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专利号: 201711048898X
申请人: 长春工业大学
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:2023-10-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于单稳态-多模态的旋转式磁力拨动压电俘能器,其特征在于所述一种基于单稳态-多模态的旋转式磁力拨动压电俘能器由气管连通装置(1)、发电装置组件(2)和旋转驱动组件(3)组成,所述气管连通装置(1)与发电装置组件(2)通过紧定螺钉Ⅰ(1-2)进行螺纹连接,所述旋转驱动组件(3)通过滚珠轴承(2-4)固定在发电装置组件(2)上,所述气管连通装置(1)设置有沉头孔(1-1)、紧定螺钉Ⅰ(1-2)和缺口管壁(1-3),所述沉头孔(1-1)对称分布于气管连通装置(1)上的缺口管壁(1-3)两侧,其与底座(2-1)上的螺纹孔Ⅱ(2-1-2)配合,通过紧定螺钉Ⅰ(1-2)连接,所述缺口管壁(1-3)对称分布于气管连通装置(1)左右两侧;所述发电装置组件(2)由底座(2-1)、端盖(2-2)、紧定螺钉Ⅱ(2-3)、滚珠轴承(2-4)、压电发电组件Ⅰ(2-5)和压电发电组件Ⅱ(2-6)组成,其中端盖(2-2)对称布置于底座(2-1)上端部的两侧,通过紧定螺钉Ⅱ(2-3)进行安装固定,滚珠轴承(2-4)固定在底座(2-1)上,压电发电组件Ⅰ(2-5)和压电发电组件Ⅱ(2-6)固定在底座(2-1)上;所述旋转驱动组件(3)由驱动轮(3-1)、旋转轴(3-2)和固定磁块(3-3)组成,其中驱动轮(3-1)与旋转轴(3-2)进行螺纹连接,旋转轴(3-2)对称装配在驱动轮(3-1)两侧,固定磁块(3-3)通过胶粘固定在旋转轴(3-2)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于单稳态-多模态的旋转式磁力拨动压电俘能器,其特征在于所述底座(2-1)设置有螺纹孔Ⅰ(2-1-1)、螺纹孔Ⅱ(2-1-2)、固定凹槽Ⅰ(2-1-3)和轴承安装孔(2-1-4),所述螺纹孔Ⅰ(2-1-1)均匀布置于底座(2-1)上端部的边缘位置,其与紧定螺钉Ⅱ(2-3)进行螺纹连接,所述螺纹孔Ⅱ(2-1-2)均匀分布在底座(2-1)的半圆切口上,其与沉孔(1-1)配合,通过紧定螺钉Ⅰ(1-2)旋合连接,所述固定凹槽Ⅰ(2-1-3)均匀布置在底座(2-1)内壁的前后侧,呈矩形阵列排布,横排数量为5n,n的取值为大于等于1的整数,竖排数量为3m,m的取值为大于等于1的整数,固定凹槽Ⅰ(2-1-3)用于粘接压电发电组件Ⅰ(2-5)和压电发电组件Ⅱ(2-6),所述轴承安装孔(2-1-4)对称布置于底座(2-1)两侧内壁的中间位置,其与滚珠轴承(2-4)配合连接;所述端盖(2-2)设置有通孔(2-2-1)和弧形固定槽(2-

2-2),所述通孔(2-2-1)均匀分布在端盖(2-2)上端面的边缘位置,其与螺纹孔Ⅰ(2-1-1)配合,通过紧定螺钉Ⅱ(2-3)紧固连接,所述弧形固定槽(2-2-2)位于端盖(2-2)的一侧,其与缺口管壁(1-3)通过胶粘连接;所述滚珠轴承(2-4)与轴承安装孔(2-1-4)过盈配合;所述压电发电组件Ⅰ(2-5)在底座(2-1)的前后两侧内壁上均设置有上下两排,与固定凹槽Ⅰ(2-1-

