【摘要】：提出了一種新型的振動發(fā)電裝置,可作為便攜電子設(shè)備的電源。該裝置采用可在獨立平面內(nèi)反復(fù)相互轉(zhuǎn)動的偏心輪組,偏心輪組上固定有磁極指向一致的圓形永磁體,永磁體隨偏心輪組運動時,輪盤上呈正三角放置的感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。建立了多方向拾振測試平臺,利用該平臺,得出了各方向上的峰值電壓、電流及阻抗特性曲線;利用阻抗特性曲線計算出了振動發(fā)電裝置的最大輸出功率。該振動發(fā)電裝置在振動頻率6 Hz、振幅10 mm時,水平、豎直、45°傾斜方向放置的最大輸出功率分別為2.7 mW、1.1mW、0.36 mW,開路電壓的峰值分別為4 V、3 V、1 V,可充分點亮7盞LED。
【圖文】：

134信息系統(tǒng)工程│2016.12.20ACADEMICRESEARCH學(xué)術(shù)研究圖1（a）：新型電磁式振動發(fā)電裝置分解示意圖（b）：新型電磁式振動發(fā)電裝置側(cè)視圖（c）：新型電磁式振動發(fā)電裝置裝配圖Fig.1a:Explodedviewofthenewtypeofelectromagneticvibration-poweredgeneratorb:Sideviewofthenewtypeofelectromagneticvibration-poweredgeneratorc:Assemblydiagramofthenewtypeofelectromagneticvibration-poweredgenerator上述振動發(fā)電裝置的總體結(jié)構(gòu)尺寸為直徑80mm、高度18mm，圓形永磁體尺寸均為直徑25mm、厚度5mm，3個螺旋線圈呈正三角放置，線圈匝數(shù)均為2000匝，線圈線徑均為70μm。整個裝置除軸承外，均為丙烯酸光敏樹脂材料，并采用SLA激光成型工藝制造。傳統(tǒng)的振動發(fā)電裝置一般使用機械彈簧[7,8]。機械彈簧在使用過程中存在摩擦，并受到機械壽命的限制[9]。本文所提出的兩個固定有永磁體的偏心輪間的相互作用實現(xiàn)反復(fù)地相對轉(zhuǎn)動的拾振結(jié)構(gòu)中，偏心輪均通過軸承與轉(zhuǎn)軸連接，軸間摩擦很小，且偏心輪所在平面與輪盤所在平面平行，兩者間間隙寬度為2mm，偏心輪組相對轉(zhuǎn)動時不存在與輪盤的摩擦，極大減小了摩擦損耗。相比機械彈簧方式，磁力偏心輪方式具有摩擦少、不生熱、無噪聲、性能穩(wěn)定和壽命長等優(yōu)點。C.R.Sala等人在文獻(xiàn)[10]中提出的振動發(fā)電裝置只可以收集豎直方向振動的能量。本文中的偏心輪組只在獨立平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，，不受輪盤水平、豎直或傾斜位置的影響，使得振動發(fā)電裝置水平或傾斜放置使用時，也可以收集水平方向振動能量，并可以收集水平和豎直方向的振動能量在傾斜放置方向的分量，滿足多方向拾振，從而提高了振動發(fā)電裝置的應(yīng)用范圍和拾振效率。此外，較之只有一組螺旋線圈的發(fā)電裝置而言，呈正三角放置3個螺旋線圈時，

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本文編號：2574461