[发明专利]一种旋转激励的摆动式压电-摩擦发电机

权利要求书

1.一种旋转激励的摆动式压电-摩擦发电机，主要包括摆圈、定圈、滚动体、转轴、复合梁、压电振子和托架，托架底部装有定质量块和定磁铁，复合梁的自由端装有动磁铁和动质量块；其特征在于：转轴由法兰和左右半轴构成，左半轴上装有定圈，定圈上套有摆圈，右半轴线与摆圈轴线在同一平面内的夹角为轴倾角；左半轴为斜轴，左半轴与右半轴在同一平面内的夹角为轴倾角，摆圈轴线与定圈内孔轴线及左半轴轴线重合，轴倾角大于零；摆圈外缘上的凸块两侧装有托架，两个托架经两个压电振子夹持有一个复合梁；托架由平板和弯板构成，压电振子及复合梁的固定端夹持在两个托架的平板之间；弯板表面为弧形，弯板上设有沉腔；复合梁由梁基板与其两侧的摩擦层构成，压电振子由振子基板与其一侧所粘接的压电片构成，振子基板靠近复合梁的摩擦层安装；复合梁、压电振子、动磁铁及动质量块构成的摆动系统；压电振子的振子基板和压电片构成压电发电单元，振子基板和复合梁构成摩擦发电单元；转轴转动时，摆圈摆动并经复合梁迫使压电振子往复弯曲变形、振子基板与摩擦层之间交替地接触与分离，进而将机械能转换成电能，压电发电单元和摩擦发电单元经不同导线组输出。

2.根据权利要求1所述的一种旋转激励的摆动式压电-摩擦发电机，其特征在于：凸块宽度方向的对称中心面与摆圈轴线垂直，凸块宽度方向的对称中心面与滚动体在摆圈宽度方向上的对称中心面重合；摆圈摆动到极限位置时压电振子与弯板及复合梁表面间较好地贴合，发电机的几何参数间的关系满足其中：Q为轴倾角，r为摆圈的摆动半径，L为两个弯板自由端的距离，ζ、m、k分别为摆动系统的阻尼比、等效质量和等效刚度，n为转轴的转速。