一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置，屬于磁致伸縮發(fā)電領(lǐng)域，該裝置以超磁致伸縮棒作為核心元件，整體結(jié)構(gòu)為軸對稱式結(jié)構(gòu)；下磁軛安裝在底蓋上部，主磁軛安裝在下磁軛上部，繞有預(yù)磁化線圈的預(yù)磁化線圈骨架安裝在主磁軛內(nèi)腔中，繞有感應(yīng)線圈的感應(yīng)線圈骨架安裝在預(yù)磁化線圈骨架的內(nèi)孔中，下導(dǎo)磁塊安裝在感應(yīng)線圈骨架的內(nèi)孔中，超磁致伸縮棒安裝在下導(dǎo)磁塊的圓形凹槽中，上磁軛安裝在預(yù)磁化線圈骨架和感應(yīng)線圈骨架的上面，碟形彈簧安裝在振動輸入軸的上表面處，預(yù)緊蓋穿過振動輸入軸的上部。采用本發(fā)明這種磁致伸縮振動發(fā)電裝置客服了現(xiàn)有磁致伸縮振動發(fā)電技術(shù)的不足，可實現(xiàn)將外界振動輸入轉(zhuǎn)換為電能輸出的發(fā)電過程，適于推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁致伸縮發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種以超磁致伸縮棒為核心元件的通過 吸收振動而產(chǎn)生電能的磁致伸縮發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在精密與超精密加工、微機(jī)械制造、激光制導(dǎo)等高【技術(shù)領(lǐng)域】，分布式傳感器、數(shù)字 處理器、便攜式無線通信系統(tǒng)等電子設(shè)備扮演著重要的角色。目前，這些電子設(shè)備工作所 需要的電能主要依靠蓄電池或一次性化學(xué)電池提供。但是由于電池容量有限，使其不能滿 足系統(tǒng)長時間工作的需要，更不能滿足迅速發(fā)展的集成電路的需求；并且，電池容量易受溫 度影響，在電池的使用和生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生對人體和環(huán)境有害的重金屬，存在著環(huán)境污染 等一系列弊端。在自然界和實際生產(chǎn)生活中，存在豐富的持續(xù)或間歇性的振動，例如人體振 動、交通工具行駛中的顛簸振動、橋梁振動等。以利用工作和生活環(huán)境中的振動產(chǎn)生電能的 發(fā)電方式替代電池為電子設(shè)備供電，可以解決小功率電子設(shè)備供電問題。
[0003] 超磁致伸縮材料具有機(jī)械能與電磁能間的雙向可逆換能效應(yīng)，利用超磁致伸縮材 料所具有的受力作用后發(fā)生磁致伸縮逆效應(yīng)的特性，對工作環(huán)境中的振動進(jìn)行收集，將振 動機(jī)械能轉(zhuǎn)化為變化的磁能，再結(jié)合線圈的法拉第電磁效應(yīng)，可以實現(xiàn)將振動機(jī)械能轉(zhuǎn)換 為電能的發(fā)電過程。目前在超磁致伸縮材料領(lǐng)域中，主要是利用超磁致伸縮材料實現(xiàn)高精 度微量進(jìn)給、橢圓軸及異型孔加工、液體位置測量等。例如，在2002年P(guān)roceedings of the Power Conversion Conference 第 3 卷的 1102-1107 頁，發(fā)表的 Angstrom positioning system using a giant magnetostriction actuator for high power applications 中， Nakano等利用超磁致伸縮材料研制了一種可實現(xiàn)埃米級定位的超微定位系統(tǒng)。