本技术为一种带有补偿块的阶梯型磁致伸缩振动能量收集器。该收集器包括L型梁,偏置磁体,阶梯型磁致伸缩复合结构和补偿块;L型梁的竖梁内侧中部固定着阶梯型磁致伸缩复合结构;偏置磁体放置在L型梁的水平梁上的远端;所述的阶梯型磁致伸缩复合结构包括阶梯型板、磁致伸缩层、拾取线圈;所述磁致伸缩层为磁致伸缩薄片。本发明机械性能更好,成本更低机磁转换效率高,有利于器件小型化、轻量化;可在较小振幅条件下可输出更高电压应用,前景更广泛,更符合生产经济性的要求。
背景技术
由于电子设备智能化与集成化程度越来越高,功能更加丰富,其单位空间内所需要的电子元器件也越来越多,能耗就会不断的增加,故电源问题已成为这些器件设计中的一个主要难题,并引起了越来越多研究者的关注。人们正在努力从周围环境中探索可以利用的能量,包括光能、热能以及声波振动能等。近年来,振动能量收集技术受到了广泛关注,它可以将人体各种振动的机械能转化为电能,实现为可穿戴设备持续供应能源,有望解决传统电池供能存在的质量体积大、寿命短以及环境污染等问题。振动能量收集技术主要分为电磁式,压电式,磁致伸缩式。电磁式一般带有笨重的拾音线圈,体积较大;压电材料易脆,长时间工作容易受到损坏,易出现电荷泄露的情况。因为其电容性,它们有着很高的输出阻抗。其中磁致伸缩材料以其独特的力-磁耦合效应,可将外加应力/应变转换为磁变化,进而在线圈中收集电能,最终实现快速高效的能量收集,相比于电磁式、压电式等能量收集技术,在适用频带、转换效率、能量密度等方面具有优势。
当前磁致伸缩振动能量收集技术仍然面临着低材料耐压性能以及复杂的结构设计等多方面的挑战。例如:文献号10.1016/j.ijmecsci.2017.03.032一种用于采集手指敲击能量的多冲击变频磁致伸缩换能器。该论文使用铁镓合金作为核心元件,设计了多齿结构,旨在完成低频到高频的转换,实现了手指敲击瞬态振动能量的收集,但铁镓合金较脆,成本较高,同时多齿结构设计较为复杂,不利于大规模生产普及。
实现思路