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专利号: 2021104649853
申请人: 浙江理工大学
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:

1.一种风车状多方向宽频带压电电磁振动能量收集装置,其特征在于:包括连接振源的支柱(101)、底部连接有CTS型弹簧隔振器(104)的外轮壳(103)、内圈辐射充磁的环形永磁体(102)和至少四个发电单元(105),所述CTS型弹簧隔振器(104)远离外轮壳(103)的一端连接振源,所述环形永磁体(102)设置在支柱(101)上,所述环形永磁体(102)的中心和外轮壳(103)的圆心重合,至少四个所述发电单元(105)绕环形永磁体(102)中心等角度设置在外轮壳(103)的内表面凹槽中;

所述发电单元(105)包括永磁体弹簧组合梁组件和PVDF压电梁组件;

所述永磁体弹簧组合梁组件包括上横梁(205)、下横梁(206)、上端永磁体(201)及其底部的碰撞块一 (203)、下端质量块(202)及其顶部的碰撞块二 (204)、按中心轴对称的一对线形‑拱形组合梁(207)、一对PVDF压电薄膜材料(208)、一对上圆盘支柱(209)、一对下圆盘支柱(210)、一对下端永磁体(211)、一对弹簧及其导杆(212),所述PVDF压电薄膜材料(208)平整地附着在线形‑拱形组合梁(207)上,所述线形‑拱形组合梁(207)的上下两端分别连接上横梁(205)与下横梁(206),且底端与上圆盘支柱(209)相连,所述下端永磁体(211)被上圆盘支柱(209)和下圆盘支柱(210)固定,所述下圆盘支柱(210)连接弹簧及其导杆(212),所述弹簧及其导杆(212)的底端固定在外轮壳(103)的内表面,所述上端永磁体(201)设置在上横梁(205)上,所述下端质量块(202)设置在下横梁(206)上;

所述PVDF压电梁组件包括上框架(301)、下框架(302)、导电支柱(303)、PVDF压电梁(306)、推进块(307)、锁死螺栓(309),所述上框架(301)与下框架(302)俯视为回字形中空长方形结构,所述推进块(307)设置在上框架(301)与下框架(302)之间且可以沿平行于上、下框架表面方向来回移动,所述锁死螺栓(309)螺纹连接在上框架(301)上且与推进块 (307)相对应,所述PVDF压电梁(306)的一端由上框架(301)和下框架(302)夹紧,另一端置于推进块(307)内侧的缝隙中夹紧,所述下框架(302)通过导电支柱(303)与外轮壳(103)的内表面相连;

所述碰撞块 一(203)、碰撞块 二(204)分别与PVDF压电梁(306)的上下两面相对应;

所述PVDF压电梁组件还包括一对空心线圈一(304)、空心线圈二(305),所述空心线圈一(304)、空心线圈二(305)为多层线圈,匝数为1250,每层线圈为单相同心式绕组平面线圈,每层线圈之间有绝缘隔离材料,所述空心线圈一(304)、空心线圈二(305)为圆形空心结构,线圈围绕其轴心相邻排列,所述空心线圈一(304)、空心线圈二(305)分别固定在两个导电支柱(303)的下部,所述空心线圈一(304)、空心线圈二(305)分别围绕在两个下端永磁体(211)1/2的下半部分及以下;

所述环形永磁体(102)采用内圈辐射充磁方式充磁,环的内表面为S极,环的外表面为N极。

2.根据权利要求1所述的一种风车状多方向宽频带压电电磁振动能量收集装置,其特征在于:所述上框架(301)与下框架(302)通过上框架(301)四角螺纹连接的固定螺栓(308)连接并且栓紧。

3.根据权利要求1所述的一种风车状多方向宽频带压电电磁振动能量收集装置,其特征在于:各所述发电单元(105)的上端永磁体(201)和下端质量块(202)的质量为相同或不同。

4.根据权利要求1所述的一种风车状多方向宽频带压电电磁振动能量收集装置,其特征在于:各所述发电单元(105)的上端永磁体(201)的磁极为上表面N极,即与内圈辐射充磁的环形永磁体(102)的外表面的磁极相同。

5.根据权利要求1所述的一种风车状多方向宽频带压电电磁振动能量收集装置,其特征在于:所述环形永磁体(102)、上端永磁体(201)、下端质量块(202)均为钕铁硼合金。