在2009年 Smart Materials and Structures第 18卷第 9 期，發(fā)表的 A high speed magnetostrictive mirror deflector中，Angara設(shè)計了一種可用于雷達(dá)和激光系統(tǒng)中的高速超磁致伸縮鏡面 偏轉(zhuǎn)器。在2008年上海交通大學(xué)學(xué)報第42卷28-31頁，發(fā)表的新型磁致伸縮液位傳感器 檢測原理與實現(xiàn)中，鄭德智等研制了一種磁致伸縮液位傳感器。但是，目前尚無有關(guān)利用超 磁致伸縮材料來實現(xiàn)振動發(fā)電的報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的 針對現(xiàn)有磁致伸縮振動發(fā)電技術(shù)的不足的問題，本發(fā)明設(shè)計一種以超磁致伸縮棒為核 心元件，以一個線圈為超磁致伸縮棒提供預(yù)磁化磁場，用另外一個線圈拾取產(chǎn)生的電能，以 電工純鐵材料作為磁軛，可在堅直方向和水平方向工作的磁致伸縮發(fā)電裝置，以達(dá)到磁致 伸縮發(fā)電裝置將外界振動轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電目的。
[0005] 技術(shù)方案 一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置，該裝置整體結(jié)構(gòu)為軸對稱式結(jié)構(gòu)，包括外殼；其特征在 于：外殼安裝在底蓋上部，下磁軛安裝在底蓋上部，主磁軛安裝在下磁軛上部，繞有預(yù)磁化 線圈的預(yù)磁化線圈骨架安裝在主磁軛內(nèi)腔中，繞有感應(yīng)線圈的感應(yīng)線圈骨架安裝在預(yù)磁化 線圈骨架的內(nèi)孔中；下導(dǎo)磁塊與支撐環(huán)均安裝在感應(yīng)線圈骨架的內(nèi)孔中，下導(dǎo)磁塊設(shè)置在 支撐環(huán)上方，在支撐環(huán)內(nèi)霍爾傳感器通過非導(dǎo)磁性膠固定在下磁軛的上表面中心處；下導(dǎo) 磁塊的圓形凹槽中安裝有超磁致伸縮棒，上導(dǎo)磁塊安裝在超磁致伸縮棒的上面；中心處帶 有通孔的上磁軛安裝在主磁軛、預(yù)磁化線圈骨架和感應(yīng)線圈骨架的上面，上磁軛的上面安 裝有上蓋，階梯軸形狀的振動輸入軸下端安裝在上蓋的中心孔中，且振動輸入軸下端面與 上導(dǎo)磁塊的上表面接觸，預(yù)緊蓋穿過振動輸入軸的上部，振動輸入軸的上表面與預(yù)緊蓋之 間安裝有碟形彈簧。
[0006] 外殼為圓管狀安裝在的底蓋上部邊緣處，底蓋的中心處帶有圓形凸臺，底蓋的邊 緣內(nèi)側(cè)帶有圓形薄壁空心凸臺；下磁軛上部中心處帶有圓形凸臺且底部中心處開有圓形凹 槽，下磁軛安裝在底蓋的圓形凸臺與圓形薄壁空心凸臺之間，下磁軛下端面與底蓋的上表 面接觸；主磁軛為圓管狀，安裝在下磁軛上部邊緣處；預(yù)磁化線圈骨架下端面與下磁軛的 上表面接觸，感應(yīng)線圈骨架下端面與下磁軛的上表面接觸。
[0007] 支撐環(huán)套在下磁軛的圓形凸臺上，支撐環(huán)的下端面與下磁軛的上表面接觸；霍爾 傳感器通過非導(dǎo)磁性膠固定在下磁軛的圓形凸臺上表面中心處；下導(dǎo)磁塊上部中心處帶有 圓形凹槽，下導(dǎo)磁塊的下表面與支撐環(huán)的上端面接觸，上導(dǎo)磁塊下部中心處帶有圓形凹槽， 圓柱體狀的超磁致伸縮棒的下表面與下導(dǎo)磁塊的圓形凹槽的底面接觸，超磁致伸縮棒的上 表面與上導(dǎo)磁塊的圓形凹槽的底面接觸。
[0008] 上導(dǎo)磁塊與感應(yīng)線圈骨架和上磁軛之間具有間隙；上蓋中心處帶有通孔且底部邊 緣內(nèi)側(cè)帶有圓形薄壁空心凸臺，上蓋的下表面與上磁軛的上表面接觸。
