一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法，该静电式能量采集器包括：振动台(101)，振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；第一横梁(102)与第二横梁(103)平行，第一横梁(102)与第二横梁(103)的垂直投影重合，第一横梁(102)和第二横梁(103)均为导体；第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，第二横梁(103)靠近第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，第二横梁(103)背离第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；第一导线(107)连接第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接第二横梁(103)和负载(109)的第二端。实施本发明专利技术实施例，可以提高能量采集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法
本专利技术涉及能源
，具体涉及一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法。
技术介绍
在自然环境中，存在太阳能、风能、热能、机械能等不同的能源，这些能源都可以转化为电能，其中，振动能由于无处不在并且为绿色能源而成为了关注的热点，目前将振动能转换为电能主要方式是：通过线性谐振器采集与谐振器振动频率匹配的振动能，将其转换为电能。但是线性谐振器仅仅对处于谐振频率附件的振动能的采集效率高，一旦外界环境的振动频率偏离谐振频率时，能量采集效率较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供种一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法，可以有效提高振动能的能量采集效率。本专利技术实施例提供一种静电式能量采集器，包括：振动台(101)，所述振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)平行，并且所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)的垂直投影重合，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)均为导体；所述第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，所述第二横梁(103)靠近所述第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，所述第二横梁(103)背离所述第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；所述驻极体层(106)为绝缘体；第一导线(107)连接所述第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接所述第二横梁(103)和所述负载(109)的第二端；其中，所述驻极体层(106)被充电时，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)构成平行板电容器。相应的，本专利技术实施例还提供一种静电式能量采集方法，所述方法涉及：振动台(101)，所述振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)平行，并且所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)的垂直投影重合，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)均为导体；所述第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，所述第二横梁(103)靠近所述第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，所述第二横梁(103)背离所述第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；所述驻极体层(106)为绝缘体；第一导线(107)连接所述第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接所述第二横梁(103)和所述负载(109)的第二端；其中，所述驻极体层(106)被充电时，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)构成平行板电容器；所述方法包括：对所述驻极体层(106)进行充电，以使所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；测量第一振动系统的固有频率，得到第一固有频率；所述第一振动系统包括第一横梁(102)和第一质量块(104)；测量第二振动系统的固有频率，得到第二固有频率；所述第一振动系统包括第二横梁(103)和第二质量块(105)；其中，第一计算值与第二计算值之比小于20％，所述第一计算值为所述第一固有频率与所述第二固有频率之差的绝对值，所述第二计算值为所述第一固有频率与所述第二固有频率之和；振动所述振动台(101)，当所述振动台(101)的振动频率处于第一测量频率和第二测量频率之间时，测量所述负载(109)上的电压；其中，所述第一测量频率小于所述第一固有频率且小于所述第二固有频率；所述第二测量频率大于所述第一固有频率且大于所述第二固有频率；计算所述负载(109)上的均方根功率，得到均方根功率与振动频率的对应关系。本专利技术实施例中，提供一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法，该静电式能量采集方法包括：测量第一振动系统第一固有频率和第二振动系统的第二固有频率，当第一振动系统的第一固有频率和第二系统的第二固有频率满足第一计算值与第二计算值之比小于20％时(第一计算值为第一固有频率与第二固有频率之差的绝对值，第二计算值为第一固有频率与第二固有频率之和)，振动振动台，当振动台的振动频率处于第一测量频率和第二测量频率之间时，测量负载上的电压；其中，第一测量频率小于第一固有频率且小于第二固有频率；第二测量频率大于第一固有频率且大于第二固有频率；计算负载上的均方根功率，得到均方根功率与振动频率的对应关系。本专利技术实施例采用两个振动系统，可以有效拓宽能量采集的频带宽度，从而可以提高振动能的能量采集效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例公开的一种静电式能量采集器；图2是本专利技术实施例公开的另一种静电式能量采集器；图3是本专利技术实施例公开的一种静电式能量采集方法的流程图；图4是本专利技术实施例公开的另一种静电式能量采集方法的流程图；图5是本专利技术实施例公开的一种均方根功率随外加频率变化的模拟曲线图；图6是本专利技术实施例公开的另一种均方根功率随外加频率变化的模拟曲线图；图7是本专利技术实施例公开的一种均方根功率随外加频率变化的测试曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种能量采集器及能量采集方法，可以有效提高振动能的能量采集效率。以下分别进行详细说明。请参阅图1，图1是本专利技术实施例公开的一种静电式能量采集器。如图1所示，本实施例中所描述的静电式能量采集器，包括：振动台(101)，振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，第一横梁(102)与第二横梁(103)平行，并且第一横梁(102)与第二横梁(103)的垂直投影重合，第一横梁(102)和第二横梁(103)均为导体；第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，第二横梁(103)靠近第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，第二横梁(103)背离第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；驻极体层(106)为绝缘体；第一导线(107)连接第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接第二横梁(103)和负载(109)的第二端；其中，驻极体层(106)被充电时，第一横梁(102)和第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；第一横梁(102)与第二横梁(103)构成平行板电容器。本专利技术实施例中，振动台可以是任何可以振动的装置，可以用来承载和固定重物，振动台与第一横梁的连接方式可以是凹槽连接，也可以是螺纹连接，也可以是焊接等固定连接方式。第一横梁包括第一端和第二端，第一横梁的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电式能量采集器，其特征在于，包括：振动台(101)，所述振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)平行，并且所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)的垂直投影重合，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)均为导体；所述第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，所述第二横梁(103)靠近所述第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，所述第二横梁(103)背离所述第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；所述驻极体层(106)为绝缘体；第一导线(107)连接所述第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接所述第二横梁(103)和所述负载(109)的第二端；其中，所述驻极体层(106)被充电时，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)构成平行板电容器。

【技术特征摘要】
1.一种静电式能量采集方法，其特征在于，所述方法涉及：振动台(101)，所述振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)平行，并且所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)的垂直投影重合，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)均为导体；所述第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，所述第二横梁(103)靠近所述第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，所述第二横梁(103)背离所述第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；所述驻极体层(106)为绝缘体；第一导线(107)连接所述第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接所述第二横梁(103)和所述负载(109)的第二端；其中，所述驻极体层(106)被充电时，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)构成平行板电容器；所述方法包括：对所述驻极体层(106)进行充电，以使所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪飞，张爱，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44