CN203225680U - 一种变频振动能量回收装置 - Google Patents

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Abstract

针对压电能量回收过程中环境频率是随机变化的特点，本实用新型提供一种变频振动能量回收装置，包括基座、悬臂梁、能量回收片、质量块、变频球，其中，悬臂梁固定在基座上，一对能量回收片分别安装在悬臂梁的上面和下面；质量块为中空的结构，变频球位于质量块内部；所述的能量回收片为压电块体材料或者铁电块体材料；所述的变频球为实心的球形结构。当外界的振动频率改变时，变频球会以不同的频率在质量块内部来回滚动，其效果相当于改变了质量块的有效质量，进而能够自动的进行变频。因此，利用本实用新型，其工作的谐振频率能够随外界的振动频率的变化而改变，提升了能量回收的效率。

Description

一种变频振动能量回收装置
技术领域
本实用新型涉及能量收集装置领域，尤其是涉及到一种变频振动能量回收装置。
背景技术
能源是经济发展的源动力，在人类发展的历史上扮演者不可或缺的角色。当今的社会，如果没有能源，汽车将发动不了、电脑将工作不了、网络将瘫痪。可见，能源直接影响着人们的生活质量。应该看到，传统的石油、煤等能源是不可再生资源，如何节约能源、进行能量的回收是摆在人们面前的一个重要的课题。
在日常生活中，振动是无处不见的，人走路要振动、汽车在跑的时候要振动、机器在工作的时候要振动等等。回收这些振动的能量，用来给一些低功耗的系统供电是节约能源的一种重要的方式。总所周知，压电材料或者铁电材料在受到压力的作用会产生电荷，即压电效应，利用压电效应即可实现振动能量的回收。在实际的能量回收过程中，压电能量回收装置需要工作在谐振频率附近，这样才能发生最大的形变，输出更多的电荷，提高能量回收的效率。然而，实际环境中的振动频率往往是随机变化的，比如：汽车跑的时候的振动、机械设备的振动，其频率都是变化的。设计自动变频的振动能量回收装置，对于提高能量回收的效率有很大的意义。
发明内容
针对压电能量回收过程中环境的振动频率是随机变化的特点，本实用新型提供一种变频振动能量回收装置，其工作的谐振频率随着外界振动频率的改变而改变，做到自动变频，提升了能量回收装置的频率带宽，提高了能量回收的效率。
为了实现上述的目的，本实用新型所采取的技术方案为，一种变频振动能量回收装置，包括基座、悬臂梁、能量回收片、质量块、变频球，其中，悬臂梁固定在基座上，一对能量回收片分别安装在悬臂梁的上面和下面；质量块为中空的结构，变频球位于质量块内部。
所述的能量回收片为压电块体材料或者铁电块体材料，通过环氧树脂粘结在悬臂梁的上面和下面；
所述的能量回收片为压电薄膜或者铁电薄膜，通过磁控溅射、脉冲激光沉积或者溶胶-凝胶的方法沉积在悬臂梁的上面和下面；
所述的能量回收片为有机铁电材料，铆接在悬臂梁的上面和下面；
所述的变频球为实心的球形结构。
本实用新型在质量块内部增加了变频球，当外界的振动频率改变时，变频球会以不同的频率在质量块内部来回滚动，其效果相当于改变了质量块的有效质量，进而能够自动的进行变频。因此，利用本实用新型，其工作的谐振频率能够随外界的振动频率的变化而改变，提升了能量回收的效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1基座、2悬臂梁、3能量回收片、4质量块、5变频球。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图，基座1、悬臂梁2、能量回收片3、质量块4、变频球5，其中，悬臂梁2固定在基座1上，一对能量回收片3分别安装在悬臂梁2的上面和下面；质量块4为中空的结构，变频球5位于质量块内部。
在本实施例中，能量回收片3选择了有机铁电体PVDF，两个PVDF铆接在悬臂梁2的上面和下面，且两个PVDF的极化方向相对，两个PVDF的内表面相连接，构成电极的一端，两个PVDF的外表面相连接，构成电极的另一端。变频球5选择为实心的球形的钢球，放置于中空结构的质量块4内部。当外界的振动频率改变时，变频球5会以不同的频率在质量块4内部来回滚动，其效果相当于改变了质量块4的有效质量，进而能够自动的进行变频。因此，利用本实用新型，其工作的谐振频率能够随外界的振动频率的变化而改变，提升了能量回收的效率。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，用不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种变频振动能量回收装置，包括基座、悬臂梁、能量回收片、质量块、变频球，其特征在于：
所述的悬臂梁固定在基座上，一对能量回收片分别安装在悬臂梁的上面和下面；
所述的质量块为中空的结构，变频球位于质量块内部。
2.根据权利要求1所述的一种变频振动能量回收装置，其特征在于：所述的能量回收片为压电块体材料或者铁电块体材料，通过环氧树脂粘结在悬臂梁的上面和下面。
3.根据权利要求1所述的一种变频振动能量回收装置，其特征在于：所述的能量回收片为压电薄膜或者铁电薄膜，通过磁控溅射、脉冲激光沉积或者溶胶-凝胶的方法沉积在悬臂梁的上面和下面。
4.根据权利要求1所述的一种变频振动能量回收装置，其特征在于：所述的能量回收片为有机铁电材料，铆接在悬臂梁的上面和下面。
5.根据权利要求1所述的一种变频振动能量回收装置，其特征在于：所述的变频球为实心的球形结构。
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