[发明专利]一种用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器

权利要求书

1.一种用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：包括电磁模块、摩擦电模块和弹簧质量模块；

所述电磁模块包括外壳、磁铁框架、磁铁阵列、线圈阵列、线圈框架和线圈导磁柱；所述外壳包括顶盖和底盖，所述顶盖罩于所述底盖的顶部，所述磁铁框架设置于所述顶盖和所述底盖之间，所述磁铁框架的顶部和底部分别于所述顶盖和所述底盖滚动连接，所述磁铁阵列设置于所述磁铁框架内，所述磁铁框架的前后端分别设置有一所述线圈框架，所述线圈框架的外侧设置有限位部，所述限位部夹持于所述顶盖和所述底盖之间，两个所述线圈框架的内部设置有由多个线圈构成的线圈阵列，各个线圈通过线圈导磁柱与所述线圈框架连接；

所述弹簧质量模块包括弹簧、质量块和两个端盖，两个所述端盖分别设置于所述外壳的两侧，两个所述端盖的内侧均通过弹簧连接有一所述质量块，两个所述质量块的内侧通过所述摩擦电模块分别连接所述磁铁框架的左右两侧端面；所述摩擦电模块包括多个依次连接的纳米摩擦发电单元；

各个所述纳米摩擦发电单元之间呈V字形连接，所述纳米摩擦发电单元为由聚酰亚胺构成的基板，所述聚酰亚胺上黏贴一层不导电双面胶，将用作电极的收集电荷的铜片放在双面胶上，并在铜片上焊接一根导线以提取电荷，再将摩擦电材料层通过导电双面胶黏贴在铜片上。

2.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：所述外壳为矩形外壳。

3.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：所述磁铁框架的顶部和底部分别设置有多个导向孔，每个导向孔内滚动安装有导向球，所述顶盖和所述底盖的内侧设置有导向槽，所述导向球凸出于所述导向孔的部分与所述导向槽滚动连接。

4.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：构成磁铁阵列的各个磁铁N极、S极交替排布。

5.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：所述线圈框架上设置有与各个线圈相对的插孔，所述线圈导磁柱插接在所述插孔和所述线圈的通孔内。

6.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：所述端盖和质量块相对的内侧均开有直径与弹簧直径相同、深度与弹簧线径相同的限位槽，弹簧的两端置于弹簧槽内，并分别被弹簧挡板固定。

7.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：各个所述纳米摩擦发电单元之间呈V字形连接。

8.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：所述纳米摩擦发电单元由聚酰亚胺构成基板，聚酰亚胺上黏贴一层不导电双面胶，将用作电极的收集电荷的铜片放在双面胶上，并在铜片上焊接一根导线以提取电荷，再将摩擦电材料层通过导电双面胶黏贴在铜片上，所述摩擦电材料层包括上下分层设置的尼龙层和特氟龙层，所述尼龙层和所述特氟龙层的厚度均为50μm，有效面积为120mm²。

9.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：两个所述端盖通过螺钉安装在所述外壳的两端，所述端盖与所述外壳之间还设置有垫圈。

10.根据权利要求1所述的用于低频运动的电磁摩擦电混合式能量收集器，其特征在于：所述线圈阵列与所述磁铁极性面之间的距离为0.5mm。