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专利号: 2015107819136
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器,其特征在于:包括外球壳(2),所述外球壳(2)内壁覆盖设置压电缓冲层(3),所述压电缓冲层(3)上覆盖设置压电层(4),所述压电层(4)上覆盖摩擦层,所述摩擦层由间隔设置的正性摩擦层(5)和负性摩擦层(6)构成,并引出压电层以及摩擦层各自的引线于外球壳(2)外;所述外球壳(2)内装有内置有磁铁球(8)的内球壳(7),所述内球壳(7)在外球壳(2)内自由运动;所述外球壳(2)外设置电磁感应线圈(1);所述压电缓冲层(3)、压电层(4)和摩擦层分隔成形状相同的若干等分后依次粘贴于外球壳(2)的内壁上。

2.根据权利要求1所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器,其特征在于:所述外球壳(2)外的上下左右前后六个位置对称布置有6个电磁感应线圈(1),各电磁感应线圈之间采用串联方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器,其特征在于:所有的负性摩擦层(6)并联在一起,所有的正性摩擦层(5)并联在一起。

4.根据权利要求3所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器,其特征在于:所述压电缓冲层(3)采用室温硫化硅胶制备。

5.一种摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)、将外球壳(2)内表面等分为若干份,并计算出每份的平面近似展开图形;

(2)、根据得到的平面展开图形,将压电缓冲层(3)、压电层(4)和正性摩擦层、负性摩擦层(5、6)依次裁剪为与之相同的图形,并依次粘贴于外球壳(2)内表面;所述正性摩擦层(5)和负性摩擦层(6)间隔设置;

(3)、引出压电层以及摩擦层各自的引线于外球壳(2)外;

(4)、将包含有磁铁球(8)的内球壳(7)置于被贴片的外球壳(2)内;

(5)、将若干电磁感应线圈(1)布置于外球壳(2)外表面。

6.根据权利要求5所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法,其特征在于:所述压电缓冲层(3)采用自组装方法制备,具体为:先将室温硫化硅胶均匀涂覆在一基板上,然后压上另一基板,放入真空干燥器中抽真空至10-2Pa,再将其加热至68-72℃,保温2-2.5小时,便可获得具有随机分布气泡的压电缓冲层。

7.根据权利要求5或6所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法,其特征在于:所有的负性摩擦层(6)的引线并联在一起,所有的正性摩擦层(5)的引线并联在一起。

8.根据权利要求5所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法,其特征在于:步骤1中,将外球壳(2)内表面等分为8份,每份的平面近似展开图形采用MATLAB数值计算方法。

9.根据权利要求5所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法,其特征在于:步骤(5)中,6个电磁感应线圈(1)对称布置于外球壳(2)外表面的上下左右前后六个位置,各电磁感应线圈之间采用串联方式连接。