一种可调节式多方向振动能量收集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种振动能量收集装置，尤其是涉及一种可调节式多方向振动能量收集装置。
【背景技术】
[0002]随着“德国工业4.0”和“中国制造2025”的提出，具备“绿色化和智能化”等特点的工业设备是装备制造和设备使用的必然趋势。振动能量收集技术是新能源开发利用的重要组成部分。目前所设计使用的振动能量收集装置大多是单方向、窄频带的能量收集装置，由于其收集能量方向单一、能量收集频率宽度较窄，因此能量转化效率低，造成资源浪费。传感器的应用是设备“智能化”的基础，而在特定的设备中传感器存在布线难、通讯难等问题，新型的自供电无线传感器是“智能化”发展的方向，而目前发展的方向是将设备产生的振动能量收集存储，并对传感器供电，以达到传感器自供电的目的。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种可调节式多方向振动能量收集装置，其结构简单，设计合理，可以通过调节自身的共振频率，使结构实时与外界达到共振状态，以达到更高的能量转换效率;可多方向收集能量，避免造成资源浪费。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种可调节式多方向振动能量收集装置，其特征在于:包括长方体外壳，所述长方体外壳的顶部内壁上安装有上可调电磁铁，所述长方体外壳的底部内壁上安装有下可调电磁铁，所述上可调电磁铁和下可调电磁铁的极性相反，所述长方体外壳内设置有永磁铁质量块，所述永磁铁质量块的形状为正方体，所述永磁铁质量块上端的极性与上可调电磁铁的极性相同，所述永磁铁质量块下端的极性与下可调电磁铁的极性相同，所述永磁铁质量块的四个侧面与长方体外壳的内壁之间均设置有组合悬臂梁，所述组合悬臂梁包括线形梁和拱形梁，所述线形梁的外端与长方体外壳连接，所述拱形梁的外端与永磁铁质量块连接，所述线形梁固定端的上下两侧均设置有第一压电元件，所述拱形梁弯曲段的上下两侧均设置有第二压电元件。
[0005]上述的一种可调节式多方向振动能量收集装置，其特征在于:所述线形梁的外端通过第一螺栓与长方体外壳连接，所述第一螺栓的螺杆穿过线形梁上设置的第一通孔后与长方体外壳固定连接，所述第一螺栓的螺杆与第一通孔间隙配合;所述拱形梁的外端通过第二螺栓与永磁铁质量块连接，所述第二螺栓的螺杆穿过拱形梁上设置的第二通孔后与永磁铁质量块固定连接，所述第二螺栓的螺杆与第二通孔间隙配合。
[0006]上述的一种可调节式多方向振动能量收集装置，其特征在于:所述长方体外壳的中心线、上可调电磁铁的中心线、下可调电磁铁的中心线和永磁铁质量块的中心线均重合。
[0007]上述的一种可调节式多方向振动能量收集装置，其特征在于:所述第一压电元件与线形梁的连接方式为粘接，所述二压电元件与拱形梁的连接方式为粘接。
[0008]上述的一种可调节式多方向振动能量收集装置，其特征在于:所述第一压电元件和第二压电元件均为压电陶瓷或压电薄膜。
[0009]上述的一种可调节式多方向振动能量收集装置，其特征在于:所述线形梁和拱形梁一体成型。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0011]1、本实用新型结构简单、设计合理且安装使用方便。
[0012]2、本实用新型通过调节上可调电磁铁和下可调电磁铁来改变电磁力大小，使结构固有频率与外界振动频率匹配，达到共振状态，以达到更高的能量转换效率;另外，调节电磁力可以减小外部噪声振动的影响。
[0013]3、本实用新型的组合悬臂梁包括线形梁和拱形梁，工作时将外界横向振动主要转化为拱形梁的形变，纵向振动主要转化为线形梁的形变，达到多方向收集振动能量的目的，避免造成资源浪费;且平面型收集能量，可以减小竖直方向的安装尺寸。
[0014]4、本实用新型线形梁通过第一螺栓与长方体外壳连接，拱形梁通过第二螺栓与永磁铁质量块连接，当外界振动为横向方向时，装置必须通过第一螺栓和第二螺栓来使组合悬臂梁发生旋转，迫使振动发生形变，压电元件进行能量转化。
[0015]下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2为本实用新型去除两块长方体外壳侧板后的结构示意图。
[0018]图3为图1的A处放大图。
[0019]图4为图1的B处放大图。
[0020]附图标记说明:
[0021]【一长方体外壳；2—下可调电磁铁；3-1—线形梁；
[0022]3-2 一拱形梁；4_丨一第一螺栓；4_2 一第二螺栓；
[0023]5—永磁铁质量块； 6—第一压电元件；7—上可调电磁铁；
[0024]8—第二压电元件； 9 一第一通孔；10—第二通孔。
【具体实施方式】
[0025]如图1和图2所示，本实用新型包括长方体外壳1，所述长方体外壳1的顶部内壁上安装有上可调电磁铁7，所述长方体外壳1的底部内壁上安装有下可调电磁铁2，所述上可调电磁铁7和下可调电磁铁2的极性相反，所述长方体外壳1内设置有永磁铁质量块5，所述永磁铁质量块5的形状为正方体，所述永磁铁质量块5上端的极性与上可调电磁铁7的极性相同，所述永磁铁质量块5下端的极性与下可调电磁铁2的极性相同，所述永磁铁质量块5的四个侧面与长方体外壳1的内壁之间均设置有组合悬臂梁，所述组合悬臂梁包括线形梁3-1和拱形梁3-2，所述线形梁3-1的外端与长方体外壳1连接，所述拱形梁3-2的外端与永磁铁质量块5连接，所述线形梁3-1固定端的上下两侧均设置有第一压电元件6，所述拱形梁3-2弯曲段的上下两侧均设置有第二压电元件8。
[0026]如图1、图3和图4所示，所述线形梁3-1的外端通过第一螺栓4-1与长方体外壳1连接，所述第一