增强型超多稳态宽频振动能量收集装置的制作方法

技术特征：
1.一种增强型超多稳态宽频振动能量收集装置，其特征是：由外侧永磁体基座(090)和分处在外侧永磁体基座(090)两端的下金属圆筒(030)和上金属圆筒(040)构成圆筒状金属外壳；在所述金属外壳的顶端和底端分别设置上底板(020)和下底板(010)，在所述金属外壳中，由所述上底板(020)和下底板(010)支撑有导杆(060)，构成沿导杆轴向上的竖向运动模块，在外界竖向激励条件下往复运动；在所述金属外壳中，串联设置的上波纹管(070)和下波纹管(080)套装在导杆(060)上，所述上波纹管(070)的底部固定在下底板(010)上，环状质量块(050)固定在上波纹管(070)的顶端，设有内圆环磁铁(101)的主质量单元(100)位于上波纹管(070)和下波纹管(080)的连接处，与环状质量块(050)共同构成拉拉环结构，在所述竖向运动模块的往复运动过程中，环状质量块(050)和主质量单元(100)在波纹管作用下协同运动，不断地将机械能传递给主质量单元(100)，使得主质量单元(100)获得更多的动能；在所述金属外壳中，利用外侧永磁体基座(090)和卡环固定设置多个外圆环永磁体，包括处在轴向不同位置上的第一圆环磁铁(092)、第二圆环磁铁(094)和第三圆环磁铁(096)，由所述内圆环磁铁(101)与外圆环永磁体构成双稳态结构；通过增加外圆环永磁体的数量相应增加结构稳态数目；设置能量转化单元(110)，包括在所述上波纹管(070)和下波纹管(080)的外表面贴附摩擦材料用于在振动过程中随着与波纹管的表面的接触和分离实现接触分离式摩擦发电。2.根据权利要求1所述的增强型超多稳态宽频振动能量收集装置，其特征是：通过增加外圆环永磁体的数量相应增加结构稳态数目，实现超多稳态配置。3.根据权利要求1所述的增强型超多稳态宽频振动能量收集装置，其特征是：调整各外圆环永磁体和内圆环磁铁(101)的内外径条件，以及调整各外圆环永磁体之间的轴向间距，实现多稳态势垒的数目和大小配置。4.根据权利要求1所述的增强型超多稳态宽频振动能量收集装置，其特征是：在所述摩擦材料中贴附在波纹管的外表面的两个摩擦电极性不同的摩擦材料层分别是聚四氟乙烯薄膜层(112)和硅胶薄膜层(113)，所述聚四氟乙烯薄膜层(112)和硅胶薄膜层(113)分处在波纹管呈“v”形相邻的两道管壁上，在所述聚四氟乙烯薄膜层(112)和硅胶薄膜层(113)与对应位置的波纹管管壁之间设置铜箔电极(111)。

技术总结
本发明公开了一种增强型超多稳态宽频振动能量收集装置，由圆筒状金属外壳和设置在外壳中的竖向导杆构成在外界竖向激励条件下往复运动的竖向运动模块；串联设置的上波纹管和下波纹管套装在导杆上，上波纹管的底部固定在下底板上，质量块固定在上波纹管的顶端，设有内圆环磁铁的主质量单元位于上波纹管和下波纹管的连接处，与质量块共同构成拉拉环结构；利用设置在金属外壳中部的外侧永磁体基座固定设置多道外圆环永磁体，由内圆环磁铁与外圆环永磁体构成多稳态结构；能量转化单元中的摩擦材料贴附在纹波管的外表面，用于在振动过程中随着与波纹管的表面的接触和分离进行发电。本发明能够实现将环境中低频、宽频条件下的振动能量转化为电能，尤其为无线传感装置供电。尤其为无线传感装置供电。尤其为无线传感装置供电。


技术研发人员：钟翔 汪步宜 任杰 邓华夏 马孟超
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2021/10/26