[发明专利]永磁体双悬浮式磁性液体动能采集器

说明书

本发明公开了一种永磁体双悬浮式磁性液体动能采集器，包括：内设密封腔的壳体和位于密封腔内的质量块，所述密封腔内设置有扁平线圈且密封腔在第二方向上的截面积沿第一方向交替增大和减小变化；所述质量块沿第一方向穿接有连接支撑件，所述连接支撑件在第二方向上的截面积沿第一方向交替减小和增大变化；所述密封腔内设有磁性液体，通过磁性液体使质量块悬浮于壳体与连接支撑件之间；壳体沿第一方向设有相对的两个外端面，外端面之间的外侧面套接有空心线圈。连接支撑件和外壳配合磁性液体悬浮质量块实现润滑减阻，并形成刚度系数可变的弹簧，空心线圈和扁平线圈共同采集质量块的动能，提高了单位体积磁性液体动能采集器的输出功率。

技术领域

本发明涉及动能采集技术领域，特别是一种永磁体双悬浮式磁性液体动能采集器。

背景技术

便携可穿戴电子器件的快速发展给电能供给带来了挑战，寻找可持续的清洁能源为便携可穿戴电子器件提供电能具有十分重要的意义。利用动能采集器将人体运动时产生的清洁动能转换成电能非常适用于便携可穿戴电子器件。

电磁式动能采集器通过电磁感应定律将运动物体的动能转换成电能，其具有低阻抗、高输出功率、可靠性高和使用寿命长等突出优点，具有广阔的应用前景。

对于常见的电磁式动能采集器，运动的永磁体和动能采集器壳体之间存在摩擦磨损，不仅降低动能采集器的输出功率和使用寿命，还严重影响动能采集器在微振动工况下的动能采集效率。

此外，电磁式动能采集器的体积较大，导致单位体积动能采集器的输出功率较小。

公开号为CN111490703A的说明书公开了一种电磁复合振动能采集器，该采集器包括：基础层、永磁铁组件、压电层和放置于基底振动台上的支撑框架；所述基础层为圆弧形拱圈结构，其两端通过扭转弹簧可拆卸地安装在所述支撑框架的相对的两个内侧壁上。由于基础层是通过扭转弹簧可拆卸地安装在支撑框架上，通过替换不同刚度的扭转弹簧即可实现拱圈的不同约束状态，从而达到调整拱圈结构固有频率的目的，由于该发明中支撑框架的使用，其整体体积较大，无法满足便携可穿戴电子器件的供电需求。

公开号为CN108539951A的说明书公开了一种二维电磁式动能采集器，其主要由外框架、内框架和滚珠构成。外框架由壳体、线圈固定板、线圈阵列构成。内框架由支架、磁铁固定板、磁铁阵列和弹簧构成。内框架通过滚珠与外框架隔离开。内框架四周有弹簧，弹簧与外框架之间有初始间距。多个金属线圈构成格子式线圈阵列，相邻线圈反向串联。多个磁铁构成格子式磁铁阵列，相邻磁铁磁极方向相反。每个线圈的平面尺寸与对应的磁铁相同。内框架上水平地固定了多层磁铁阵列，每两层磁铁阵列之间有一层固定于外框架上的线圈阵列。相邻两层磁铁阵列上位于同一位置处的磁铁南、北极相对，相邻两层线圈反向串联。该发明主要利用滚动和碰撞实现低频、宽带振动能的采集。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种体积较小的永磁体双悬浮式磁性液体动能采集器，其单位体积输出功率大，适用于微振动工况下的动能采集。

一种永磁体双悬浮式磁性液体动能采集器，包括：内设密封腔的壳体和位于密封腔内的质量块，所述密封腔沿第一方向设有相对的两个内端壁，所述两个内端壁之间为内侧壁，所述密封腔在第二方向上的截面积沿第一方向交替增大和减小变化，所述密封腔内设置有扁平线圈；

所述质量块包括至少一个永磁体，所述质量块沿第一方向设有质量块通孔，所述质量块通孔内穿接有连接支撑件，所述连接支撑件在第一方向上至少部分伸入所述壳体，所述连接支撑件在两个内端壁之间的部分在第二方向上的截面积沿第一方向交替减小和增大变化；所述密封腔内设有磁性液体，通过所述磁性液体使质量块悬浮于壳体与连接支撑件之间；

所述壳体沿第一方向设有相对的两个外端面，两个外端面之间的外侧面套接有空心线圈。

所述第二方向为与第一方向垂直且朝向内侧壁的方向。