臂（26）凸起...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁强，苏雷，雷桥军，
申请(专利权)人：国能大渡河检修安装有限公司，
类型：发明
国别省市：