CN204361938U - 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 - Google Patents
一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204361938U CN204361938U CN201520011770.6U CN201520011770U CN204361938U CN 204361938 U CN204361938 U CN 204361938U CN 201520011770 U CN201520011770 U CN 201520011770U CN 204361938 U CN204361938 U CN 204361938U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permanent magnet
- type
- piezoelectric ceramic
- ceramic wafer
- base station
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种L型梁结构内共振宽频振动能量采集器，由L型梁、压电陶瓷晶片、下永磁体、上永磁体、质量块、引出电路和绝缘基台组成；所述L型梁的竖直梁的下端用绝缘基台夹紧，通过绝缘基台连接于需要实现振动能量采集的结构中；所述压电陶瓷晶片固定在L型梁的竖直梁靠近下部固定端的外表面处；所述引出电路连接在压电陶瓷晶片上，所述下永磁体固定在L型梁的水平梁靠近直角处，在下永磁体竖直上方一定距离固定一个与下永磁体磁极相反的上永磁体；所述质量块固定于L型梁水平梁自由端处。由于该能量采集器结构轻便、简捷、易于实现，因此可以广泛地应用于汽车、轮船等机械领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种L型梁结构内共振宽频振动能量采集器。
背景技术
振动能量普遍存在于各种工业机械振动中，通过能量采集器可以将振动能转化为电能，达到储存电能或为电子***供电的目的。振动能量采集器是一种将机械振荡器耦合到一个机电转换机制的电路中，从而实现振动能量采集的装置。目前包括电磁式、压电式或者磁电式几种。研究发现，对于现有的能量采集器，还存在能量采集频率带宽较窄，激励频率在能量采集器固有频率附近的微小偏移都将极大地削弱能量采集效率，能量采集器结构单一，能量采集效率低等问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种L型梁结构内共振宽频振动能量采集器，目的在于解决现有能量采集器普遍存在的能量采集频率带宽较窄，能量采集效率低等问题。
为达到上述目的，本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
一种L型梁结构内共振宽频振动能量采集器，由L型梁、压电陶瓷晶片、下永磁体、上永磁体、质量块、引出电路和绝缘基台组成；所述L型梁的竖直梁的下端用绝缘基台夹紧，通过绝缘基台连接于需要实现振动能量采集的结构中；所述压电陶瓷晶片固定在L型梁的竖直梁靠近下部固定端的外表面处；所述引出电路连接在压电陶瓷晶片上，所述下永磁体固定在L型梁的水平梁靠近直角处，在下永磁体竖直上方一定距离固定一个与下永磁体磁极相反的上永磁体；所述质量块固定于L型梁水平梁自由端处。
所述压电陶瓷晶片使用PZT-5A层状压电片，所述L型梁采用不锈钢材料制成。
与现有技术相比，本实用新型具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本实用新型利用多自由度非线性***振动所特有的内共振现象，设计特有的L型梁结构，并利用磁铁的调频作用，可以调节前两阶模态频率为整数或近似整数倍关系，产生整数倍关系的内共振，使能量在两阶模态间转化，拓宽了振动能量采集器的频率采集带宽，从而可以极大地提高能量采集效率；结构中所采用的层状压电片也非常有利于能量采集效率的提高。由于该能量采集器结构轻便、简捷、易于实现，因此可以广泛地应用于汽车、轮船等机械领域。
附图说明
图1是L型梁结构内共振宽频振动能量采集器静止状态下的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的说明。
如图1所示，一种L型梁结构内共振宽频振动能量采集器，由L型梁1、压电陶瓷晶片2、下永磁体3、上永磁体4、质量块5、引出电路6和绝缘基台7组成；所述L型梁1的竖直梁的下端用绝缘基台7夹紧，通过绝缘基台7连接于需要实现振动能量采集的结构中；所述压电陶瓷晶片2固定在L型梁1的竖直梁靠近下部固定端的外表面处；所述引出电路6连接在压电陶瓷晶片2上，所述下永磁体3固定在L型梁1的水平梁靠近直角处，在下永磁体3竖直上方一定距离固定一个与下永磁体3磁极相反的上永磁体4；所述质量块5固定于L型梁1水平梁自由端处。
所述压电陶瓷晶片2使用PZT-5A层状压电片，所述L型梁1采用不锈钢材料制成。
本实用新型L型梁结构内共振宽频振动能量采集器的工作原理如下：当需要实现能量采集的结构发生振动时，将通过绝缘基台7使L型梁1一起发生振动。由于L型梁1结构本身的特性，在振动激励下，将会有两个主振型。通过调节两个永磁体之间的距离d，可以调节采集器回复力，使得这两阶模态频率为整数或近似整数倍关系，产生多自由度非线性***振动所特有的内共振现象，使能量在两阶模态间相互转化，从而可以极大地拓宽能量采集频率带宽。粘贴在L型梁1表面的压电陶瓷晶片2在此振动过程中受到外力作用，可以将振动能转化成电能，并通过引出电路6将电能储存起来，从而实现能量采集。由于该压电陶瓷晶片2设计为层状，因此可以提高能量采集效率。
Claims (2)
1.一种L型梁结构内共振宽频振动能量采集器，其特征在于：由L型梁（1）、压电陶瓷晶片（2）、下永磁体（3）、上永磁体（4）、质量块（5）、引出电路（6）和绝缘基台（7）组成；所述L型梁（1）的竖直梁的下端用绝缘基台（7）夹紧，通过绝缘基台（7）连接于需要实现振动能量采集的结构中；所述压电陶瓷晶片（2）固定在L型梁（1）的竖直梁靠近下部固定端的外表面处；所述引出电路（6）连接在压电陶瓷晶片（2）上，所述下永磁体（3）固定在L型梁（1）的水平梁靠近直角处，在下永磁体（3）竖直上方一定距离固定一个与下永磁体（3）磁极相反的上永磁体（4）；所述质量块（5）固定于L型梁（1）水平梁自由端处。
