一種寬頻帶復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于新能源和發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬頻帶復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)。支撐座固定在轉(zhuǎn)軸上，支撐座一端連接有軸承端蓋；定軸安裝在支撐座和軸承端蓋間；定軸上套有多組扇形件；一對(duì)定磁鐵對(duì)稱安裝在扇形板和扇頸上，另有一對(duì)線圈對(duì)稱安裝在扇形板左右兩側(cè)孔中；支撐座內(nèi)壁上固定有多個(gè)輪型盤；輪型盤的固定孔兩側(cè)固定有多組壓電振子；動(dòng)磁鐵安裝在壓電振子的中心部；發(fā)電機(jī)安裝時(shí)，保證扇形件上定磁鐵所受附加轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反。特色與優(yōu)勢(shì)：發(fā)電機(jī)安裝于軸端，便于設(shè)備的安裝和維護(hù)；實(shí)現(xiàn)壓電和電磁同步激勵(lì)發(fā)電，結(jié)構(gòu)緊湊、頻帶寬、適用于勻速/高速環(huán)境；通過(guò)磁鐵配置，實(shí)現(xiàn)扇形件上附加轉(zhuǎn)矩平衡，提高發(fā)電穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】
一種寬頻帶復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源和發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬頻帶復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，用于無(wú)固定支撐旋轉(zhuǎn)體的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)化學(xué)電池因能量有限、其使用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的壽命等缺點(diǎn)不能滿足使用需求；同時(shí)電池含有重金屬，廢舊電池也會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。鑒于化學(xué)電池造成的嚴(yán)重環(huán)境污染和目前無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)等微功率無(wú)線系統(tǒng)傳統(tǒng)供電系統(tǒng)存在的種種弊端，越來(lái)越多的研究者開始關(guān)注能夠?qū)⒆匀画h(huán)境中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的微型發(fā)電機(jī)，并將其作為一種替代能源為微電子產(chǎn)品供能。
[0003]常見的發(fā)電方式主要有:壓電式、電磁式和靜電式。壓電和電磁發(fā)電裝置均具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易加工、無(wú)需外部電源的特點(diǎn)，而靜電式需要提供外部電源。因此，壓電和電磁微型發(fā)電系統(tǒng)更適合作為微電子產(chǎn)品的電源。然而，由于壓電發(fā)電裝置輸出高電壓、低電流而電磁發(fā)電裝置輸出低電壓、高電流，導(dǎo)致兩種發(fā)電裝置在較寬頻帶工作時(shí)難以滿足微電子器件對(duì)電壓與電流的供能需求。為有效的改善傳統(tǒng)發(fā)電裝置的發(fā)電性能，一種新型的能量密度大、便于微型化等特點(diǎn)的復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)亟待需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有微型發(fā)電機(jī)單一工作機(jī)制頻帶寬度有限的問(wèn)題，為旋轉(zhuǎn)體的自供電傳感檢測(cè)(如直升機(jī)螺旋槳、高速列車、汽車鉆主軸等的自供電傳感監(jiān)測(cè))提供有效的技術(shù)手段，本實(shí)用新型提出一種寬頻帶復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型采用的實(shí)施方案是:支撐座通過(guò)螺釘固定在轉(zhuǎn)軸上，支撐座底壁上對(duì)稱鑲嵌有兩對(duì)輔助磁鐵，極性配置相同；支撐座一端通過(guò)螺釘連接有軸承端蓋，所述軸承端蓋底壁上對(duì)稱鑲嵌有兩對(duì)輔助磁鐵，極性配置相同；支撐座和軸承端蓋上都安裝有軸承;定軸通