CN113992061B - 一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置，主要解决现有振动能量收集装置中存在的能量收集效率低问题。方案包括：主体支撑部分、旋转部分、压电机部分及电磁部分；在外部振动激励作用下，主体支撑部分中的上盖随着振动激励周期性上下运动，激励能量带动旋转部分的转子做周期性旋转，嵌入转子中的磁铁旋转后改变电磁部分线圈所处环境中的磁场形成电流；在转子带动磁铁转动的过程中，磁铁与压电机部分的磁片产生磁相互耦合作用，导致压电机部分的弹性基板和压电片产生形变，形成电压；从而实现电磁能量和压电能量收集。本发明利用磁相互作用导致的运动非线性，扩展了频带宽度，有效提高了输出电压和输出功率。

Description

一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置

技术领域

本发明属于能量收集技术领域，涉及一种能量收集装置，具体为一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置，可用于超低频振动能的收集。

背景技术

能量收集装置能够从周围的环境中获取能量，并将其转换为电能，达到了能量回收和重复利用的目的。随着无线传感器技术和微电子技术的快速发展，对微能源的需求越来越迫切。传统的电池供电方式，由于更换电池的频繁以及维护成本的高昂，对人类的生产和生活带来了诸多的不便。而能量收集装置可以对环境中未被利用的能源进行收集、再利用，从而为低功耗电子设备和器件进行自供电，有效的解决了运用电池所带来的诸多问题。因此，引起了国内外学者的广泛关注。

目前，可以从环境中获取的能量源主要包括太阳能、热梯度能和机械振动能，其中，机械振动能是普遍存在的，并且很容易转换为电能，是一种很有前景且十分高效的能量获取方式。获取机械振动能的类型主要有压电式、静电式以及电磁式，其中，压电式振动能量收集器具有易集成、能量输出密度大、无需外接电源、结构简单等优点，被认为是最有希望替代传统电池的新的供能方式。其结构类型有悬臂梁式、Cymbal式、堆叠式等，悬臂梁结构是压电能量收集器的主流结构，已经取得了一些研究成果。电磁式振动能量收集器具有结构简单、短路电流大、机电转换效率高的优点，其结构基本遵循电磁发电机的定子和转子结构。

传统的压电式振动能量收集装置，包括基座、弹性基板、压电片、质量块和两个电极。弹性基板的一端固定在基座上，另一端设置一质量块，用于迫使压电片产生形变或调整压电能量收集装置自身的谐振频率。其中压电片均匀的粘贴在弹性基板上表面，在感知到外部振动时，根据正压电效应在压电片表面就会有电荷输出，焊接在压电片上表面和弹性基板下表面的两个电极将压电片表面的电荷输出给后端电能存储或用电器设备，从而有效的将环境中机械振动能转换为电能并加以存储和利用。例如：授权公告号为CN107707155B，名称为“一种超宽带高能效压电振动能量收集装置”的发明专利，公开了一种压电片及振动能量收集器，包括支架和振荡体，振荡体包括低频振荡体和高频振荡体，支架由自上而下依次层叠的顶部支架、中间支架和底部支架组成，该三个支架均采用带有贯穿上下端面腔体的立体结构；低频振荡体包括夹持在中间支架和底部支架之间的低频簧片，固定在低频簧片中心承载段的低频质量块和粘贴在低频簧片悬臂梁上的低频悬臂梁模块；高频振荡体包括夹持在顶部支架和中间支架之间的高频簧片，固定在高频簧片中心承载段的高频质量块和粘贴在高频簧片双悬臂梁上的高频悬臂梁模块；低频质量块和高频簧片之间通过至少三个压缩弹簧连接。该收集器，利用所处环境中的低频振动驱动振荡体振动，以使压电片产生弯曲形变。该压电式能量收集装置结构简单，易于实现，且实现了频率升频转换的效果，但由于激励频率仍然较高、频率升频转换能力有限且在较剧烈振动下容易损坏压电片结构。因此，传统的压电式能量收集装置具有较大的局限性，尤其对超低频振动无法实现高效的能量收集功能。

