[实用新型]一种磁致伸缩振动发电装置

说明书

技术领域

 本实用新型属于磁致伸缩发电领域，特别涉及一种以超磁致伸缩棒为核心元件的通过吸收振动而产生电能的磁致伸缩发电装置。

背景技术

在精密与超精密加工、微机械制造、激光制导等高技术领域，分布式传感器、数字处理器、便携式无线通信系统等电子设备扮演着重要的角色。目前，这些电子设备工作所需要的电能主要依靠蓄电池或一次性化学电池提供。但是由于电池容量有限，使其不能满足系统长时间工作的需要，更不能满足迅速发展的集成电路的需求；并且，电池容量易受温度影响，在电池的使用和生产过程中会产生对人体和环境有害的重金属，存在着环境污染等一系列弊端。在自然界和实际生产生活中，存在丰富的持续或间歇性的振动，例如人体振动、交通工具行驶中的颠簸振动、桥梁振动等。以利用工作和生活环境中的振动产生电能的发电方式替代电池为电子设备供电，可以解决小功率电子设备供电问题。

超磁致伸缩材料具有机械能与电磁能间的双向可逆换能效应，利用超磁致伸缩材料所具有的受力作用后发生磁致伸缩逆效应的特性，对工作环境中的振动进行收集，将振动机械能转化为变化的磁能，再结合线圈的法拉第电磁效应，可以实现将振动机械能转换为电能的发电过程。目前在超磁致伸缩材料领域中，主要是利用超磁致伸缩材料实现高精度微量进给、椭圆轴及异型孔加工、液体位置测量等。例如，在2002年Proceedings of the Power Conversion Conference第3卷的1102-1107页，发表的Angstrom positioning system using a giant magnetostriction actuator for high power applications中，Nakano等利用超磁致伸缩材料研制了一种可实现埃米级定位的超微定位系统。在2009年Smart Materials and Structures第18卷第9期，发表的A high speed magnetostrictive mirror deflector中，Angara设计了一种可用于雷达和激光系统中的高速超磁致伸缩镜面偏转器。在2008年上海交通大学学报第42卷28-31页，发表的新型磁致伸缩液位传感器检测原理与实现中，郑德智等研制了一种磁致伸缩液位传感器。但是，目前尚无有关利用超磁致伸缩材料来实现振动发电的报道。

发明内容

发明目的

针对现有磁致伸缩振动发电技术的不足的问题，本实用新型设计一种以超磁致伸缩棒为核心元件，以一个线圈为超磁致伸缩棒提供预磁化磁场，用另外一个线圈拾取产生的电能，以电工纯铁材料作为磁轭，可在竖直方向和水平方向工作的磁致伸缩发电装置，以达到磁致伸缩发电装置将外界振动转换为电能的发电目的。

技术方案

一种磁致伸缩振动发电装置，该装置整体结构为轴对称式结构，包括外壳；其特征在于：外壳安装在底盖上部，下磁轭安装在底盖上部，主磁轭安装在下磁轭上部，绕有预磁化线圈的预磁化线圈骨架安装在主磁轭内腔中，绕有感应线圈的感应线圈骨架安装在预磁化线圈骨架的内孔中；下导磁块与支撑环均安装在感应线圈骨架的内孔中，下导磁块设置在支撑环上方，在支撑环内霍尔传感器通过非导磁性胶固定在下磁轭的上表面中心处；下导磁块的圆形凹槽中安装有超磁致伸缩棒，上导磁块安装在超磁致伸缩棒的上面；中心处带有通孔的上磁轭安装在主磁轭、预磁化线圈骨架和感应线圈骨架的上面，上磁轭的上面安装有上盖，阶梯轴形状的振动输入轴下端安装在上盖的中心孔中，且振动输入轴下端面与上导磁块的上表面接触，预紧盖穿过振动输入轴的上部，振动输入轴的上表面与预紧盖之间安装有碟形弹簧。

外壳为圆管状安装在的底盖上部边缘处，底盖的中心处带有圆形凸台，底盖的边缘内侧带有圆形薄壁空心凸台；下磁轭上部中心处带有圆形凸台且底部中心处开有圆形凹槽，下磁轭安装在底盖的圆形凸台与圆形薄壁空心凸台之间，下磁轭下端面与底盖的上表面接触；主磁轭为圆管状，安装在下磁轭上部边缘处；预磁化线圈骨架下端面与下磁轭的上表面接触，感应线圈骨架下端面与下磁轭的上表面接触。

支撑环套在下磁轭的圆形凸台上，支撑环的下端面与下磁轭的上表面接触；霍尔传感器通过非导磁性胶固定在下磁轭的圆形凸台上表面中心处；下导磁块上部中心处带有圆形凹槽，下导磁块的下表面与支撑环的上端面接触，上导磁块下部中心处带有圆形凹槽，圆柱体状的超磁致伸缩棒的下表面与下导磁块的圆形凹槽的底面接触，超磁致伸缩棒的上表面与上导磁块的圆形凹槽的底面接触。