一种压电纵振俘能器

摘要

本发明涉及一种压电纵振俘能器，属于新能源技术领域。支架台板与盖板的止口环间经螺钉装有外筒，支架台板与盖板的沉孔间压有内筒；两质量块、磁环和螺母共同构成惯性块，惯性块套在内筒内并经弹簧与支架台板相连；两片在其圆弧凸起段粘接有压电片的金属片铆接后构成压电振子，压电振子与其两端所铆接的楔形块和磁块构成换能器；两组换能器楔形块安装在外筒内壁上的燕尾槽中、磁块的导柱分别置于内筒侧壁上的两组径向通孔内；磁块与磁环的异性磁极靠近安装。特色与优势：压电片仅承受压应力，压电振子变形与振动方向垂直、且与惯性块质量无直接关系，换能器与惯性块‑弹簧系统所构成两自由度系统，故可靠性高、固有频率低、有效频带宽。

主权项

一种压电纵振俘能器，其特征在于：支架的台板周边和中心处分别设有止口环和沉孔，盖板的周边和中心处分别设有止口环和沉孔；支架台板上的止口环与盖板上的止口环之间通过螺钉安装有外筒，支架台板上的沉孔与盖板上的沉孔之间压接有内筒；外筒内壁上均布地设有轴向的燕尾槽，内筒侧壁上均布地设有上下两组径向通孔；质量块一和磁环依次套在质量块二的立柱上并通过螺母锁紧，质量块一、质量块二、磁环和螺母共同构成惯性块；惯性块套在内筒的内孔中，惯性块通过弹簧与支架台板相连接；磁环高度小于内筒侧壁上两组径向通孔间的轴向距离，且非工作时磁环到所述两组通孔中心的距离相等；两片在其圆弧凸起段粘接有压电片的金属片经铆钉铆接后构成压电振子，压电振子与其两端所铆接的楔形块和磁块共同构成换能器，楔形块的高度大于磁块的高度，磁块上设有导柱；两组换能器的楔形块依次安装在外筒内壁上的燕尾槽中、并通过盖板压在支架台板上，所述两组换能器上磁块的导柱分别置于内筒侧壁上的两组径向通孔内；换能器上磁块与惯性块上磁环的异性磁极靠近安装；为使压电振子最大限度地利用振动能量发电、并避免压电片因拉应力过大而损坏，换能器未装配时金属片上圆弧外表面的最小半径应为式中h_p和h_m分别为压电片和金属片的厚度，α＝h_m/(h_m+h_p)，β＝E_m/E_p，E_p和E_m分别为压电片和金属片的杨氏模量，T_p分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力。