传统的电磁式振动能量收集装置，包括永磁体和导电线圈，即旋转式电磁发电机中的定子和转子。永磁体和导电线圈可互相承担定子和转子的功能，装置受到外部激励的作用下，定子和转子之间产生相对运动，导致导电线圈中的磁通量发生改变。例如：授权公告号为CN111934515B，名称为“复合式能量收集装置”的发明专利，公开了复合式能量收集装置，包括：两端分别设置有悬臂支撑座和电磁支撑座的支撑板，以及分别与悬臂支撑座和电磁支撑座相连的悬臂模块和电磁模块；悬臂模块包括悬臂梁，悬臂梁一端与悬臂支撑座固定连接，悬臂梁另一端为自由端且指向电磁支撑座，自由端的两侧面分别连接有磁铁；电磁模块包括浮动组件和电磁组件，浮动组件支撑电磁组件悬浮于电磁支撑座内，电磁组件包括导电线圈。本发明能够实现整体宽频率范围的能量收集，提高能量转换效率和整体发电量。授权公告号为CN205249083U，名称为“低频振动电磁能量收集器”的发明专利，包括能量收集器壳体、悬臂梁长板、悬臂梁短板、碰撞质量块、磁场产生件以及多匝线圈；振动环境提供振动激励给所述能量收集器壳体，悬臂梁长板与悬臂梁短板随震动激励同时发生振动，所述碰撞质量块对悬臂梁长板的预定位置发生碰撞，使悬臂梁长板产生接近其本身固有频率的振动，多匝线圈随悬臂梁尖端以与悬臂梁长板相同的频率振动，切割磁感线，产生电信号。以上所述电磁能量收集方式均是通过悬臂的振动携同“转子”运动，运动的频率和幅度都严重受限，效率极低。

可见，传统的压电式能量收集装置和电磁式能量收集装置均是借助振动激励工作，且其通过独立一种方式进行能量收集并不能充分利用外部激励；同时，上述能量收集装置均工作在低频激励条件下，在超低频激励下效率低下，存在局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出一种压电和电磁混合式超低频(低于5Hz)振动能量收集装置，用于解决现有振动能量收集装置中存在的因能量收集方式单一、频率不够低、频带宽度窄导致的能量收集效率低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：主体支撑部分、旋转部分、压电机部分及电磁部分；

所述主体支撑部分，包括底座1、支撑主体5、上盖固定螺帽6、上盖固定螺杆7、上盖8和支撑弹簧9；其中，上盖8通过上盖固定螺杆7、支撑弹簧9和上盖固定螺帽6固定在支撑主体5上方；支撑弹簧9套在上盖固定螺杆7外部，上盖8能够通过压缩支撑弹簧9实现下移；支撑主体5的下端固定连接在底座1上；底座1、支撑主体5和上盖8均采用绝缘材料；

所述旋转部分，包括转子12、磁铁13及弦线；其中，转子12外侧面预设有2ⁿ个等间距分布的凹槽，n为大于等于1的整数；磁铁13数量与转子12预设的凹槽数量一致，并分别嵌入在凹槽中；弦线穿过上盖8、转子12和底座1上预设的孔，将转子12悬挂于主体支撑结构内部；转子12和弦线均采用绝缘材料；

所述压电机部分，包括压电结构和电极；其中压电机部分至少设有1个压电结构，压电结构由弹性基板2、压电片3和磁片11组成，弹性基板2采用矩形轻质导电板材，一端粘贴具有正压电效应材料的压电片3，并通过螺钉一起被固定于底座1侧面，另一端为自由端并贴有磁片11；电极采用金属导电材料，从压电片3上引出，用于输出压电片3产生的电能；

所述电磁部分，包括导电材质的线圈本体14和绝缘材质的线圈固定支架4，其中线圈本体14缠绕固定在线圈固定支架4上，用于感知旋转部分转子12转动带来的磁场变化，在线圈本体14中形成电流；线圈本体14的数量至少为1；

