[发明专利]一种可穿戴压电电磁复合俘能震动装置

说明书

本发明公开了一种可穿戴压电电磁复合俘能震动装置，采用的复合梁获得更大的应力分布和较大的应力值采用压电薄膜作为复合梁的压电材料可以承受更大的形变从而产生更多的电能；复合梁末端用固定有一圆柱形永磁铁，其中永磁铁可以被当做质量块，可以降低复合梁的谐振频率，使其对低频环境的适应性更强；永磁铁又可被当做电磁俘能振子，和线圈一起产生电磁俘能效果；压电和电磁的耦合作用，弥补了压电装置的输出电流小和电磁装置的输出电压小的缺点，使其输出电压较高，电流较大。

技术领域

本发明涉及能量收集领域，特别涉及一种可穿戴压电电磁复合俘能震动装置。

背景技术

近几年，便携式电子设备、微机电系统(MEMS)和无线传感器网络在民用、军事、医疗和工业生产中得到了广泛应用。目前大多数的微电子产品都是利用化学电池提供电能。但由于传统电池存在能量密度小、需要定期更换或充电，以及污染环境等问题，难以满足微电子产品高速发展的需求。在过去的几年，俘获环境中的能源为微电子产品供能成为一种很有前景的技术，并引起了研究者的强烈关注。在我们生活环境的周围，存在着各种各样的废弃的能量，例如太阳能、压力能、振动能等。

中国专利CN201711122064.9中公开的一种二维压电电磁混合式俘能器和中国专利CN201711121543.9中公开的一种两自由度压电电磁混合式俘能器为了感应低频震动，用弹簧来产生弹性放大从而使得应用广泛。

中国专利201711394522.4中公开的一种双稳态压电电磁复合能量收集结构中，复合梁形变属于悬臂梁激振产生衰减形变，使得带宽变大。

上述能源通过震动进行转化而成，人每天需要进行运动，在运动过程中，会产生震动，因此，人在运动过程中的震动也能够转化成能源，但是上述专利的设备多运用于机械上或者设备体积较大，无法适用于人体。本申请提供了用于人体的可穿戴压电电磁复合俘能震动装置。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可穿戴压电电磁复合俘能震动装置，可以用于人体穿戴并收集人体运动时产生震动的能量。

技术方案：本发明所述的一种可穿戴压电电磁复合俘能震动装置，包括

基座，基座一面用于穿戴至人体上，另一面的两侧对应设置有一对支撑板，支撑板之间设置有导轨，导轨之间设置有滑片，滑片可沿导轨滑动；

压电结构的复合梁，复合梁可弹性伸缩，复合梁设置导轨之间的基座上方，复合梁一端与一个支撑板固定连接，另一端与滑片一端固定连接；

另一个支撑板上设置有感应线圈，感应线圈位于导轨之间，感应线圈内设置有弹性件，弹性件的一端和支撑板固定连接，另一端固定有永磁体，永磁体和滑片的另一端固定连接，永磁体的半径小于感应线圈的半径，人在运动过程中，永磁体随着人体的摆动沿导轨上下运动并切割感应线圈。

进一步的，复合梁包括金属基底和分别粘合在金属基底上下表面的压电薄膜，压电薄膜通过导电胶和金属基底固定，压电薄膜之间可以采用串联或者并联的方式。

进一步的，复合梁是直线板状结构。

进一步的，弹性件为弹簧。

进一步的，基座一面设置有用于保护人体的软体材料和用于人体穿戴的弹性绑带。

有益效果：本发明与现有技术相比：采用的复合梁获得更大的应力分布和较大的应力值采用压电薄膜作为复合梁的压电材料可以承受更大的形变从而产生更多的电能；复合梁末端用固定有一圆柱形永磁铁，其中永磁铁可以被当做质量块，可以降低复合梁的谐振频率，使其对低频环境的适应性更强；永磁铁又可被当做电磁俘能振子，和线圈一起产生电磁俘能效果；压电和电磁的耦合作用，弥补了压电装置的输出电流小和电磁装置的输出电压小的缺点，使其输出电压较高，电流较大。

附图说明

图1是一种可穿戴压电电磁复合俘能震动装置结构图；