一种宽频压电振动俘能装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114696659A(43)申请公布日2022.07.01(21)申请号202210463298.4(22)申请日2022.04.27(71)申请人广州铁路职业技术学院（广州铁路机械学校）地址510430广东省广州市白云区石井街庆隆中路100号(72)发明人钟子林申富林郭咏辉徐晓斌罗立娜(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师朱虹(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种宽频压电振动俘能装置(57)摘要本发明提供了一种宽频压电振动俘能装置，涉及振动俘能领域。宽频压电振动俘能装置包括基座、拱形悬臂梁和拱形压电元件，拱形悬臂梁呈悬伸状态安装于基座上；拱形压电元件贴合连接于拱形悬臂梁的表面，且拱形压电元件的轮廓与拱形悬臂梁的轮廓相适应；拱形悬臂梁的悬伸端设有端部质量结构，拱形悬臂梁的下侧设有下部质量结构，下部质量结构与拱形悬臂梁之间连接有弹簧件。该拱形悬臂梁具有更低的振动频率，更接近于实际环境中的低频振动，拱形压电元件各个部分的极化方向均指向拱形的中心，具有均衡极化效应的优点，可响应水平方向以及其它任意方向的振动激励，实现俘获多方向的振动能量的效果，提高了由振动能量至电能的转化效率。CN114696659ACN114696659A权利要求书1/2页1.一种宽频压电振动俘能装置，其特征是，包括基座、拱形悬臂梁和拱形压电元件，所述拱形悬臂梁呈悬伸状态安装于所述基座上；所述拱形压电元件贴合连接于所述拱形悬臂梁的表面，且所述拱形压电元件的轮廓与所述拱形悬臂梁的轮廓相适应；所述拱形悬臂梁的悬伸端设有端部质量结构，所述拱形悬臂梁的下侧设有下部质量结构，所述下部质量结构与所述拱形悬臂梁之间连接有弹簧件。2.根据权利要求1所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述拱形悬臂梁的形状为向上拱起的半圆弧形，所述拱形悬臂梁的悬伸端沿半圆弧形的直径方向延伸设置，所述下部质量结构连接于所述拱形悬臂梁的顶端正下方。3.根据权利要求2所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述拱形悬臂梁设有至少两个，其包括第一拱形悬臂梁和第二拱形悬臂梁，所述第一拱形悬臂梁的悬伸端与所述第二拱形悬臂梁的悬伸端相对布置；所述第一拱形悬臂梁的悬伸端设有第一端部质量结构，所述第二拱形悬臂梁的悬伸端设有第二端部质量结构，所述第一拱形悬臂梁的下侧、所述第二拱形悬臂梁的下侧均设有所述下部质量结构和所述弹簧件。4.根据权利要求3所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述第一端部质量结构为第一端部磁体，所述第二端部质量结构为第二端部磁体，所述第一端部磁体与所述第二端部磁体间隔设置，且所述第一端部磁体与所述第二端部磁体呈同极相对布置。5.根据权利要求3或4所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述基座为凹形基座，所述第一拱形悬臂梁、所述第二拱形悬臂梁分别安装于所述凹形基座的内部。6.根据权利要求5所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述凹形基座包括底板、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁相对间隔设置，所述第一侧壁、所述第二侧壁分别固定连接于所述底板的边缘；所述第一侧壁的内侧设有第一动力放大器，所述第二侧壁的内侧设有第二动力放大器，所述第一拱形悬臂梁与所述第一动力放大器相连，所述第二拱形悬臂梁与所述第二动力放大器相连。7.根据权利要求6所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述第一动力放大器的结构与所述第二动力放大器的结构相同，所述第一动力放大器包括主弹簧、浮动支座和调节杆，所述主弹簧连接于所述浮动支座与所述底板之间；所述调节杆的调节方向沿所述主弹簧的弹力方向设置，所述调节杆与所述浮动支座限位配合，所述拱形悬臂梁与所述浮动支座固定连接。8.根据权利要求7所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述第一侧壁的上部、所述第二侧壁的上部分别设有内翻边，所述内翻边上开设有螺纹孔，所述调节杆为调节螺杆，所述调节螺杆与所述螺纹孔螺纹配合，所述调节螺杆的下端与所述浮动支座限位配合。9.根据权利要求1至4任一项所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，还包括弹性夹片结构和直形压电元件，所述直形压电元件拉伸连接于所述弹性夹片结构上，所述弹性夹片结构设置于所述拱形悬臂梁的下侧，所述弹性夹片结构的上部安装有上部质量结构。10.根据权利要求9所述的宽频压电振动俘能装置，其特征是，所述下部质量结构为下部磁体，所述上部质量结构为上部磁体，所述下部磁体与所述上部磁体上下间隔分布，且所2CN114696659A权利要求书2/2页述上部磁体与所述下部磁体呈同极相对布置。3CN114696659A说明书1/5页一种宽频压电振动俘能装置技术领域[0001]本发明涉及振动俘能技术