[发明专利]一种电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置

权利要求书

1.一种电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：包括支撑单元、双重负刚度单元、正刚度组件(7)、质量块(1)、导电线圈(8)以及压电俘能元件(11)；

所述支撑单元包括第一刚性框架(6)、第二刚性框架(5)和承重杆(2)；

所述双重负刚度单元包括欧拉曲臂(3)组件和磁悬浮组件；

所述第二刚性框架(5)安装在第一刚性框架(6)内，其内腔与第一刚性框架(6)的底部构成安装空间，且第二刚性框架(5)与第一刚性框架(6)的中心线重合；

所述正刚度组件(7)的一端固定在第一刚性框架(6)的底部中心，另一端与承重杆(2)的一端连接；所述承重杆(2)竖直设置在所述安装空间内，其另一端伸出第二刚性框架(5)的顶部，与质量块(1)连接；正刚度组件(7)、承重杆(2)以及质量块(1)共同构成振动感应模块；

所述磁悬浮组件设置在所述安装空间内，与位于第二刚性框架(5)内部侧壁上的导电线圈(8)构成电磁感应发电模块，磁悬浮组件随振动感应模块上下往复运动，产生电能；

所述压电俘能元件(11)设置在欧拉曲臂(3)组件上，与欧拉曲臂(3)组件共同构成压电材料发电模块；所述欧拉曲臂(3)组件设置在振动感应模块和第一刚性框架(6)上，随振动感应模块产生形变，带动压电俘能元件(11)发生形变，产生电能。

2.根据权利要求1所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述磁悬浮组件包括自上而下依次分布的第一永磁铁(9)、第二永磁铁(4)以及第三永磁铁(10)；

其中，第一永磁铁(9)和第三永磁铁(10)固定设置在第二刚性框架(5)内；第二永磁铁(4)设置在第一永磁铁(9)和第三永磁铁(10)之间的承重杆(2)上；

导电线圈(8)设置在第一永磁铁(9)和第三永磁铁(10)之间的第二刚性框架(5)侧壁上。

3.根据权利要求2所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述正刚度组件(7)为正刚度弹簧。

4.根据权利要求3所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述第二刚性框架(5)为底部开口的矩形框，其顶部中心设置有供承重杆(2)穿过的通孔(12)，所述通孔(12)与正刚度弹簧在第一刚性框架(6)的固定点位于同一铅垂线上。

5.根据权利要求4所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述第一刚性框架(6)为U型框或立体框架。

6.根据权利要求5所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述欧拉曲臂(3)组件包括一根负刚度曲臂(3)，该曲臂(3)的中部固定在承重杆(2)上，两端滑动连接在第一刚性框架(6)相对的两个侧壁上，其上安装一个压电俘能元件(11)。

7.根据权利要求5所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述第一刚性框架(6)为U型框时，所述欧拉曲臂(3)组件包括两根负刚度曲臂(3)，两根负刚度曲臂(3)对称设置在质量块(1)的两侧，且每根曲臂(3)的一端与质量块(1)固连，另一端与第一刚性框架(6)的侧壁固连，每根曲臂(3)上安装一个压电俘能元件(11)。

8.根据权利要求5所述电磁-压电混合式双效准零刚度振动俘能装置，其特征在于：

所述第一刚性框架(6)为U型框时，所述欧拉曲臂(3)组件包括四根负刚度曲臂(3)，四根负刚度曲臂(3)两两一组对称设置在质量块(1)的两侧，每根曲臂(3)的一端与质量块(1)固连，另一端与第一刚性框架(6)的侧壁固连，且每组的两根曲臂(3)相对设置，每根曲臂(3)上安装一个压电俘能元件(11)。