過(guò)所述的軸承安裝在支撐座和軸承端蓋之間；所述定軸的花鍵上套有多組扇形件，扇形件由扇形板、連接套和扇頸組成，連接套的中部開有鍵槽;一對(duì)定磁鐵對(duì)稱安裝在扇形板和扇頸的小孔中，兩定磁鐵極性配置相反，另有一對(duì)線圈對(duì)稱安裝在扇形板左右兩側(cè)孔中；支撐座通過(guò)內(nèi)壁上開設(shè)的鍵槽固定有多個(gè)輪型盤；輪型盤平面上設(shè)有通孔和固定孔，外圈設(shè)有導(dǎo)向平鍵;所述輪型盤的固定孔兩側(cè)通過(guò)螺釘固定有多組壓電振子，所述的壓電振子由圓形金屬基板和壓電陶瓷粘接而成;動(dòng)磁鐵通過(guò)螺釘安裝在所述壓電振子的中心部，同一輪型盤的固定孔兩側(cè)的動(dòng)磁鐵磁極配置方向相反，固定孔相同側(cè)磁極配置方向相同。
[0005]發(fā)電機(jī)安裝時(shí)，需要保證扇形件上定磁鐵所受附加轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反，減少擺動(dòng)，始終保持扇形板受重力處于下方，各磁鐵配置需滿足:左側(cè)動(dòng)磁鐵和左側(cè)輔助磁鐵的磁極配置相同，右側(cè)動(dòng)磁鐵和右側(cè)輔助磁鐵的磁極配置相同，扇形件上的兩定磁鐵磁極配置相反。
[0006]工作過(guò)程中，支撐座隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輪型盤上的壓電振子相對(duì)地面轉(zhuǎn)動(dòng);扇形件通過(guò)定軸與地面保持相對(duì)靜止，位于扇形件上的定磁鐵和線圈與地面亦相對(duì)靜止;定磁鐵與相鄰的動(dòng)磁鐵產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而激勵(lì)壓電振子產(chǎn)生變形，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能；同時(shí)，線圈在動(dòng)磁鐵和兩側(cè)輔助磁鐵的共同作用下，內(nèi)部磁通量交替改變產(chǎn)生感應(yīng)電流;因發(fā)電機(jī)固定在轉(zhuǎn)軸的軸端上且隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，便于將所生成的電能直接供給隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型優(yōu)勢(shì)在于:①發(fā)電機(jī)可安裝于旋轉(zhuǎn)體軸端，便于設(shè)備的安裝和維護(hù)，不用改變旋轉(zhuǎn)體原有的內(nèi)部結(jié)構(gòu);②實(shí)現(xiàn)壓電和電磁同步激勵(lì)發(fā)電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單/緊湊、頻帶寬、可靠性高、無(wú)沖擊/噪音、且適合于勻速/高速工作環(huán)境下的監(jiān)測(cè)系統(tǒng);③通過(guò)磁鐵配置，實(shí)現(xiàn)扇形件所受附加轉(zhuǎn)矩平衡，避免過(guò)大擺動(dòng)，提高發(fā)電穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖；
[0009]圖2是圖1的A-A剖面圖；
[0010]圖3是圖1的I部的放大視圖；
[0011]圖4是本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中輪型盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5是圖4的B-B剖面圖；
[0013]圖6是本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中扇形件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖7是圖6的C-C剖面圖；
【具體實(shí)施方式】
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[0015]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:支撐座I通過(guò)螺釘固定在轉(zhuǎn)軸S上，支撐座I底壁上對(duì)稱鑲嵌有兩對(duì)輔助磁鐵3，極性配置相同；支撐座I 一端通過(guò)螺釘連接有軸承端蓋2，所述軸承端蓋2底壁上對(duì)稱鑲嵌有兩對(duì)輔助磁鐵3’，極性配置相同；支撐座I和軸承端蓋2上都安裝有軸承4;定軸5通過(guò)所述的軸承4安裝在支撐座I和軸承端蓋2之間；所述定軸5的花鍵上套有多組扇形件6，扇形件6由扇形板601、連接套602和扇頸603組成，連接套602的中部開有鍵槽;一對(duì)定磁鐵7和7’對(duì)稱安裝在扇形板601和扇頸603的小孔中，兩定磁鐵7和7’極性配置相反，另有一對(duì)線圈8對(duì)稱安裝在扇形板601左右兩側(cè)孔中；支撐座I通過(guò)內(nèi)壁上開設(shè)的鍵槽固定有多個(gè)輪型盤9 ；輪型盤9平面上設(shè)有通孔901和固定孔902，外圈設(shè)有導(dǎo)向平鍵903 ；所述輪型盤9的固定孔902兩側(cè)通過(guò)螺釘固定有多組壓電振子10，所述的壓電振子10由圓形金屬基板m和壓電陶瓷P粘接而成;動(dòng)磁鐵11和11’通過(guò)螺釘安裝在所述壓電振子10的中心部，同一輪型盤9的固定孔902兩側(cè)的動(dòng)磁鐵11和11’磁極配置方向相反，固定孔902相同側(cè)磁極配置方向相同。
[0016]發(fā)電機(jī)安裝時(shí)，需要保證扇形件6上定磁鐵7和7’所受附加轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反，減少擺動(dòng)，始終保持扇形板601受重力處于下方，各磁鐵配置需滿足:左側(cè)動(dòng)磁鐵11和左側(cè)輔助磁鐵3的磁極配置相同，右側(cè)動(dòng)磁鐵11’和右側(cè)輔助磁鐵3 ’的磁極配置相同，扇形件6上的兩定磁鐵7和7 ’磁極配置相反。
[0017]工作過(guò)程中，支撐座I隨轉(zhuǎn)軸S旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輪型盤9上的壓電振子10相對(duì)地面轉(zhuǎn)動(dòng)；扇形件6通過(guò)定軸5與地面保持相對(duì)靜止，位于扇形件6上的定磁鐵7及7’和線圈8與地面亦相對(duì)靜止;定磁鐵7及7’與相鄰的動(dòng)磁鐵11及11’產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而激勵(lì)壓電振子10產(chǎn)生變形，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能；同時(shí)，線圈8在動(dòng)磁鐵11及11’和兩側(cè)輔助磁鐵3及3’的共同作用下，內(nèi)部磁通量交替改變產(chǎn)生感應(yīng)電流；因發(fā)電機(jī)固定在轉(zhuǎn)軸S的軸端上且隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，便于將所生成的電能直接供給隨轉(zhuǎn)軸S旋轉(zhuǎn)的傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬頻帶復(fù)合式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，其特征在于:支撐座通過(guò)螺釘固定在轉(zhuǎn)軸上，支撐座底壁上對(duì)稱鑲嵌有兩對(duì)輔助磁鐵，極性配置相同；支撐座一端通過(guò)螺釘連接有軸承端蓋，所述軸承端蓋底壁上對(duì)稱鑲嵌有兩對(duì)輔助磁鐵，極性配置相同；支撐座和軸承端蓋上都安裝有軸承;定軸通過(guò)所述的軸承安裝在支撐座和軸承端蓋之間；所述定軸的花鍵上套有多組扇形件，扇形件由扇形板、連接套和扇頸組成，連接套的中部開有鍵槽;一對(duì)定磁鐵對(duì)稱安裝在扇形板和扇頸的小孔中，兩定磁鐵極性配置相反，另有一對(duì)線圈對(duì)稱安裝在扇形板左右兩側(cè)孔中；支撐座通過(guò)內(nèi)壁上開設(shè)的鍵槽固定有多個(gè)輪型盤;輪型盤平面上設(shè)有通孔和固定孔，外圈設(shè)有導(dǎo)向平鍵;所述輪型盤的固定孔兩側(cè)通過(guò)螺釘固定有多組壓電振子，所述的壓電振子由圓形金屬基板和壓電陶瓷粘接而成;動(dòng)磁鐵通過(guò)螺釘安裝在所述壓電振子的中心部，同一輪型盤的固定孔兩側(cè)的動(dòng)磁鐵磁極配置方向相反，固定孔相同側(cè)磁極配置方向相同；發(fā)電機(jī)安裝時(shí)，保證扇形件上定磁鐵所受附加轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反，減少擺動(dòng)，始終保持扇形板受重力處于下方，各磁鐵配置需滿足:左側(cè)動(dòng)磁鐵和左側(cè)輔助磁鐵的磁極配置相同，右側(cè)動(dòng)磁鐵和右側(cè)輔助磁鐵的磁極配置相同，扇形件上的兩定磁鐵磁極配置相反。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK205430094SQ201620296999
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】朱雅娜, 富佳偉
【申請(qǐng)人】浙江師范大學(xué)