一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置制造方法及图纸

一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，本发明专利技术涉及一种测量装置，本发明专利技术为解决传统的压电能收集器通常采用简单的悬臂梁结构，这种结构简单，功能单一，能量收集上与抑制基座振动上都有较大的限制的问题，它包括激振器、上夹板、顶板、长头螺栓、悬臂梁、压电陶瓷片、加速度传感器、下夹板、底板、两个质量块、多个螺杆和多个弹簧；下夹板和底板安装在激振器上，上夹板设置在下夹板上方，螺杆的底端加工有外螺纹，长头螺栓设置在上夹板和顶板上，长头螺栓的顶端加工有长方形豁槽，悬臂梁的底端安装在长头螺栓顶端的长方形豁槽内，压电陶瓷片粘贴在悬臂梁的一个侧面上，本发明专利技术属于压电能收集器测试技术领域。

A test device for piezoelectric energy collector based on self parameter dynamic vibration absorber

A piezoelectric energy collector test device based on self-parametric dynamic vibration absorber is presented. The invention relates to a measuring device. The traditional piezoelectric energy collector usually adopts a simple cantilever beam structure, which has simple structure and single function, and has great limitations on energy collection and vibration suppression of the base. It includes an exciter, an upper splint, a top plate, a long head bolt, a cantilever beam, a piezoelectric ceramic plate, an acceleration sensor, a lower splint, a bottom plate, two mass blocks, multiple screw rods and multiple springs; the lower splint and the bottom plate are installed on the exciter, and the upper splint is arranged above the lower splint, and the bottom end of the screw is machined with external threads and long springs. The head bolt is arranged on the upper splint and the top plate, the top of the long head bolt is machined with a rectangular slot, the bottom of the cantilever beam is installed in the rectangular slot at the top of the long head bolt, and the piezoelectric ceramic sheet is pasted on one side of the cantilever beam. The invention belongs to the technical field of piezoelectric energy collector testing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置
本专利技术涉及一种测量装置，具体涉及一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，属于压电能收集器测试

