[实用新型]基于振动效应的能量采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及杂散能量采集技术领域，特别涉及振动能量采集技术。具体而言是一种基于振动效应的能量采集装置。

背景技术

随着微机电系统与无线传感网络技术的广泛应用，低功耗电子设备的供电成为制约其应用的瓶颈问题。目前广泛采用的化学电池供电方式普遍存在寿命短和特种环境下不易更换等问题。为解决此问题，可通过收集自然界中普遍存在的振动能，将其转化为电能为微型低功耗电子设备供电。现有技术一般都是通过电磁感应将振动能转换成电能的，通常称为电磁感应发电。或者利用压电效应将振动能转换成电能，如压电悬臂梁，就可以在受到振动时输出电能。基于振动的电磁感应发电，与振动幅度、振动频率等有关。装置结构在很大程度上决定了能量采集的效率，人们为此做出了不懈努力。现有技术基于振动效应的能量采集装置，要么结构复杂，要么灵敏度低，尚不能满足人们的需求。为了提高振动能量采集能力，压电-电磁复合型俘能器也是一种不错的选择。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于振动效应的能量采集装置，提高振动能量采集效率和灵敏度。

为了实现上述目的，根据本实用新型具体实施方式的一个方面，提供了一种基于振动效应的能量采集装置，包括六面体外壳、弹性支撑、质量块、永磁体、感应线圈、电流转换器和储能装置，所述感应线圈设置在六面体外壳上，所述质量块通过弹性支撑悬挂在六面体外壳中，所述永磁体安装在质量块上，所述感应线圈与电流转换器电连接，所述电流转换器与储能装置电连接。

具体的，所述弹性支撑为螺旋弹簧。

进一步的，所述质量块上安装有压电悬臂梁，所述压电悬臂梁输出端与电流转换器电连接。

具体的，所述压电悬臂梁一端固定在质量块上，另一端悬空。

具体的，所述储能装置为超级电容。

具体的，所述六面体外壳为正六面体外壳，所述质量块位于正六面体外壳中心位置。

进一步的，所述质量块为正六面体，所述永磁体分别置于正六面体六个面的中心。

进一步的，所述质量块的六个面分别与六面体外壳的六个面平行。

进一步的，所述感应线圈分别置于六面体外壳六个面的中心。

进一步的，所述弹性支撑共四根，分别置于正六面体外壳四个顶点和质量块四个顶点之间。

本实用新型可以为诸多低功耗电子设备提供稳定可靠的能量源，并可应用于特种振动环境下的能量收集领域，实现能量的“自供给”，也是一种应对能源危机的解决途径。本实用新型采用弹性支撑悬浮结构的质量块接收振动能，利用感应线圈输出电流将振动能转换成电能。由于六面体外壳可以布置六组感应线圈，对空间各个方向的振动都能够响应，大大提高了振动灵敏度和转换效率。本实用新型进一步的方案中增加了压电效应发电，进一步提高了振动能量的采集利用。六面体外壳封闭稳定的结构，可以将本实用新型的装置安装到几乎任何需要的地方。并且由于六面体结构为较简单的多面体结构，本实用新型还具有结构简单牢固，成本低廉的优点，可以适用于一些特殊环境的低功耗电子设备的供能。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的具体实施方式、示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的示意图。

图2为质量块与六面体外壳配置关系示意图。

其中：1、背板；2、压电悬臂梁；3、感应线圈；4、螺旋弹簧；5、质量块；6、永磁体；7、左侧板；8、面板；9、右侧板；10、底板；A、B、C、D为正六面体外壳的四个顶角；a、b、c、d为质量块的四个顶角。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的具体实施方式、实施例以及其中的特征可以相互组合。现将参考附图并结合以下内容详细说明本实用新型。

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型具体实施方式、实施例中的附图，对本实用新型具体实施方式、实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的具体实施方式、实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式、实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。