[发明专利]一种基于磁电复合材料的振动能量采集系统

说明书

本发明公开了一种基于磁电复合材料的振动能量采集系统，连接轴转动连接在底座上，顶端与风杯固定连接，若干固定基座沿着安装环的圆周方向均匀固定连接在安装环的内壁上，金属基板固定于固定基座上，质量块穿设于金属基板上，并将金属基板分为连接区和击打区，在金属基板中连接区的两端面上分别固定一块压电材料块，在质量块的两端面上分别固定一磁电复合材料块，击打块固定连接轴上，两个永磁体异磁极相对布置并组成一个永磁单元，若干个永磁单元均布在击打块的外圆周壁上，且相邻两永磁单元之间同磁极相对布置。本发明不仅可以从磁场中采集能量，还可以从机械振动中采集能量，实现多能量转换。

技术领域：

本发明涉及一种基于磁电复合材料的振动能量采集系统。

背景技术：

能源问题一直是备受世界关注的重点问题之一，在能源缺乏的今天，如何利用可再生能源就显得尤为重要。近年来，无线传感网络、微机系统等电子设备的应用发展迅速，已普遍应用于医疗、军事、日常生活 等各个领域，而如何选择合适的供电方式给这些系统提供源源不断的能量，使其摆脱传统的供电寿命有限问题成为阻碍其发展的一个重大障碍。

振动能量是环境中普遍存在的能量之一，可谓取之不尽用之不竭。因而如何设计振动能量采集装置，实现高效采集环境振动能量就成为国内外相关人士关注的焦点。

压电材料的选择是压电能量采集装置的核心部分选择不同的压电材料，对其能量采集的效率影响很大，本专利通过对磁致伸缩材料和压电纤维复合材料这两种材料的层合设计，得到磁致伸缩/压电纤维复合材料，作为能量感知和转换器件，加上外围电路的优化设计，增强能量转化效率，获得较大的电源输出。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于磁电复合材料的振动能量采集系统。

本发明所采用的技术方案有：一种基于磁电复合材料的振动能量采集系统，包括磁致伸缩材料块和压电材料块，两磁致伸缩材料块分别粘接在压电材料块的两端面上并形成磁电复合材料块，还包括固定基座、金属基板、质量块、风杯、连接轴、击打块、永磁体、底座和安装环，所述安装环设置在底座上，连接轴的底端通过轴承转动连接在底座上，顶端与风杯固定连接，若干固定基座沿着安装环的圆周方向均匀固定连接在安装环的内壁上，金属基板固定于固定基座上，且金属基板沿着安装环的径向方向布置，质量块穿设于金属基板上，并将金属基板分为连接区和击打区，在金属基板中连接区的两端面上分别固定一块压电材料块，在质量块的两端面上分别固定一磁电复合材料块，击打块固定连接轴上，两个永磁体异磁极相对布置并组成一个永磁单元，若干个永磁单元均布在击打块的外圆周壁上，且相邻两永磁单元之间同磁极相对布置；连接轴带动击打块旋转，击打块击打金属基板上的击打区，并使得金属基板上的压电材料块产生压电区电压，击打块旋转并使得永磁体产生交流磁场，交流磁场使得磁电复合材料块产生磁电区电压。

进一步地，所述击打块包括一圆柱形本体，在本体的轴心方向设有轴孔；在本体的外圆周壁上均布有若干安装板，相邻两安装板之间形成有安装腔，每个永磁单元对应置于一安装腔内，且永磁单元中的永磁体固定于安装板上。

进一步地，所述安装板上设有矩形限位槽，永磁体通过胶水粘接于矩形限位槽内。

进一步地，所述连接轴的顶端设有安装架，若干个风杯均匀固定于安装架的圆周方向上。

进一步地，所述质量块通过胶水固定于金属基板上。

进一步地，所述质量块和击打块均采用金属材料制成。

进一步地，所述磁致伸缩材料块和压电材料块均为矩形状结构。

进一步地，所述磁电复合材料块与金属基板上的压电材料块相垂直。

本发明具有如下有益效果：

1）本发明不仅可以从磁场中采集能量，还可以从机械振动中采集能量，实现多能量转换；