所述旋转部分的磁铁13、压电机部分的磁片11以及线圈部分的线圈本体14三者所在位置的高度一致。

进一步，上述支撑弹簧9采用铁质材料，弹性满足在弦线未扭转时支撑起上盖8、在弦线扭转拉动上盖8时能被压缩。

进一步，上述磁片11和磁铁13由钕铁硼材料构成。

进一步，上述底座1为正方形或圆形，所述支撑主体5为圆筒形；且底座1的边长或直径大于支撑主体5的底面直径。

进一步，上述弦线以转子12为中点被分为上段弦线10和下段弦线15两部分，两部分弦线同步扭转；所述弦线存在预置扭转数，用于驱动转子12旋转将振动转化为旋转运动。

进一步，上述压电机部分，其中的磁片11用于感知旋转部分中磁铁13的驱动力，使弹性基板2发生形变。

进一步，上述压电机部分至少设有1个压电结构，若为一个，则固定在底座1侧面任意位置；若为多个，则等间距地固定于底座1外周。

进一步，上述线圈本体14的数量至少为1，若为一个，则固定在线圈固定支架4外周的任意位置；若为多个，则等间距的固定在线圈支架4外周。

进一步，上述上盖8震动的激励能量通过弦线扭转作用力转化为转子12的转动能，实现一次频率转换；受转动能驱动的转子12携同嵌入的磁铁13旋转，并通过磁非线性力驱使压电结构产生形变，实现第二次频率转换；完成两种能量收集。

进一步，上述两种能量包括电磁能量和压电能量；其中电磁能量为转子12旋转使得磁铁13切割线圈产生；压电能量为转子12旋转，磁铁13驱动磁片使得压电结构悬臂梁发生形变产生。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

第一、由于本发明采用弦线驱动转子的结构，能够收集竖直方向的超低频振动能；该结构可将竖直方向的一次振动转换为转子的连续转动，实现一次频率上变频，同时，转子上嵌入的四块磁铁能够在改变线圈周围磁场和磁片相互作用时实现二次频率上变频，二次倍频数为四；与现有技术中响应频率只能与激励频率相同的能量收集装置相比，有效地提高了能量收集效率。

第二、本发明通过两个磁性块之间的相互耦合作用，将转子的转动能量耦合给弹性基板，使得弹性片带动压电片产生形变，从而产生输出电压，同时，磁性块耦合能够防止压电片因形变过大而发生断裂；磁性块的相互作用及弦线驱动转子结构的柔性导致了复杂的非线性，从而拓宽了该能量收集装置的频带宽度，进一步提高了能量收集效率。

第三、由于本发明通过转子带动磁铁旋转改变固定线圈周围的磁场，其中线圈用于产生并输出电流，同时，磁性块的相互作用驱动弹性基板带动压电片产生形变；因此，同时实现了将振动能用于压电能量收集和电磁能量收集，有效的提高了能量转换效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的外部结构示意图；

图3为本发明的内部结构剖视图；

图4是本发明中部分组件的结构示意图；其中A表示上盖，B表示底座，C表示转子；

图5是本发明中弦线驱动转子的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实例，对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1-3，其中图1为本发明的整体结构示意图，将图1所示装置平放于水平面上得到图2视角，沿着图2所示视角的主视平面进行剖分，得到图3所示的装置内部结构剖视图。本发明提出的一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置，包括底座1、弹性基板2、压电片3、线圈固定支架4、支撑主体5、上盖固定螺帽6、上盖固定螺杆7、上盖8、支撑弹簧9、上段弦线10、磁片11、转子12、磁铁13、线圈14及下段弦线15；将其概括分为四个部分：主体支撑部分、旋转部分、压电机部分及电磁部分。

所述主体支撑部分，包括底座1、支撑主体5、上盖固定螺帽6、上盖固定螺杆7、上盖8和支撑弹簧9；其中，上盖8通过上盖固定螺杆7、支撑弹簧9和上盖固定螺帽6固定在支撑主体5上方；支撑弹簧9套在上盖固定螺杆7外部，上盖8能够通过压缩支撑弹簧9实现下移，该弹簧一般采用铁质材料，弹性能够满足在弦线未扭转时支撑起上盖8、在弦线扭转拉动上盖8时能被压缩；支撑主体5的下端固定连接在底座1上；底座1、支撑主体5和上盖8均采用绝缘材料。本发明的底座1可以为任意形状，一般采用正方形或圆形，主要是对整体装置起稳定安装盛放作用；支撑主体5一般采用圆筒形，内部空间用于安装旋转部分；且底座1的边长或直径大于支撑主体5的底面直径。

