[发明专利]基于压电和磁电复合结构的能量采集装置

摘要

本发明公开了一种基于压电和磁电复合结构的能量采集装置，包含壳体、第一至第四压电悬臂梁、磁电复合模块、第一击打齿轮、第二击打齿轮、转轴、第一风扇、第二风扇、第一轴承、第二轴承和固定杆。本发明通过对压电材料、磁致伸缩材料的特性研究，充分结合压电材料的压电效应和磁致伸缩材料的磁电效应，能够实现机械能‑电能的转化、同时能够实现磁能‑电能的能量转化，有效地提高了能量采集和转化效率。

主权项

1.基于压电和磁电复合结构的能量采集装置，其特征在于，包含壳体、第一至第四压电悬臂梁、磁电复合模块、第一击打齿轮、第二击打齿轮、转轴、第一风扇、第二风扇、第一轴承、第二轴承和固定杆；所述第一至第四压电悬臂梁均包含固定座和弹性基板；所述弹性基板包含击打部和形变部，其中，所述形变部一端和所述固定座垂直固连，另一端和所述击打部的一端固连；且形变部两侧均设有压电薄膜；所述击打部用于被施加外力产生振动后使得形变部发生形变、进而使得形变部两侧压电薄膜变形端产生电势；所述磁电复合模块包含承载座和若干磁电复合板；所述若干磁电复合板均固定在所述承载座上；磁电复合板呈三明治结构，由上之下依次为磁致伸缩层、压电层、磁致伸缩层，所述磁致伸缩层由磁致伸缩材料制成，所述压电层由压电材料制成；所述第一击打齿轮、第二击打齿轮均包含转盘、若干击打齿和若干永磁体；所述若干击打齿沿转盘周边均匀设置，形成齿轮状；所述若干永磁体均匀设置在转盘的一个侧面上、呈圆周设置，且相邻永磁体的磁极相反；所述转盘中心设有用于和所述转轴固定的连接孔；所述壳体上设有供转轴穿过的第一通孔、第二通孔；所述第一轴承、第二轴承的外圈分别固定设置在所述壳体的第一通孔、第二通孔中，第一轴承、第二轴承的内圈均和所述转轴固连，使得所述转轴穿过壳体、两端在壳体外；所述第一风扇、第二风扇设置在所述壳体外，第一风扇、第二风扇的转轴分别和所述转轴的两端同轴固连，用于受风力驱动带动转轴转动；所述第一击打齿轮、第二击打齿轮设置在所述壳体内，第一击打齿轮、第二击打齿轮均通过转盘中心的连接孔和所述转轴固连，使得第一击打齿轮、第二击打齿轮平行设置，第一击打齿轮上的永磁体和第二击打齿轮上的永磁体一一对应、形成交变磁场；所述第一至第四压电悬臂梁设置在所述壳体内，第一至第四压电悬梁臂的固定座分别和所述壳体的内壁固连，第一压电悬梁臂、第二压电悬梁臂的击打部和所述第一击打齿轮配合，第三压电悬梁臂、第四压电悬梁臂的击打部和所述第二击打齿轮配合，使得转轴转动时，第一击打齿轮的各个击打齿轮流击打第一压电悬梁臂、第二压电悬梁臂的击打部，第二击打齿轮的各个击打齿轮流击打第三压电悬梁臂、第四压电悬梁臂的击打部；所述固定杆、磁电复合模块均设置在所述壳体内，其中，所述承载座固定在所述固定杆上；固定杆的两端分别和壳体的内壁固连，使得承载座上的各个磁电复合板位于第一击打齿轮、第二击打齿轮之间的交变磁场中，且各个磁电复合板均和所述转轴平行。