一种低频压电式振动能量采集器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108418468A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810198658.6(22)申请日2018.03.12(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528399广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人俞慧叶涛潘吉钊赵自强(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种低频压电式振动能量采集器(57)摘要本发明公开了一种低频压电式振动能量采集器，包括压电悬臂梁和质量块，所述压电悬臂梁包括固定底座以及第一压电梁和第二压电梁，所述第一压电梁和第二压电梁均包括周期性连接的之字型基础梁；所述第一压电梁/第二压电梁的一端为自由端，另一端为固定端；所述质量块设置在第一压电梁和第二压电梁的自由端上，所述第一压电梁和第二压电梁的固定端均与固定底座连接。本发明的谐振频率低且产电高，可与人体的振动频率进行良好匹配，保证可为传感网器件、微型电子产品等外部设备提供持续的电能。CN108418468ACN108418468A权利要求书1/1页1.一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：包括压电悬臂梁(A)和质量块(5)，所述压电悬臂梁(A)包括固定底座(4)以及第一压电梁(1)和第二压电梁(2)，所述第一压电梁(1)和第二压电梁(2)均包括周期性连接的之字型基础梁(3)；所述第一压电梁(1)/第二压电梁(2)的一端为自由端(7)，另一端为固定端(8)；所述质量块(5)同时设置在第一压电梁(1)和第二压电梁(2)的自由端(7)上，所述第一压电梁(1)和第二压电梁(2)的固定端(8)均与固定底座(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述的第一压电梁(1)和第二压电梁(2)呈对称状设置。3.根据权利要求1所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述的之字型基础梁(3)包括第一连接板(31)、第二连接板(32)和中转板(33)，所述中转板(33)、第一连接板(31)和第二连接板(32)均呈等间隔排列设置，所述第一连接板(31)和第二连接板(32)均与中转板(33)相互垂直，所述第一连接板(31)和第二连接板(32)通过相邻的中转板(33)连接；所述中转板(33)的长度大于第一连接板(31)/第二连接板(32)的长度。4.根据权利要求3所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述第一压电梁(1)和第二压电梁(2)的自由端(7)均为中转板(33)的一端。5.根据权利要求3所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述第一压电梁(1)和第二压电梁(2)的固定端(8)均为第一连接板(31)或第二连接板(32)的一端。6.根据权利要求2所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：还包括金属基片(6)，所述的压电悬臂梁(A)和质量块(5)设置有两组且相互中心对称，所述的金属基片(6)紧贴设置在两根压电悬臂梁(A)之间。7.根据权利要求6所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述金属基片(6)为铜制基片。8.根据权利要求1-7任一所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述质量块(5)为永磁铁。9.根据权利要求1-7任一所述的一种低频压电式振动能量采集器，其特征在于：所述压电悬臂梁(A)为PZT压电陶瓷片。2CN108418468A说明书1/3页一种低频压电式振动能量采集器技术领域[0001]本发明涉及振动能量采集领域，尤其是一种低频压电式振动能量采集器。背景技术[0002]在现代社会中，能源问题越来越严峻，发掘新的可用能源成为燃眉之急。环境中的振动无处不在，且是自然存在的，不受外界环境、天气等因素，如果可以将该振动能量采集，则会大大缓解能源危机，而现实生活中人体振动的能量非常丰富，应该得到更多的采集。目前已经研发了振动能量采集器，其是一种将机械能转化为电能的装置，可为传感网器件、微型电子产品等供电，但其谐振频率点不处于低频段，很难与人体的振动频率进行匹配，因此在谐振频率点的能量密度较低，从而使得输出电能低，供电时间不够充足。发明内容[0003]为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种可与人体的振动频率进行良好匹配的压电式振动能量采集器。[0004]为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：[0005]一种低频压电式振动能量采集器，包括压电悬臂梁和质量块，所述压电悬臂梁包括固定底座以及第一压电梁和第二压电梁，所述第一压电梁和第二压电梁均包括周期性连接的之字型