所述旋转部分，包括转子12、磁铁13及弦线；其中，转子12外侧面预设有2ⁿ个等间距分布的凹槽，n为大于等于1的整数；磁铁13数量与转子12预设的凹槽数量一致，并分别嵌入在凹槽中；底座、上盖和转子均有通孔，弦线穿过上盖8、转子12和底座1上预设的孔，将转子12悬挂于主体支撑结构内部；转子12和弦线均采用绝缘材料；这里的磁铁13一般主要采用钕铁硼材料构成，具有磁属性；弦线以转子12为中点被分为上段弦线10和下段弦线15两部分，两部分弦线同步扭转；这里的弦线预先设置了预置扭转数，用于驱动转子12旋转将振动转化为旋转运动。

所述压电机部分，包括压电结构和电极；其中压电机部分至少设有1个压电结构，若为一个，则固定在底座1侧面任意位置；若为多个，则等间距地固定于底座1外周；压电结构由弹性基板2、压电片3和磁片11组成，弹性基板2采用矩形轻质导电板材，一端粘贴具有正压电效应材料的压电片3，并通过螺钉一起被固定于底座1侧面，另一端为自由端并贴有磁片11；电极采用金属导电材料，从压电片3上引出，用于输出压电片3产生的电能。这里的磁片11一般主要采用钕铁硼材料构成，具有磁属性，该磁片用于感知旋转部分中磁铁13的驱动力，使弹性基板2发生形变。

所述电磁部分，包括导电材质的线圈本体14和绝缘材质的线圈固定支架4，其中线圈本体14缠绕固定在线圈固定支架4上，用于感知旋转部分转子12转动带来的磁场变化，在线圈本体14中形成电流；线圈本体14的数量至少为1，若为一个，则固定在线圈固定支架4外周的任意位置；若为多个，则等间距的固定在线圈支架4外周。

所述旋转部分的磁铁13、压电机部分的磁片11以及线圈部分的线圈本体14三者所在位置的高度一致。

本发明装置上盖8震动的激励能量通过弦线扭转作用力转化为转子12的转动能，实现一次频率转换；受转动能驱动的转子12携同嵌入的磁铁13旋转，并通过磁非线性力驱使压电结构产生形变，实现第二次频率转换；完成两种能量收集。这里所述收集的两种能量包括电磁能量和压电能量；其中电磁能量为转子12旋转使得磁铁13切割线圈产生；压电能量为转子12旋转，磁铁13驱动磁片使得压电结构悬臂梁发生形变产生。

实施例二：

参照图1-3，基于实施例一在本发明提出的能量收集装置中，将转子12外侧面的凹槽预设为4个、压电机部分的压电结构设置为2个、电磁部分的线圈本体14数量设置为4个，并选定部件材质，进一步给出一个本发明的优选实例：

本实例中选用方形底座、方形上盖；底座1、线圈支架4、主体支撑5、上盖8和转子12均采用3D打印树脂材料；上盖固定螺帽6、上盖固定螺杆7和支撑弹簧9采用金属材料；上段弦线10和下段弦线15采用涤纶股线；为了保证弹性基板具有较大的弹性模量和静态电容，弹性基板均采用弹性良导体材料，在本实例中对其选用性能优越的铜片制成。为了改善传统压电材料的性能参数，进而提高能量收集和转化的效率，压电片均采用压电陶瓷。压电片可以粘贴在弹性基板的上表面或下表面或在上下表面分别粘贴，本实例中采用弹性基板的上表面粘贴一个压电片，形成单晶压电振子。电极采用金属锡，并用导电性能良好、电阻率低的铜线接入外电路中，从而减少不必要的功率损耗，提高能量收集装置的收集效率。弹性元件采用压缩型金属弹簧，其劲度系数为5N/cm、线径0.3mm、外径4mm、长度15mm；上盖固定螺杆7采用长度为20mm、直径3mm的螺杆；转子12采用直径为15mm、厚度为7.2mm的3D打印树脂材料；选用四个磁铁块，其尺寸均为：长6mm、宽6mm、厚3mm，悬臂梁自由端磁片的尺寸均为：长6mm、宽6mm、厚0.8mm；线圈由直径0.13mm的漆包线绕制100匝制成；弹性基板的尺寸均为：长50mm、宽6mm、厚0.2mm；压电片的尺寸为：长30mm、宽6mm、厚0.2mm。本实例中整个装置的整体尺寸为：长50mm、宽50mm、高68mm。

