一种能量收集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能量收集装置，构成包括经螺钉(2)固定在振动结构体(1)上的固定座(3)，固定座(3)上水平依次设有不同厚度的第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)，第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)上表面悬空端部均设有磁铁(8)，第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)上表面靠近固定端部均设有压电片(4)。本实用新型可在较宽的频率范围内收集振动能，提高能量收集转化效率。
【专利说明】一种能量收集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种能量收集装置，特别是一种在宽频范围内把振动能量转化为电能的能量收集装置。
【背景技术】
[0002]由于技术的进步，近些年来无线设备的应用不断发展，其供电问题也受到人们的广泛关注。压电能量收集装置作为一种新型的微型发电装置，具有结构简单、发热量小、无电磁干扰、易于加工制作和实现结构上的小型化、集成化等优点，适用于各类传感及监测系统。目前市场上的压电能量收集装置大部分为以悬臂梁为基础结构，并利用它的模态振形来获取电能。这种能量收集方式具有效率较高、频率范围较窄等特点，但是无法收集更高的频率下的振动能。因此，有必要开发一种频率范围比较广，供电效率较高的新型能量收集装置。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种能量收集装置。本实用新型可在较宽的频率范围内收集振动能，提高能量收集转化效率。
[0004]本实用新型的技术方案:一种能量收集装置，其特征在于:包括经螺钉固定在振动结构体上的固定座，固定座上水平依次设有不同厚度的第一梁形结构体、第二梁形结构体和第三梁形结构体，第一梁形结构体、第二梁形结构体和第三梁形结构体上表面悬空端部均设有磁铁，第一梁形结构体、第二梁形结构体和第三梁形结构体上表面靠近固定端部均设有压电片。
[0005]前述的能量收集装置中，所述第一梁形结构体、第二梁形结构体和第三梁形结构体的厚度依次增大，第二梁形结构体的厚度为第一梁形结构体的整数倍；第三梁形结构体的厚度为第二梁形结构体的整数倍。
[0006]前述的能量收集装置中，所述的相邻磁铁间的磁极极性相反。
[0007]前述的能量收集装置中，所述第一梁形结构体、第二梁形结构体和第三梁形结构体，是不锈钢或铝材构成的梁形结构体。
[0008]与现有技术相比，本实用新型通过三种不同厚度的悬臂梁一端固定在振动结构体上，并在不同共振频率下悬臂梁所产生应变最大位置，即悬臂梁的固定端上设置压电片，另一端(悬空端部)设置磁铁，通过磁铁的质量和磁力的相互作用加大振动，使其能在很宽的频率范围中吸收周围环境的振动能，从而大幅度提高能量收集转化效率。本实用新型采用厚度依次增大的梁形结构体，使其振动频率递增。本实用新型应用于网络和无线通信设备的电源供应装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]附图中的标记为:1_振动结构体，2-螺钉，3-固定座，4-压电片，5-第一梁形结构体，6-第二梁形结构体，7-第三梁形结构体，8-磁铁。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
[0012]实施例。一种能量收集装置，构成如图1所示，包括经螺钉2固定在振动结构体I上的固定座3，固定座3为L形的，固定座3上水平依次设有不同厚度的第一梁形结构体5、第二梁形结构体6和第三梁形结构体7，第一梁形结构体5、第二梁形结构体6和第三梁形结构体7上表面悬空端部均设有磁铁8，第一梁形结构体5、第二梁形结构体6和第三梁形结构体7上表面靠近固定端部均设有压电片4。所述压电片4处于悬臂梁的一端，该处是悬臂梁在不同共振频率下所产生应变最大位置处。在悬臂梁另一端设置磁铁，通过磁铁的质量可调节振动结构体3的共振频率。
[0013]较优的是，所述第一梁形结构体5、第二梁形结构体6和第三梁形结构体7的厚度依次增大，第二梁形结构体6的厚度为第一梁形结构体5的整数倍；第三梁形结构体7的厚度为第二梁形结构体6的整数倍。
[0014]更优的是，所述的相邻磁铁8之间的磁极极性相反，振动时具有相互排斥力，通过磁力的相互作用能加大振动幅度。
[0015]所述第一梁形结构体5、第二梁形结构体6和第三梁形结构体7，是不锈钢或铝材构成的梁形结构体。
[0016]本实用新型原理如下:梁形结构体固定在振动结构体上，以使梁形结构体随着振动结构体一起振动。由于第一、第二、第三梁形结构体5、6、7厚度递增，因此其振动频率递增。当振动频率较小时，第一梁形结构体5振动幅度较大，由于磁力的作用引发第二梁形结构体6和第三梁形结构体7振幅加大，频率亦有所提升。当振动频率增大时，第二梁形结构体6振动幅度较大，由于磁力的作用引发第一梁形结构体5和第三梁形结构体7振幅加大，频率亦有所提升。当振动频率较大时，第三梁形结构体7振动幅度较大，由于磁力的作用引发第一梁形结构体5和第二梁形结构体6振幅加大，频率亦有所提升。此外，磁铁由于自身的质量，固定到梁形结构体上，能调节振动结构体自身的共振频率。因此本实用新型通过三种不同厚度的悬臂梁一端固定在振动结构体上，并在悬臂梁一端上设置压电片，另一端设置磁铁，通过磁铁的质量和磁力的相互作用加大振动，使其能在很宽的频率范围中吸收周围环境的振动能，从而大幅度提高能量收集转化效率。
【权利要求】
1.一种能量收集装置，其特征在于:包括经螺钉(2)固定在振动结构体(I)上的固定座(3)，固定座(3)上水平依次设有不同厚度的第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)，第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)上表面悬空端部均设有磁铁(8)，第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)上表面靠近固定端部均设有压电片(4)。
2.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于:所述第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)的厚度依次增大，第二梁形结构体(6)的厚度为第一梁形结构体(5)的整数倍；第三梁形结构体(7)的厚度为第二梁形结构体(6)的整数倍。
3.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于:所述的相邻磁铁(8)之间的磁极极性相反。
4.根据权利要求1、2或3所述的能量收集装置，其特征在于:所述第一梁形结构体(5)、第二梁形结构体(6)和第三梁形结构体(7)，是不锈钢或铝材构成的梁形结构体。
【文档编号】H02N2/18GK204089639SQ201420578119
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】钱金贵, 成泰洪, 李振哲, 王林, 汤旭东 申请人:温州大学