技术介绍
近年来，诸如传感器的微小电子设备的应用范围不断扩大，它们具有能耗小、数量巨大、分布范围广且工作环境恶劣的特点。为其供电的传统电化学电池存在寿命短、更换频繁等缺点，这大大增加了此类设备的运行成本，因此迫切需要新型的供能方式。外界环境中存在丰富的振动能，特别是在工程实际中，存在许多危害机械精度和寿命的振动能，如果将这些能量利用起来，将能很好地为微机电系统供能。利用压电材料能实现机电能量互换这一特性，压电能收集器能持续将振动能转换为电能。以往的压电能收集器通常采用简单的悬臂梁结构，将此结构直接安装在基座上，这种装置结构简单，功能单一，在能量收集上与抑制基座振动上都有较大的限制。
技术实现思路
本专利技术为解决传统的压电能收集器通常采用简单的悬臂梁结构，这种结构简单，功能单一，能量收集上与抑制基座振动上都有较大的限制的问题，进而提供一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：它包括激振器、上夹板、顶板、长头螺栓、悬臂梁、压电陶瓷片、加速度传感器、下夹板、底板、两个质量块、多个螺杆和多个弹簧；下夹板和底板安装在激振器上，上夹板设置在下夹板上方，螺杆的底端加工有外螺纹，每个螺杆的底端与下夹板螺纹连接，螺杆的顶端与上夹板和顶板滑动连接，每个螺杆上套设有一个弹簧，且每个弹簧的顶端与上夹板的下端面固定连接，每个弹簧的底端与下夹板的上端面固定连接，长头螺栓设置在上夹板和顶板上，且长头螺栓与上夹板和顶板螺纹连接，长头螺栓的顶端加工有长方形豁槽，悬臂梁的底端安装在长头螺栓顶端的长方形豁槽内，压电陶瓷片粘贴在悬臂梁的一个侧面上，两个质量块通过螺栓相对固定安装在悬臂梁的顶端上，加速度传感器粘贴在下夹板的上端面上。本专利技术的有益效果是：通过设计梁与系统频率达到1：2关系，由1：2内共振特性，可使未受力的梁从下方系统吸收能量，并转化为电能，以实现更加高效的能量收集和振动抑制效果；本专利技术还可以通过调节主振动系统弹簧10、主振动系统上夹板2上的螺母数量、质量块5的重量和质量块5在悬臂梁6上的位置，从而使本专利技术始终能够处于内共振状态；本专利技术还可以改变激励频率，从而研究激励频率对动力吸振器能量采集和振动抑制效果的影响；本专利技术还可以改变激振振幅大小，从而研究激振振幅对动力吸振器能量采集和振动抑制效果的影响；本专利技术还可以改变外载电阻的大小，从而研究外载电阻对动力吸振器能量采集和振动抑制效果的影响。附图说明图1是本专利技术的整体结构主视图；图2是图1的侧视图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，它包括激振器1、上夹板2、顶板3、长头螺栓4、悬臂梁6、压电陶瓷片7、加速度传感器11、下夹板12、底板13、两个质量块5、多个螺杆9和多个弹簧10；下夹板12和底板13安装在激振器1上，上夹板2设置在下夹板12上方，螺杆9的底端加工有外螺纹，每个螺杆9的底端与下夹板12螺纹连接，螺杆9的顶端与上夹板2和顶板3滑动连接，每个螺杆9上套设有一个弹簧10，且每个弹簧10的顶端与上夹板2的下端面固定连接，每个弹簧10的底端与下夹板12的上端面固定连接，长头螺栓4设置在上夹板2和顶板3上，且长头螺栓4与上夹板2和顶板3螺纹连接，长头螺栓4的顶端加工有长方形豁槽，悬臂梁6的底端安装在长头螺栓4顶端的长方形豁槽内，压电陶瓷片7粘贴在悬臂梁6的一个侧面上，两个质量块5通过螺栓相对固定安装在悬臂梁6的顶端上，加速度传感器11粘贴在下夹板12的上端面上。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，它还包括垫片8，垫片8紧靠悬臂梁6设置在长头螺栓4顶端的长方形豁槽内。通过垫片8使悬臂梁6安装在长头螺栓4顶端的长方形豁槽内更稳固，其它结构及连接关系与具体实施方式一相同。本具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，每个弹簧10的顶端和底端分别安装有一个圆形垫圈，弹簧10顶端的圆形垫圈安装在上夹板2的下端面上，弹簧10底端的圆形垫圈安装在下夹板12的上端面上。其它结构及连接关系与具体实施方式一相同。本具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，加速度传感器11通过胶水粘贴在下夹板12的上端面上。其它结构及连接关系与具体实施方式一相同。本具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，上夹板2和顶板3固定连接，下夹板12和底板13固定连接。其它结构及连接关系与具体实施方式一相同。本具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，悬臂梁6和垫片8通过销钉安装在长头螺栓4顶端长方形豁槽的侧壁上。其它结构及连接关系与具体实施方式一相同。工作原理把自参数动力吸振器安装在激振器或需要抑制振动的机械设备上，基础激励会带动动力吸振器的上下振动，而由于1：2内共振的特性，会使这种上下振动引发梁的左右摆动。悬臂梁6上贴着压电陶瓷片7，压电陶瓷片7会在左右摆动过程中发生形变，压电陶瓷片7存在这种特性，当发生形变时会在压电陶瓷片7两端产生电流，因此可以收集起来用作电能。因此在工作过程中既能收集电能，又起到抑制振动的作用，振动机械能一部分转化为电能，振动机械能另一部分消耗掉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，其特征在于：它包括激振器(1)、上夹板(2)、顶板(3)、长头螺栓(4)、悬臂梁(6)、压电陶瓷片(7)、加速度传感器(11)、下夹板(12)、底板(13)、两个质量块(5)、多个螺杆(9)和多个弹簧(10)；下夹板(12)和底板(13)安装在激振器(1)上，上夹板(2)设置在下夹板(12)上方，螺杆(9)的底端加工有外螺纹，每个螺杆(9)的底端与下夹板(12)螺纹连接，螺杆(9)的顶端与上夹板(2)和顶板(3)滑动连接，每个螺杆(9)上套设有一个弹簧(10)，且每个弹簧(10)的顶端与上夹板(2)的下端面固定连接，每个弹簧(10)的底端与下夹板(12)的上端面固定连接，长头螺栓(4)设置在上夹板(2)和顶板(3)上，且长头螺栓(4)与上夹板(2)和顶板(3)螺纹连接，长头螺栓(4)的顶端加工有长方形豁槽，悬臂梁(6)的底端安装在长头螺栓(4)顶端的长方形豁槽内，压电陶瓷片(7)粘贴在悬臂梁(6)的一个侧面上，两个质量块(5)通过螺栓相对固定安装在悬臂梁(6)的顶端上，加速度传感器(11)粘贴在下夹板(12)的上端面上。

【技术特征摘要】
1.一种基于自参数动力吸振器的压电能收集器测试装置，其特征在于：它包括激振器(1)、上夹板(2)、顶板(3)、长头螺栓(4)、悬臂梁(6)、压电陶瓷片(7)、加速度传感器(11)、下夹板(12)、底板(13)、两个质量块(5)、多个螺杆(9)和多个弹簧(10)；下夹板(12)和底板(13)安装在激振器(1)上，上夹板(2)设置在下夹板(12)上方，螺杆(9)的底端加工有外螺纹，每个螺杆(9)的底端与下夹板(12)螺纹连接，螺杆(9)的顶端与上夹板(2)和顶板(3)滑动连接，每个螺杆(9)上套设有一个弹簧(10)，且每个弹簧(10)的顶端与上夹板(2)的下端面固定连接，每个弹簧(10)的底端与下夹板(12)的上端面固定连接，长头螺栓(4)设置在上夹板(2)和顶板(3)上，且长头螺栓(4)与上夹板(2)和顶板(3)螺纹连接，长头螺栓(4)的顶端加工有长方形豁槽，悬臂梁(6)的底端安装在长头螺栓(4)顶端的长方形豁槽内，压电陶瓷片(7)粘贴在悬臂梁(6)的一个侧面上，两个质量块(5)通过螺栓相对固定安装在悬臂梁(6)的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜志淼，谭婷，雷鸿，邹雅健，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23