本实例中，将主体支撑5通过螺杆螺母固定在底座1的四个固定位上，将上盖8通过上盖固定螺帽6、上盖固定螺杆7和支撑弹簧9约束固定于主体支撑5的上方。将压电片3运用导电胶粘贴于弹性基板2的一侧表面，引出电极；并在弹性基板2的自由端一侧粘贴磁片11，将组合体分别通过螺丝及垫片固定于底座1的对称两侧侧边。将线圈固定支架4用热熔胶固定于主体支撑5的***与压电基板自由端相当高度的位置，在线圈固定支架4上缠绕四个漆包线绕制成100匝的线圈，分别引出电极。将磁铁13分别嵌入转子12侧面的四个凹槽中并粘贴固定；上段弦线10依次穿过上盖8和转子12，做预置扭转数设置后打结形成闭环；下段弦线15依次穿过转子12和底座1，做预置扭转数设置后打结形成闭环。在外部振动激励下随着上盖8的上下运动，设置好的上段弦线10与下段弦线15共同作用，驱动转子12转动；转子12与磁铁13旋转改变线圈14周围的磁场，导致线圈中的磁通量发生改变，从而形成电流；转子12与磁铁13旋转构成与磁片11的相互磁力非线性作用，导致弹性基板2发生形变，弹性基板2与压电片3构成整体，压电片3产生形变输出电压。

实施例三：

本发明提出的能量收集装置结构同实施例一或二，下面参照图5，对该装置的工作原理做进一步描述：

建立三维空间坐标系，定义与基板方向平行向前的方向为x方向，与基板方向垂直向右的方向为y方向，与主体支撑中心轴线向上的方向为z方向。z方向上的振动能作用于上盖8，并利用弦线驱动转子结构将z方向上的振动转换为x-y平面内转子的旋转。参照图5状态Ⅰ，与参照图1中静态位置相同，当受到外部振动激励时，上盖8向下运动至图5状态Ⅱ，上段弦线10和下段弦线15由于转子重力和预置扭转数的作用，扭结在一起，转子12顺时针旋转；上盖8继续向下运动至图5状态Ⅲ，此状态为上盖8向下运动的最大位移位置；当外部振动激励回撤时，上盖8由于支撑弹簧9的作用向上运动，上段弦线10和下段弦线15的扭结开始受力解开，转子12反方向旋转，经过图5状态Ⅳ继而达到图5状态Ⅴ，在外部振动激励的作用下开始下一周期的旋转。

参照图4，图4A、图4B和图4C分别表示x-y平面内上盖8、底座1和转子12正视于x-y平面的截面，圆周排列的小孔为用于上段弦线10和下段弦线15穿过的孔，通过设置上段弦线10和下段弦线15穿过不同的孔，可以调整上段弦线10和下段弦线15之间的预置起始角度和弦线间距，从而产生不同的作用效果。

在外部振动激励作用下，上盖8随着振动激励周期性上下运动，转子12做周期性旋转。转子12的周期性旋转带动嵌入转子中的磁铁13做旋转运动，从而不断改变线圈14所处环境中的磁场，导致线圈中的磁通密度不断改变，根据电磁感应定律在线圈中形成电流。在转子12带动磁铁13转动的过程中，磁铁13与磁片11产生磁相互耦合作用，由于上段弦线10和下段弦线15都是处于绷紧状态，故相对而言导致弹性基板2产生较大的形变，弹性基板2与压电片3是粘贴于一体的，因此最终使得压电片产生形变，获得电压输出。转子12、磁铁13与弹性基板2及磁片11之间的磁相互作用导致了复杂的运动非线性，从而扩展了弹性基板2与压电片3构成整体结构的频带宽度，提高了输出电压和输出功率。