3)配合,通过胶粘固定在底座(2-1)上;所述压电发电组件Ⅱ(2-6)在底座(2-1)的前后两侧内壁的中间位置各设置有一排,与固定凹槽Ⅰ(2-1-3)配合,通过胶粘固定在底座(2-1)上;

所述压电发电组件Ⅰ(2-5)设置有悬臂梁Ⅰ(2-5-1)、方形磁铁Ⅰ(2-5-2)、压电元件Ⅰ(2-5-3)和质量块(2-5-4),所述悬臂梁Ⅰ(2-5-1)通过胶粘固定在底座(2-1)上下两侧固定凹槽Ⅰ(2-

1-3)内,所述方形磁铁Ⅰ(2-5-2)通过胶粘固定在悬臂梁Ⅰ(2-5-1)的端部,所述压电元件Ⅰ(2-5-3)通过胶粘固定在悬臂梁Ⅰ(2-5-1)上下两侧,所述质量块(2-5-4)通过胶粘固定在悬臂梁Ⅰ(2-5-1)上侧,沿水平方向阵列e个,e为大于等于5的整数,且沿水平方向质量块(2-5-

4)的重量依次减小;所述压电发电组件Ⅱ(2-6)设置有悬臂梁Ⅱ(2-6-1)、方形磁铁Ⅱ(2-6-

2)和压电元件Ⅱ(2-6-3),所述悬臂梁Ⅱ(2-6-1)通过胶粘固定在底座(2-1)中间位置的固定凹槽Ⅰ(2-1-3)内,所述方形磁铁Ⅱ(2-6-2)通过胶粘固定在悬臂梁Ⅱ(2-6-1)的端部,所述压电元件Ⅱ(2-6-3)通过胶粘固定在悬臂梁Ⅱ(2-6-1)上下两侧。

3.根据权利要求1所述的一种基于单稳态-多模态的旋转式磁力拨动压电俘能器,其特征在于所述驱动轮(3-1)设置有叶轮(3-1-1)和外螺纹(3-1-2),所述叶轮(3-1-1)位于驱动轮(3-1)的中间位置,所述外螺纹(3-1-2)对称分布在驱动轮(3-1)的两侧;所述旋转轴(3-

2)设置有内螺纹(3-2-1)、固定凹槽Ⅱ(3-2-2)和轴肩(3-2-3),所述内螺纹(3-2-1)位于旋转轴(3-2)的一侧,其与驱动轮(3-1)上的外螺纹(3-1-2)配合链接,所述固定凹槽Ⅱ(3-2-

2)在旋转轴(3-2)外轮廓靠近轴肩(3-2-3)的位置对称设置有两排,其与固定磁块(3-3)上的凸板(3-3-1)胶粘固定, 所述轴肩(3-2-3)位于旋转轴(3-2)外轮廓的一侧,其与滚珠轴承(2-4)配合连接;所述固定磁块(3-3)设置有凸板(3-3-1),所述凸板(3-3-1)和固定凹槽Ⅱ(3-2-2)之间通过胶粘连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于单稳态-多模态的旋转式磁力拨动压电俘能器,其特征在于所述压电发电组件Ⅰ(2-5)中的悬臂梁Ⅰ(2-5-1)具有的长度值为A1,A1的取值范围为

30 45 mm;所述压电元件Ⅰ(2-5-3)具有的长度值为A2,A2的取值范围为25 40 mm;所述压电~ ~

发电组件Ⅱ(2-6)中的悬臂梁Ⅱ(2-6-1)具有的长度值为B1,B1的取值范围为25 35 mm;所述~

压电元件Ⅱ(2-6-3)具有的长度值为B2,B2的取值范围为20~30 mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于单稳态-多模态的旋转式磁力拨动压电俘能器,其特征在于所述压电元件Ⅰ(2-5-3)和压电元件Ⅱ(2-6-3)选用压电陶瓷片PZT或柔性强韧性大的PVDF。