[0009] 穿過振動輸入軸上部的兩只碟形彈簧安裝在振動輸入軸的上表面與預(yù)緊蓋之間， 預(yù)緊蓋上部中心處帶有圓形凸臺且中心處帶有通孔，振動輸入軸與上蓋、兩只碟形彈簧、預(yù) 緊蓋之間具有間隙。
[0010] 底蓋徑向圓周上均勻分布有三只連接桿，連接桿依次穿過底蓋、上蓋和預(yù)緊蓋上 對應(yīng)的圓孔，上蓋和底蓋通過套在連接桿上的三只鎖定螺母在軸向上鎖緊，預(yù)緊蓋通過套 在連接桿上的三只預(yù)緊螺母在軸向上鎖緊，預(yù)緊蓋通過三只連接桿與三只預(yù)緊螺母之間的 螺紋配合將兩只碟形彈簧壓縮。
[0011] 霍爾傳感器通過非導(dǎo)磁性膠固定在下磁軛的圓形凸臺上表面中心處。
[0012] 優(yōu)點及效果 本發(fā)明是一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置，具有如下優(yōu)點和有益效果： 本發(fā)明以超磁致伸縮棒作為核心元件，預(yù)磁化線圈為超磁致伸縮棒提供預(yù)磁化磁場， 以感應(yīng)線圈拾取發(fā)電過程中產(chǎn)生的電能，實現(xiàn)了將外界振動輸入轉(zhuǎn)換為電能輸出的發(fā)電過 程；處于整個發(fā)電裝置上端的預(yù)緊蓋與兩只碟形彈簧配合為超磁致伸縮棒提供可調(diào)的預(yù)緊 力，具有預(yù)緊力調(diào)節(jié)方便且使兩只碟形彈簧和振動輸入軸的工作狀態(tài)可見的特點；三角形 的底蓋、三角形的上蓋和三角形的預(yù)緊套使整個磁致伸縮發(fā)電裝置不僅能夠工作在堅直方 向，并且可以工作在水平方向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為磁致伸縮振動發(fā)電裝置裝配圖的E-E剖面圖； 圖2為磁致伸縮振動發(fā)電裝置裝配圖主視圖； 圖3為磁致伸縮振動發(fā)電裝置裝配圖俯視圖； 圖4為實驗系統(tǒng)不意圖； 圖5為底蓋不意圖； 圖6為圖5的B-B剖視圖； 圖7為上蓋不意圖； 圖8為圖7的B-B剖視圖； 圖9為實驗結(jié)果圖，橫坐標(biāo)t-時間，左縱坐標(biāo)F-作用在磁致伸縮振動發(fā)電裝置上的振 動力，右縱坐標(biāo)U-磁致伸縮振動發(fā)電裝置輸出的電壓，a-作用在磁致伸縮振動發(fā)電裝置上 的振動力隨時間變化的曲線，b-磁致伸縮振動發(fā)電裝置輸出電壓隨時間變化的曲線。
[0014] 附圖標(biāo)記說明： 1_振動輸入軸，2_預(yù)緊蓋，3_上蓋，4_上磁輒，5_主磁輒，6_外殼，7_超磁致伸縮棒， 8-下導(dǎo)磁塊，9-支撐環(huán)，10-非導(dǎo)磁性膠，11-霍爾傳感器，12-底蓋，13-下磁軛，14-預(yù)磁化 線圈，15-預(yù)磁化線圈骨架，16-感應(yīng)線圈，17-感應(yīng)線圈骨架，18-上導(dǎo)磁塊，19-碟形彈簧， 20-預(yù)緊螺母，21-鎖定螺母，22-連接桿，c-振動輸入軸1的上表面，41-螺栓，42-壓板， 43-磁致伸縮振動發(fā)電裝置，44-支撐架，45-緊固螺栓，46-激振器，47-上柔性桿，48-力傳 感器，49-下柔性桿。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明： 本發(fā)明這種磁致伸縮振動發(fā)電裝置以超磁致伸縮棒作為核心元件，采用感應(yīng)線圈將磁 通變化轉(zhuǎn)化為電壓，實現(xiàn)輸入的振動機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能量輸出的過程。磁致伸縮振動發(fā) 電裝置的工作原理是：依據(jù)超磁致伸縮材料的磁致伸縮逆效應(yīng)原理，當(dāng)超磁致伸縮材料受 到外界振動力作用時，超磁致伸縮材料的磁導(dǎo)率發(fā)生變化，超磁致伸縮材料內(nèi)部的磁通密 度發(fā)生變化，從而引起在感應(yīng)線圈中發(fā)生法拉第電磁效應(yīng)，使感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電壓，因此實 現(xiàn)了通過吸收外界振動而進(jìn)行發(fā)電的過程。
