一种迷宫式压电电磁复合能量采集器的制作方法

本技术涉及能量采集，具体为一种迷宫式压电电磁复合能量采集器。

背景技术：

1、“穿戴式智能设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等，随着计算机和互联网技术的快速发展，穿戴式智能设备逐渐显示出重要的研究价值，如何为穿戴式智能设备供电一直是能量采集领域研究人员关注的焦点。

2、为了从人体内外环境中获取能量，研究人员基于电磁、压电、静电、热电、摩擦电等机电转换机制，开发了各种能量采集器将人类基本活动(如行走、跑步、跳跃、摆动肢体)产生的机械振动能量转换为有用的电能，为低功率电子设备供电，压电能量采集技术因其结构简单、能量转换效率高、不受电磁干扰等优势而在振动能量采集领域得到广泛应用，但是由于压电能量采集器通常采用悬臂梁结构，其固有频率较高，难以采集人体运动产生的超低频、不规则的自然能量。

3、鉴于此，我们提出一种迷宫式压电电磁复合能量采集器。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，利用磁耦合效应将中心磁铁的振动转化为悬臂梁的振动，以解决无法使用压电效应采集人体运动的缺点。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，包括电磁能量采集单元和压电能量采集单元，所述电磁能量采集单元的上下端分别设置有一个压电能量采集单元，电磁能量采集单元和压电能量采集单元组成迷宫式结构；

4、所述电磁能量采集单元包括中心磁铁、线圈、轨道、支架，所述轨道为圆筒状，所述轨道的外部固定连接有线圈，所述轨道的内部设置有中心磁铁，所述中心磁铁为圆柱形，且沿轨道内部自由移动，所述轨道的两侧固定连接有支架。

5、优选的，所述压电能量采集单元包括压电片、悬臂梁、末端磁铁、盖板、螺栓、螺母，所述悬臂梁呈l型，分为长边和短边，所述悬臂梁的短边上固定连接有末端磁铁，悬臂梁长边的根部固定连接有压电片。

6、优选的，所述悬臂梁与盖板、支架通过螺栓和螺母固定连接。

7、优选的，所述电磁能量采集单元中的中心磁铁与所述压电能量采集单元中的末端磁铁的极性相反。

8、借由上述技术方案，本实用新型提供了一种迷宫式压电电磁复合能量采集器。至少具备以下有益效果：

9、(1)、本实用新型通过利用两种机电转换机制同时从一个机电中获取能量，能够有效的提高功率密度。

10、(2)、本实用新型通过设置可以感知人体的超低频振动的中心磁铁，利用磁耦合效应，将中心磁铁的低频振动转化为悬臂梁的高频振动，可以为穿戴式智能设备提供可持续的清洁能量。

11、(3)、本实用新型采用l型悬臂梁结构，整体尺寸小，简单紧凑，易于制造与安装，且使用灵活，具有较强的环境适应性。

技术特征：

1.一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，包括电磁能量采集单元(1)和压电能量采集单元(2)，其特征在于：所述电磁能量采集单元(1)的上下端分别设置有一个压电能量采集单元(2)，电磁能量采集单元(1)和压电能量采集单元(2)组成迷宫式结构；

2.根据权利要求1所述的一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，其特征在于：所述压电能量采集单元(2)包括压电片(201)、悬臂梁(202)、末端磁铁(203)、盖板(204)、螺栓(205)、螺母(206)，所述悬臂梁(202)呈l型，分为长边和短边，所述悬臂梁(202)的短边上固定连接有末端磁铁(203)，悬臂梁(202)长边的根部固定连接有压电片(201)。

3.根据权利要求2所述的一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，其特征在于：所述悬臂梁(202)与盖板(204)、支架(104)通过螺栓(205)和螺母(206)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，其特征在于：所述电磁能量采集单元(1)中的中心磁铁(101)与所述压电能量采集单元(2)中的末端磁铁(203)的极性相反。

技术总结
本技术涉及能量采集技术领域，且公开了一种迷宫式压电电磁复合能量采集器，包括电磁能量采集单元和压电能量采集单元，其特征在于：所述电磁能量采集单元的上下端分别设置有一个压电能量采集单元，电磁能量采集单元和压电能量采集单元组成迷宫式结构，所述电磁能量采集单元包括中心磁铁、线圈、轨道、支架，所述轨道为圆筒状，所述轨道的外部固定连接有线圈，所述轨道的内部设置有中心磁铁，所述中心磁铁为圆柱形，且沿轨道内部自由移动，所述轨道的两侧固定连接有支架。该迷宫式压电电磁复合能量采集器，利用磁耦合效应将中心磁铁的振动转化为悬臂梁的振动，有效解决无法使用压电效应采集人体运动的缺点。

技术研发人员：李媛华,孟静静,孙峰,王立新,郭彦颖,步晓明,于雪梅,雷蕾,贾艳梅
受保护的技术使用者：长春汽车工业高等专科学校
技术研发日：20230815
技术公布日：2024/5/10