[发明专利]多自由度压电‑电磁复合式多方向宽频带动能采集器

摘要

本发明提供了一种多自由度压电‑电磁复合式多方向宽频带动能采集器，该装置将压电和电磁式换能技术相结合，把传统的压电式悬臂梁末端质量块用永磁体阵列替换，永磁体阵列与线圈磁芯骨架之间形成一个交替的闭合磁路，这使得采集器具有稳定的输出电压。同时，在传统的悬臂梁拾振系统上增加了一个基础激励弹性放大系统，弹性放大系统的质量块结构设计为半球状结构，通过平均分布在半球状基座周围的悬臂梁，实现采集装置的多方向采集性能。通过调节弹性放大系统和悬臂梁拾振系统的固有频率比值，可以改变采集装置的工作频带范围，最终构成多自由度多方向宽频带动能采集系统。因此，该装置在外界随机振动的环境下可以实现高效的能量采集。

主权项

一种多自由度压电‑电磁复合式多方向宽频带动能采集器，其特征在于：包括若干上下表面粘贴有极性相反压电薄膜（3）的悬臂梁（2），每根悬臂梁（2）一端与同一基座（12）相固连，另一端分别安装独立的永磁体阵列（1）作为悬臂梁（2）自由端质量块，悬臂梁（2）自由端上下表面的永磁体极性相反，每组永磁体阵列（1）外部均分布有相应的线圈绕组（5），线圈绕组（5）固定在带有磁芯线圈骨架的外壳（4）上，带有磁芯的线圈骨架与永磁体阵列磁场之间形成闭合磁路；所述的基座（12）为半球状，所述的悬臂梁（2）为四根，分别与水平面呈45°角平均分布固定在半球状基座（12）周围；所述的基座（12）通过连接件（9）与底部的平面弹簧（13）相连接，平面弹簧（13）通过弹簧固定件（6）和螺栓（14）固定在底座（7）中，构成弹簧‑阻尼‑质量块系统，即弹性放大系统。