[0016] 圖1為磁致伸縮振動發(fā)電裝置裝配圖的E-E剖面圖，圖2為磁致伸縮振動發(fā)電裝 置裝配圖主視圖，當(dāng)工作時，外界振動作用在磁致伸縮振動發(fā)電裝置的振動輸入軸1上，振 動通過振動輸入軸1、上導(dǎo)磁塊18傳遞到超磁致伸縮棒7上。磁致伸縮振動發(fā)電裝置中超 磁致伸縮棒7的磁致伸縮逆效應(yīng)特性與預(yù)磁化磁場大小有關(guān)，為了實現(xiàn)對預(yù)磁化磁場進(jìn)行 實時調(diào)節(jié)，采用通有直流電流的預(yù)磁化線圈14提供預(yù)磁化磁場；通過調(diào)節(jié)三只連接桿22與 三只預(yù)緊螺母20的螺紋配合長度來改變預(yù)緊蓋2對兩只碟形彈簧19的壓縮量，從而調(diào)整 提供給超磁致伸縮棒7的預(yù)緊力；為了使超磁致伸縮棒7工作在封閉的磁回路內(nèi)，采用具有 低磁阻的電工純鐵材料的上磁軛4、上導(dǎo)磁塊18、下導(dǎo)磁塊8、下磁軛13、主磁軛5實現(xiàn)對磁 通的引導(dǎo)；為了保護(hù)霍爾傳感器11，并且使霍爾傳感器11更準(zhǔn)確的測量超磁致伸縮棒7內(nèi) 部的磁通密度，即提高霍爾傳感器11測量到的磁通密度與超磁致伸縮棒7內(nèi)部的磁通密度 之間的比例系數(shù)，用具有大磁阻的鋁材料的支撐環(huán)9將霍爾傳感器11套住；為了使振動發(fā) 電裝置可以工作在堅直方向和水平方向，采用了三角形狀的上蓋3、底蓋12和預(yù)緊蓋2 ;為 了防止外界環(huán)境對整個磁致伸縮振動發(fā)電裝置的內(nèi)部磁路產(chǎn)生影響，用具有大磁阻的鋁材 料的外殼6、上蓋3、底蓋12、預(yù)緊蓋2和振動輸入軸1將整個磁致伸縮振動發(fā)電裝置內(nèi)部結(jié) 構(gòu)封裝在里面；見圖1、圖2和圖3。
[0017] 本發(fā)明提出了一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置，如圖1-圖8中所示，該裝置整體結(jié)構(gòu) 為軸對稱式結(jié)構(gòu)，包括外殼6 ;其特征在于：外殼6安裝在底蓋12上部，下磁軛13安裝在底 蓋12上部，主磁軛5安裝在下磁軛13上部，繞有預(yù)磁化線圈14的預(yù)磁化線圈骨架15安裝 在主磁軛5內(nèi)腔中，繞有感應(yīng)線圈16的感應(yīng)線圈骨架17安裝在預(yù)磁化線圈骨架15的內(nèi)孔 中；下導(dǎo)磁塊8與支撐環(huán)9均安裝在感應(yīng)線圈骨架17的內(nèi)孔中，下導(dǎo)磁塊8設(shè)置在支撐環(huán) 9上方，在支撐環(huán)9內(nèi)霍爾傳感器11通過非導(dǎo)磁性膠10固定在下磁軛13的上表面中心處； 下導(dǎo)磁塊8的圓形凹槽中安裝有超磁致伸縮棒7,上導(dǎo)磁塊18安裝在超磁致伸縮棒7的上 面；中心處帶有通孔的上磁軛4安裝在主磁軛5、預(yù)磁化線圈骨架15和感應(yīng)線圈骨架17的 上面，上磁軛4的上面安裝有上蓋3,階梯軸形狀的振動輸入軸1下端安裝在上蓋3的中心 孔中，且振動輸入軸1下端面與上導(dǎo)磁塊18的上表面接觸，預(yù)緊蓋2穿過振動輸入軸1的 上部，振動輸入軸的上表面c與預(yù)緊蓋2之間安裝有碟形彈簧19。
