【技术实现步骤摘要】
本申请属于智能轴承，具体涉及一种复合智能轴承自供电装置。
技术介绍
1、滚动轴承是工业生产中重要的一部分，轴承的智能化也显得尤为重要。当前大多数智能轴承的能量采集方式主要有有线、电池和无线充电三种：有线供电用复杂的电缆连接，在轴承高速旋转系统中十分的不方便，并且在大部分封闭的机械设备中导线连接也是十分的不切实际的；采用电池供电的方式更换电池时会使机械停止运行，造成不必要的成本损失；无线供电则需要外置供电线圈，在工业现场的实际使用中并不实用。上述三种供电方式极大地限制了智能轴承在设备内部、没有外接电源等条件下的使用。因此轴承的能量采集技术有着十分重要的研究前景，当前主流的采集方式有电磁式、电压式和摩擦电式三种。
2、如申请号为202110837359.4的专利公开了一种轴承滚子自供电方法,通过外圈内表面安装的磁体阵列与滚子安装的采能线圈相互作用，产生电压。采用了电磁式发电方式，能有采集能量，但适用面较小。申请号为202011274383.3的专利公开了一种自供电监测的滚动轴承，通过压电振子反复弯曲变形，产生电压，收集电能。该结构可靠性高、发电能力强，但材料昂贵转化率低。
技术实现思路
1、本申请提供一种复合智能轴承自供电装置，以解决上述的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：一种复合智能轴承自供电装置，包括滚动轴承和轴承组件；轴承组件包括外圈套环和内圈拓展环；滚动轴承活动设置于外圈套环和内圈拓展环之间；其中，外圈套环固设有间隔排布的曲
3、进一步，外圈套环固定于滚动轴承的外圈，其中，外圈套环设有多个开槽，曲张压电组件与压电摩擦电复合组件间隔设置在开槽中。
4、进一步，内圈拓展环固定于滚动轴承的内圈，其中，内圈拓展环均匀固接有八个永磁铁。
5、进一步，曲张压电组件包括固接于开槽中的底座、第一压电电极、第二压电电极、固接于第一压电电极和第二压电电极之间的第一压电薄膜，第一压电电极通过第一倾斜板与永磁铁固接；第二压电电极通过第二倾斜板与底座的中部连接。
6、进一步，压电摩擦电复合组件包括压电单元、摩擦电单元与支撑底座；
7、支撑底座两侧设有侧板并固接于开槽中，摩擦电单元固接于支撑底座中部；压电单元固接于内圈拓展环与摩擦电单元之间，压电单元的两侧插接于侧板的开口中。
8、进一步，压电单元包括第二压电薄膜、与永磁铁平行设置的质量块以及平行设置的第三压电电极与第四压电电极；其中，第二压电薄膜固接于第三压电电极与第四压电电极之间并设置在弹性基板上，弹性基板两侧插接于开口中；永磁铁固接于第三压电电极之上，质量块固接在弹性基板之下。
9、进一步，摩擦电单元包括摩擦电薄膜以及平行设置的第一摩擦电极与第二摩擦电极，第一摩擦电极固接于质量块下表面，第二摩擦电极固接于支撑底座的底端；摩擦电薄膜固接于第二摩擦电极之上。
10、进一步，轴承外圈套环和内圈拓展环为有机玻璃材质。
11、本申请的有益效果是：本申请通过磁力耦合的方式，采用曲张压电结构与简支梁结构结合的方式，有效收集轴承旋转运动时产生的能量。而且通过压电摩擦电结合的方式，充分利用了振动产生的机械能，提高了能量转化率。本申请达到了在轴承工作过程中提供电能的作用，提高了轴承监测的工作效率。
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1.一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述外圈套环固定于所述滚动轴承的外圈，其中，所述外圈套环设有多个开槽，所述曲张压电组件与所述压电摩擦电复合组件间隔设置在所述开槽中。
3.根据权利要求2所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述内圈拓展环固定于所述滚动轴承的内圈，其中，所述内圈拓展环均匀固接有八个所述永磁铁。
4.根据权利要求3所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述曲张压电组件包括固接于所述开槽中的底座、第一压电电极、第二压电电极、固接于所述第一压电电极和所述第二压电电极之间的第一压电薄膜，所述第一压电电极通过第一倾斜板与所述永磁铁固接；所述第二压电电极通过第二倾斜板与所述底座的中部连接。
5.根据权利要求3所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述压电摩擦电复合组件包括压电单元、摩擦电单元与支撑底座；所述支撑底座两侧设有侧板并固接于所述开槽中，所述摩擦电单元固接于所述支撑底座中部；所述压电单元固接于所述内圈拓展环与所述摩擦
6.根据权利要求5所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述压电单元包括第二压电薄膜、与所述永磁铁平行设置的质量块以及平行设置的第三压电电极与第四压电电极；其中，所述第二压电薄膜固接于第三压电电极与第四压电电极之间并设置在弹性基板上，所述弹性基板两侧插接于所述开口中；所述永磁铁固接于所述第三压电电极之上，所述质量块固接在所述弹性基板之下。
7.根据权利要求6所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述摩擦电单元包括摩擦电薄膜以及平行设置的第一摩擦电极与第二摩擦电极，所述第一摩擦电极固接于所述质量块下表面，所述第二摩擦电极固接于所述支撑底座的底端；所述摩擦电薄膜固接于所述第二摩擦电极之上。
8.根据权利要求3所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述轴承外圈套环和所述内圈拓展环为有机玻璃材质。
...【技术特征摘要】
1.一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述外圈套环固定于所述滚动轴承的外圈，其中，所述外圈套环设有多个开槽，所述曲张压电组件与所述压电摩擦电复合组件间隔设置在所述开槽中。
3.根据权利要求2所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述内圈拓展环固定于所述滚动轴承的内圈，其中，所述内圈拓展环均匀固接有八个所述永磁铁。
4.根据权利要求3所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述曲张压电组件包括固接于所述开槽中的底座、第一压电电极、第二压电电极、固接于所述第一压电电极和所述第二压电电极之间的第一压电薄膜，所述第一压电电极通过第一倾斜板与所述永磁铁固接；所述第二压电电极通过第二倾斜板与所述底座的中部连接。
5.根据权利要求3所述的一种复合智能轴承自供电装置，其特征在于，所述压电摩擦电复合组件包括压电单元、摩擦电单元与支撑底座；所述支撑底座两侧设有侧板并固接于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王恒，李梓飞，母佳佳，田前，苏波泳，郭伟，张津超，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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