一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，屬于能量回收【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有振動能量回收方式單一、壓電材料容易因變形或外載荷過大而失效、減振效果不理想等問題。它包括振源、吸振器、壓電材料、能量回收電路、儲能元件，振源與吸振器相連，吸振器由頂板、彈簧、底板構(gòu)成。還包括電磁裝置，電磁裝置由磁鐵、空心硬紙筒、導(dǎo)體線圈構(gòu)成；壓電材料粘貼在頂板下表面；頂板下表面中心處固定條形磁鐵；彈簧與頂板下表面和底板上表面相連接；底板上表面中心處固定空心硬紙筒；空心硬紙筒上纏有導(dǎo)體線圈；能量回收電路一端與壓電材料和導(dǎo)體線圈相連；儲能元件與能量回收電路另一端相連。本實(shí)用新型適用于振動能量回收。
【專利說明】—種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，屬于能量回收【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械設(shè)備的振動普遍存在，在重型機(jī)械設(shè)備中尤為突出。振動會減短機(jī)械的壽命，影響機(jī)器的加工質(zhì)量，而且產(chǎn)生的噪聲對工人的身心健康有嚴(yán)重危害。然而振動也是能量的一種載體，因此考慮回收振動的能量并加以應(yīng)用勢在必行。隨著壓電振動能量回收技術(shù)和電磁感應(yīng)發(fā)電技術(shù)的成熟，越來越多的人開始研究振動能量的回收。振動能量的回收不僅可以降低振動的程度，增加機(jī)械的使用壽命提高加工零件的質(zhì)量，而且可以轉(zhuǎn)換成新的能量。因此機(jī)械振動的能量回收可達(dá)到降低危害及開發(fā)新能源之雙重目的。然而，現(xiàn)有的振動能量回收技術(shù)不夠成熟，回收方式過于單一，壓電材料容易因變形或外載荷過大而失效，減振效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)的基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
[0004]一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，包括振源、吸振器、壓電材料、能量回收電路、儲能元件，所述振源與吸振器相連，所述吸振器由頂板、彈簧、底板構(gòu)成。還包括電磁裝置，所述電磁裝置由磁鐵、空心硬紙筒、導(dǎo)體線圈構(gòu)成；所述壓電材料粘貼在頂板的下表面；所述頂板下表面中心處固定有一條形磁鐵；所述彈簧與頂板下表面和底板上表面進(jìn)行連接；所述底板上表面中心處固定空心硬紙筒；所述空心硬紙筒上纏有一組導(dǎo)體線圈；所述能量回收電路一端與壓電材料和導(dǎo)體線圈相連；所述儲能元件與能量回收電路另一端相連。
[0005]所述頂板和底板形狀、尺寸一致；所述彈簧固定在頂板和底板正對的四個角處；所述壓電材料粘貼在頂板下表面正對彈簧內(nèi)圈處。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:(1)通過壓電和電磁復(fù)合方法進(jìn)行能量回收，效率更高，發(fā)電量更大；(2)壓電材料破損率降低；(3)減振效果更明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中:1、振源，2、吸振器，3、電磁裝置，4、壓電材料，5、能量回收電路，6、儲能元件，201、頂板，202、彈簧，203、底板，301、磁鐵，302空心硬紙筒，303、導(dǎo)體線圈。
【具體實(shí)施方式】[0010]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0011]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，包括振源1、吸振器2、壓電材料4、能量回收電路5、儲能元件6，所述振源I與吸振器2相連，所述吸振器2由頂板201、彈簧202、底板203構(gòu)成。還包括電磁裝置3，所述電磁裝置3由磁鐵301、空心硬紙筒302、導(dǎo)體線圈303構(gòu)成；所述壓電材料4粘貼在頂板201下表面，避免壓電材料與振源直接接觸發(fā)生外載荷過大從而有效的保護(hù)壓電材料；所述頂板201下表面中心處固定有一條形磁鐵301 ;所述彈簧202與頂板201下表面和底板203上表面進(jìn)行連接；所述底板203上表面中心處固定空心硬紙筒302 ;所述空心硬紙筒302上纏有一組導(dǎo)體線圈303 ;所述能量回收電路5 —端與壓電材料4和導(dǎo)體線圈303相連，接收來自壓電材料4和導(dǎo)體線圈303產(chǎn)生的電能；所述儲能元件6與能量回收電路5另一端相連，將經(jīng)過能量回收電路5的電能儲存在儲能元件6中。
[0012]所述頂板201和底板203形狀、尺寸一致，便于彈簧202的安裝及避免底板或頂板材料的浪費(fèi)；所述彈簧202固定在頂板201和底板203正對的四個頂角處，使得彈簧202受力均勻取得良好的減振作用。所述壓電材料4粘貼在頂板201下表面正對彈簧202內(nèi)圈處，從而避免頂板201與底板203發(fā)生擠壓導(dǎo)致壓電材料破碎。
[0013]在工作時，振源I所產(chǎn)生的振動傳給吸振器2，吸振器2吸收振動開始轉(zhuǎn)換成彈簧202的伸縮同時頂板201會發(fā)生小變形，頂板201的變形會帶動壓電材料4發(fā)生壓電效應(yīng)產(chǎn)生電流；頂板201在彈簧202的伸縮作用下也會進(jìn)行上下運(yùn)動，頂板201的上下運(yùn)動同時會帶動固定在頂板201中心處的磁鐵301發(fā)生上下運(yùn)動,磁鐵301的上下運(yùn)動是在進(jìn)入和穿出空心硬紙筒302的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，空心硬紙筒302上纏有導(dǎo)體線圈303，導(dǎo)體線圈303與能量回收電路5、儲能元件6構(gòu)成閉合回路，從而由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流。然后，將壓電效應(yīng)和電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的交流電接入能量回收電路5中，能量回收電路5將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；最后，通過儲能兀件6將電能儲存，以備它用。
[0014]上述能量回收電路是本領(lǐng)域人員所熟知的，這里不做詳細(xì)敘述。
[0015]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，包括振源、吸振器、壓電材料、能量回收電路、儲能元件，所述振源與吸振器相連，所述吸振器由頂板、彈簧、底板構(gòu)成，其特征在于:還包括電磁裝置，所述電磁裝置由磁鐵、空心硬紙筒、導(dǎo)體線圈構(gòu)成；所述壓電材料粘貼在頂板的下表面；所述頂板下表面中心處固定有一條形磁鐵；所述彈簧與頂板下表面和底板上表面進(jìn)行連接；所述底板上表面中心處固定空心硬紙筒；所述空心硬紙筒上纏有一組導(dǎo)體線圈；所述能量回收電路一端與壓電材料和導(dǎo)體線圈相連；所述儲能元件與能量回收電路另一端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述頂板和底板形狀、尺寸一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述彈簧固定在頂板和底板正對的四個角處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電和電磁吸振器的振動能量回收系統(tǒng)，其特征在于:所述壓電材料粘貼在頂板下表面正對彈簧內(nèi)圈處。
【文檔編號】H02N2/18GK203813695SQ201420096428
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】杜菲, 檀江, 錢星光, 張建君, 熊能 申請人:安徽理工大學(xué)