[0018] 外殼6為圓管狀且安裝在的底蓋12上部邊緣處，底蓋12的中心處帶有圓形凸臺， 底蓋12的邊緣內(nèi)側(cè)帶有圓形薄壁空心凸臺；下磁軛13上部中心處帶有圓形凸臺且底部中 心處開有圓形凹槽，下磁軛13安裝在底蓋12的圓形凸臺與圓形薄壁空心凸臺之間，下磁軛 13下端面與底蓋12的上表面接觸；主磁軛5為圓管狀，安裝在下磁軛13上部邊緣處；預(yù)磁 化線圈骨架15下端面與下磁軛13的上表面接觸，感應(yīng)線圈骨架17下端面與下磁軛13的 上表面接觸。
[0019] 支撐環(huán)9套在下磁軛13的圓形凸臺上，支撐環(huán)9的下端面與下磁軛13的上表面 接觸；霍爾傳感器11通過非導(dǎo)磁性膠10固定在下磁軛13的圓形凸臺上表面中心處；下導(dǎo) 磁塊8上部中心處帶有圓形凹槽，下導(dǎo)磁塊8的下表面與支撐環(huán)9的上端面接觸，上導(dǎo)磁塊 18下部中心處帶有圓形凹槽，圓柱體狀的超磁致伸縮棒7的下表面與下導(dǎo)磁塊8的圓形凹 槽的底面接觸，超磁致伸縮棒7的上表面與上導(dǎo)磁塊18的圓形凹槽的底面接觸。
[0020] 上導(dǎo)磁塊18與感應(yīng)線圈骨架17和上磁軛4之間具有一定的間隙，這樣可以保證 振動能夠通過上導(dǎo)磁塊18被無阻礙地傳遞給超磁致伸縮棒7 ;上蓋3中心處帶有通孔且底 部邊緣內(nèi)側(cè)帶有圓形薄壁空心凸臺，上蓋3的下表面與上磁軛4的上表面接觸。
[0021] 穿過振動輸入軸1上部的兩只碟形彈簧19安裝在振動輸入軸1的上表面c與預(yù) 緊蓋2之間，預(yù)緊蓋2上部中心處帶有圓形凸臺且中心處帶有通孔，振動輸入軸1與上蓋3、 兩只碟形彈簧19、預(yù)緊蓋2之間具有一定的間隙，這樣可以保證作用在振動輸入軸1上的外 界振動能夠通過振動輸入軸1被無阻礙地傳遞給上導(dǎo)磁塊18。
[0022] 底蓋12徑向圓周上均勻分布有三只連接桿22,連接桿22依次穿過底蓋12、上蓋 3和預(yù)緊蓋2上對應(yīng)的圓孔，上蓋3和底蓋12通過套在連接桿22上的三只鎖定螺母21在 軸向上鎖緊，預(yù)緊蓋2通過套在連接桿22上的三只預(yù)緊螺母20在軸向上鎖緊，預(yù)緊蓋2通 過三只連接桿22與三只預(yù)緊螺母20之間的螺紋配合將兩只碟形彈簧19壓縮。
[0023] 霍爾傳感器11通過非導(dǎo)磁性膠10固定在下磁軛13的圓形凸臺上表面中心處。
[0024] 實施例：本實施例中超磁致伸縮棒7的尺寸為Φ8Χ60πιπι，預(yù)磁化線圈14的高度 和匝數(shù)分別為0. 072m和200匝，預(yù)磁化線圈14的漆包線帶皮外徑為0. 86mm，感應(yīng)線圈16 的高度和匝數(shù)分別為〇. 〇72m和600匝，感應(yīng)線圈16的漆包線帶皮外徑為0. 6mm，碟形彈簧 19為A系列碟形彈簧，霍爾傳感器11選用Honeywell公司生產(chǎn)的型號為SS496B的線性霍 爾傳感器，靈敏度為2. 5mv/G。圖4為實驗系統(tǒng)示意圖，其中主要部件的主要參數(shù)如下：（1) 選用BP4620高速電源，最小可調(diào)電流為±0.001A。（2)選用泰克MS02000B示波器。（3)選 用JZK-20激振器46,其最大輸出力為200N，頻率范圍為DC-2000HZ。（4)選用CL-YD-312 拉壓式力傳感器48,其靈敏度可達(dá)到3pC/N，測量范圍為±5KN。
[0025] 實驗平臺的安裝過程如下：將磁致伸縮振動發(fā)電裝置43放置在支撐架44的底板 上，三個壓板42的半圓形凹槽分別對準(zhǔn)磁致伸縮振動發(fā)電裝置43的三只連接桿底端，壓板 42壓在磁致伸縮振動發(fā)電裝置43的底蓋上，磁致伸縮振動發(fā)電裝置43通過穿過壓板42的 三只螺栓41被固定在支撐架44的底板上，將下柔性桿49的下端與磁致伸縮振動發(fā)電裝置 43連接，下柔性桿49的上端與力傳感器48的一端連接，上柔性桿47的下端與力傳感器48 的另一端連接，將激振器46倒置在支撐架44的上部，上柔性桿47的上端與激振器46的輸 出軸連接，調(diào)節(jié)激振器46的位置使上柔性桿47充分的旋入激振器46的輸出軸的內(nèi)部，并 且使激振器46支座上的兩個長條形孔與支撐架44頂部的四個圓孔對齊，激振器46位置確 定后通過四只緊固螺栓45將激振器46固定在支撐架44上。