以上描述仅是本发明的具体实例，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明的内容和原理后，都可能在不背离本发明的原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置，其特征在于，包括主体支撑部分、旋转部分、压电机部分及电磁部分；

所述主体支撑部分，包括底座(1)、支撑主体(5)、上盖固定螺帽(6)、上盖固定螺杆(7)、上盖(8)和支撑弹簧(9)；其中，上盖(8)通过上盖固定螺杆(7)、支撑弹簧(9)和上盖固定螺帽(6)固定在支撑主体(5)上方；支撑弹簧(9)套在上盖固定螺杆(7)外部，上盖(8)能够通过压缩支撑弹簧(9)实现下移；支撑主体(5)的下端固定连接在底座(1)上；底座(1)、支撑主体(5)和上盖(8)均采用绝缘材料；

所述旋转部分，包括转子(12)、磁铁(13)及弦线；其中，转子(12)外侧面预设有2ⁿ个等间距分布的凹槽，n为大于等于1的整数；磁铁(13)数量与转子(12)预设的凹槽数量一致，并分别嵌入在凹槽中；弦线穿过上盖(8)、转子(12)和底座(1)上预设的孔，将转子(12)悬挂于主体支撑结构内部；转子(12)和弦线均采用绝缘材料；

所述压电机部分，包括压电结构和电极；其中压电机部分至少设有1个压电结构，压电结构由弹性基板(2)、压电片(3)和磁片(11)组成，弹性基板(2)采用矩形轻质导电板材，一端粘贴具有正压电效应材料的压电片(3)，并通过螺钉一起被固定于底座(1)侧面，另一端为自由端并贴有磁片(11)；电极采用金属导电材料，从压电片(3)上引出，用于输出压电片(3)产生的电能；

所述电磁部分，包括导电材质的线圈本体(14)和绝缘材质的线圈固定支架(4)，其中线圈本体(14)缠绕固定在线圈固定支架(4)上，用于感知旋转部分转子(12)转动带来的磁场变化，在线圈本体(14)中形成电流；线圈本体(14)的数量至少为1；

所述旋转部分的磁铁(13)、压电机部分的磁片(11)以及线圈部分的线圈本体(14)三者所在位置的高度一致。

2.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述支撑弹簧(9)采用铁质材料，弹性满足在弦线未扭转时支撑起上盖(8)、在弦线扭转拉动上盖(8)时能被压缩。

3.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述磁片(11)和磁铁(13)由钕铁硼材料构成。

4.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述底座(1)为正方形或圆形，所述支撑主体(5)为圆筒形；且底座(1)的边长或直径大于支撑主体(5)的底面直径。

5.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述弦线以转子(12)为中点被分为上段弦线(10)和下段弦线(15)两部分，两部分弦线同步扭转；所述弦线存在预置扭转数，用于驱动转子(12)旋转将振动转化为旋转运动。

6.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述压电机部分，其中的磁片(11)用于感知旋转部分中磁铁(13)的驱动力，使弹性基板(2)发生形变。

7.根据权利要求1或6所述的能量收集装置，其特征在于：所述压电机部分至少设有1个压电结构，若为一个，则固定在底座(1)侧面任意位置；若为多个，则等间距地固定于底座(1)外周。

8.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述线圈本体(14)的数量至少为1，若为一个，则固定在线圈固定支架(4)外周的任意位置；若为多个，则等间距的固定在线圈支架(4)外周。

9.根据权利要求1所述的能量收集装置，其特征在于：所述上盖(8)震动的激励能量通过弦线扭转作用力转化为转子(12)的转动能，实现一次频率转换；受转动能驱动的转子(12)携同嵌入的磁铁(13)旋转，并通过磁非线性力驱使压电结构产生形变，实现第二次频率转换；完成两种能量收集。

10.根据权利要求9所述的能量收集装置，其特征在于：所述两种能量包括电磁能量和压电能量；其中电磁能量为转子(12)旋转使得磁铁(13)切割线圈产生；压电能量为转子(12)旋转，磁铁(13)驱动磁片使得压电结构悬臂梁发生形变产生。