2.根据权利要求1所述的L型梁结构内共振宽频振动能量采集器，其特征在于：所述压电陶瓷晶片（2）使用PZT-5A层状压电片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520011770.6U CN204361938U (zh) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520011770.6U CN204361938U (zh) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204361938U true CN204361938U (zh) | 2015-05-27 |
Family
ID=53263383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520011770.6U Expired - Fee Related CN204361938U (zh) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204361938U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104578910A (zh) * | 2015-01-09 | 2015-04-29 | 上海大学 | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 |
| CN107359826A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-17 | 北京工业大学 | 一种四边同步摆动双模式宽频发电装置 |
| CN110138273A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-16 | 山东理工大学 | 一种l梁式磁力非线性压电俘能装置及方法 |
-
2015
- 2015-01-09 CN CN201520011770.6U patent/CN204361938U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104578910A (zh) * | 2015-01-09 | 2015-04-29 | 上海大学 | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 |
| CN107359826A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-17 | 北京工业大学 | 一种四边同步摆动双模式宽频发电装置 |
| CN110138273A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-08-16 | 山东理工大学 | 一种l梁式磁力非线性压电俘能装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201854207U (zh) | 双稳态结构式压电能量收集装置 | |
| CN106887973B (zh) | 一种基于磁力作用的平行复合梁压电-电磁俘能装置 | |
| CN105680720B (zh) | 多自由度压电‑电磁复合式多方向宽频带动能采集器 | |
| CN104836478A (zh) | 一种压电-电磁复合式低频宽带俘能器 | |
| CN104578910A (zh) | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 | |
| CN202503456U (zh) | 压电-磁电混合能量收集装置 | |
| CN103414379B (zh) | 基于线性谐振器和非线性激振器的压电能量收集器 | |
| CN204361938U (zh) | 一种l型梁结构内共振宽频振动能量采集器 | |
| CN105226994A (zh) | 多频耦合振动能量俘获器 | |
| CN203278697U (zh) | 一种宽频带多方向振动能量采集器 | |
| CN106655886A (zh) | 一种双稳态双模式的振动能量采集器 | |
| CN111669072B (zh) | 一种非线性宽频带压电—磁电复合式低幅振动俘能器 | |
| CN110034653A (zh) | 用于轨道交通的微型抗磁悬浮振动能量采集器及采集方法 | |
| CN103490668A (zh) | 一种基于压电效应的风能利用装置 | |
| CN205249083U (zh) | 低频振动电磁能量收集器 | |
| CN105634331B (zh) | 一种磁电压电组合发电机 | |
| CN107681924A (zh) | 一种基于压电曲梁的压电电磁复合俘能器 | |
| CN106160575B (zh) | 一种采用压电复合音叉的低频磁场能量采集器 | |
| CN110212810B (zh) | 一种无级连续调谐压电低幅振动俘能器 | |
| CN207410249U (zh) | 一种非线性振动能量采集器 | |
| CN207069869U (zh) | 多点碰撞低频电磁能量收集*** | |
| CN214851008U (zh) | 一种基于压电材料的振动能量收集装置 | |
| CN205407628U (zh) | 一种磁电压电组合发电机 | |
| CN213817619U (zh) | 一种压电发电装置 | |
| CN213754356U (zh) | 一种异形梁压电能量回收装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150527 Termination date: 20160109 |