功率放大器的輸入端和輸出 端分別與信號發(fā)生器和激振器46連接，力傳感器48的輸出端與電荷放大器連接。高速電 源的兩根輸出線分別與磁致伸縮振動發(fā)電裝置43中的預(yù)磁化線圈的兩端相接，通過導(dǎo)線 將直流穩(wěn)壓電源的兩個輸出端與磁致伸縮振動發(fā)電裝置43中的霍爾傳感器的兩個輸入端 連接，霍爾傳感器的兩個輸出端與萬用表的紅黑表筆連接，電荷放大器的輸出端和磁致伸 縮振動發(fā)電裝置43中的感應(yīng)線圈輸出端分別與示波器的第一、第二通道連接。
[0026] 實驗過程及結(jié)果：在室溫環(huán)境下，直流穩(wěn)壓電源給磁致伸縮振動發(fā)電裝置中的霍 爾傳感器提供5V的電壓，反復(fù)調(diào)節(jié)高速電源供給磁致伸縮振動發(fā)電裝置中的預(yù)磁化線圈 的直流電流，直至磁致伸縮振動發(fā)電裝置中的預(yù)磁化線圈的直流電流為0A時，磁致伸縮振 動發(fā)電裝置中的霍爾傳感器的輸出電壓為2. 5V，利用高速電源給磁致伸縮振動發(fā)電裝置中 的預(yù)磁化線圈提供0. 5A的直流電流。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出正弦信號，正弦信號經(jīng)過功率放 大器放大后輸入到激振器，激振器輸出的正弦力作用在磁致伸縮振動發(fā)電裝置上。激振器 輸出的正弦力信號通過力傳感器檢測，不斷調(diào)節(jié)信號發(fā)生器和功率放大器，最后使作用在 磁致伸縮振動發(fā)電裝置上的正弦力信號幅值為30N，頻率為100HZ。磁致伸縮振動發(fā)電裝置 中的感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電壓，并且感應(yīng)線圈中的電壓隨著磁致伸縮振動發(fā)電裝置受力的變化 而變化，感應(yīng)線圈中的電壓輸入到示波器中，待示波器波形穩(wěn)定后采集數(shù)據(jù)。測得的磁致伸 縮振動發(fā)電裝置中的感應(yīng)線圈的電壓與磁致伸縮振動發(fā)電裝置受到的力之間的關(guān)系如圖7 所示，實驗結(jié)果曲線b為近似簡諧關(guān)系。
[0027] 結(jié)論：本發(fā)明所述的磁致伸縮振動發(fā)電裝置能夠通過收集振動實現(xiàn)發(fā)電的過程。
【權(quán)利要求】
1. 一種磁致伸縮振動發(fā)電裝置，該裝置整體結(jié)構(gòu)為軸對稱式結(jié)構(gòu)，包括外殼（6);其特 征在于：外殼（6)安裝在底蓋（12)上部，下磁軛（13)安裝在底蓋（12)上部，主磁軛（5)安裝 在下磁軛（13)上部，繞有預(yù)磁化線圈（14)的預(yù)磁化線圈骨架（15)安裝在主磁軛（5)內(nèi)腔 中，繞有感應(yīng)線圈（16)的感應(yīng)線圈骨架（17)安裝在預(yù)磁化線圈骨架（15)的內(nèi)孔中；下導(dǎo)磁 塊（8 )與支撐環(huán)（9 )均安裝在感應(yīng)線圈骨架（17 )的內(nèi)孔中，下導(dǎo)磁塊（8 )設(shè)置在支撐環(huán)（9 ) 上方，在支撐環(huán)（9)內(nèi)霍爾傳感器（11)通過非導(dǎo)磁性膠（10)固定在下磁軛（13)的上表面 中心處；下導(dǎo)磁塊（8 )的圓形凹槽中安裝有超磁致伸縮棒（7 )，上導(dǎo)磁塊（18 )安裝在超磁致 伸縮棒（7)的上面；中心處帶有通孔的上磁軛（4)安裝在主磁軛（5)、預(yù)磁化線圈骨架（15) 和感應(yīng)線圈骨架（17)的上面，上磁軛（4)的上面安裝有上蓋（3)，階梯軸形狀的振動輸入軸 (1) 下端安裝在上蓋（3)的中心孔中，且振動輸入軸（1)下端面與上導(dǎo)磁塊（18)的上表面 接觸，預(yù)緊蓋（2)穿過振動輸入軸（1)的上部，振動輸入軸的上表面（c)與預(yù)緊蓋（2)之間 安裝有碟形彈簧（19)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮振動發(fā)電裝置，其特征在于：外殼（6)為圓管狀安裝 在的底蓋（12)上部邊緣處，底蓋（12)的中心處帶有圓形凸臺，底蓋（12)的邊緣內(nèi)側(cè)帶有圓 形薄壁空心凸臺；下磁軛（13)上部中心處帶有圓形凸臺且底部中心處開有圓形凹槽，下磁 軛（13)安裝在底蓋（12)的圓形凸臺與圓形薄壁空心凸臺之間，下磁軛（13)下端面與底蓋 (12) 的上表面接觸；主磁軛（5)為圓管狀，安裝在下磁軛（13)上部邊緣處；預(yù)磁化線圈骨架 (15)下端面與下磁軛（13)的上表面接觸，感應(yīng)線圈骨架（17)下端面與下磁軛（13)的上表 面接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮振動發(fā)電裝置，其特征在于：支撐環(huán)（9)套在下磁軛 (13) 的圓形凸臺上，支撐環(huán)（9)的下端面與下磁軛（13)的上表面接觸；霍爾傳感器（11)通 過非導(dǎo)磁性膠（10 )固定在下磁軛（13)的圓形凸臺上表面中心處；下導(dǎo)磁塊（8 )上部中心處 帶有圓形凹槽，下導(dǎo)磁塊（8)的下表面與支撐環(huán)（9)的上端面接觸，上導(dǎo)磁塊（18)下部中心 處帶有圓形凹槽，圓柱體狀的超磁致伸縮棒（7)的下表面與下導(dǎo)磁塊（8)的圓形凹槽的底 面接觸，超磁致伸縮棒（7)的上表面與上導(dǎo)磁塊（18)的圓形凹槽的底面接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮振動發(fā)電裝置，其特征在于：上導(dǎo)磁塊（18)與感應(yīng) 線圈骨架（17)和上磁軛（4)之間具有間隙；上蓋（3)中心處帶有通孔且底部邊緣內(nèi)側(cè)帶有 圓形薄壁空心凸臺，上蓋（3)的下表面與上磁軛（4)的上表面接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮振動發(fā)電裝置，其特征在于：穿過振動輸入軸（1) 上部的兩只碟形彈簧（19)安裝在振動輸入軸（1)的上表面（c)與預(yù)緊蓋（2)之間，預(yù)緊蓋 (2) 上部中心處帶有圓形凸臺且中心處帶有通孔，振動輸入軸（1)與上蓋（3)、兩只碟形彈 簧（19 )、預(yù)緊蓋（2 )之間具有間隙。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮振動發(fā)電裝置，其特征在于：底蓋（12)徑向圓周上 均勻分布有三只連接桿（22)，連接桿（22)依次穿過底蓋（12)、上蓋（3)和預(yù)緊蓋（2)上對 應(yīng)的圓孔，上蓋（3)和底蓋（12)通過套在連接桿（22)上的三只鎖定螺母（21)在軸向上鎖 緊，預(yù)緊蓋（2)通過套在連接桿（22)上的三只預(yù)緊螺母（20)在軸向上鎖緊，預(yù)緊蓋（2)通 過三只連接桿（22)與三只預(yù)緊螺母（20)之間的螺紋配合將兩只碟形彈簧（19)壓縮。
【文檔編號】H02K35/02GK104092347SQ201410329436
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】劉慧芳, 何曉峰, 張禹, 王文國, 蘭冰 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)