具有形状记忆功能的压电俘能器装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置及其方法。它包括第一夹具、充电电池组、第一压电俘能器、第二压电俘能器、第二夹具；第一压电俘能器与第二压电俘能器通过胶水粘接，第一夹具、第一压电俘能器、第二压电俘能器、第二夹具依次排列，并通过螺栓螺母连接，充电电池组与第一夹具通过螺钉连接。该压电俘能器同时具有形状记忆效应和压电效应，在工作状态时展开为悬臂梁结构，将外界的振动能量转化为电能并存储起来，在不工作状态时折叠为紧凑结构。本发明专利技术能够满足飞行器等对空间具有限制的应用场合。

【技术实现步骤摘要】
具有形状记忆功能的压电俘能器装置及其方法
本专利技术涉及振动能量采集装置，尤其涉及一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置及其方法。
技术介绍
振动能量采集装置可以将自然界中的振动能量转化为电能，能够取代电源，供传感器等微型电子产品进行工作，具有绿色环保的特点。振动能量采集装置大多数基于压电效应。常用的压电材料包括压电陶瓷、压电聚合物等，如PZT、PVDF等，这些材料均需要高压电场极化才能具备压电效应。此类压电能量采集装置结构固定，对工作空间有要求。并且压电聚合物PVDF的工作温度范围较窄。近年来出现的聚左旋乳酸材料，生物相容性好，具有可降解的特点。该材料无需高压电场极化，仅通过单轴拉伸即可具备压电性能，在经过140℃退火后，仍然保持压电性能。同时聚左旋乳酸材料具备形状记忆功能，其形状可以任意改变。本专利技术提供的具有形状记忆功能的压电俘能器适用于一些对空间有限制的场合，在非工作状态时可以收起成为紧凑结构，能够扩大压电俘能器的应用范围。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术的不足，提供一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置及其方法。具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其特征在于包括第一夹具、充电电池组、第一压电俘能器、第二压电俘能器、第二夹具；第一压电俘能器与第二压电俘能器通过胶水粘接，第一夹具、第一压电俘能器、第二压电俘能器、第二夹具从上到下依次叠加排列，并通过连接件固定连接，充电电池组与第一夹具通过固定件连接。本专利技术还可以采用如下优选方案：所述的第一压电俘虏能器和第二压电俘能器采用聚左旋乳酸材料制作。所述的第一压电俘虏能器和第二压电俘能器均工作于d14压电模式。所述的第一压电俘虏能器和第二压电俘能器处于并联模式，即第一压电俘能器的上表面电极和第二压电俘能器的下表面电极相连，第一压电俘能器的下表面电极和第二压电俘能器的上表面电极相连。所述的连接件为螺栓螺母,所述固定件为螺钉。基于上述具有形状记忆功能的压电俘能器装置的压电能量采集方法是：该压电俘能器同时利用了聚左旋乳酸的形状记忆性能和压电性能，第一压电俘能器和第二压电俘能器俘能器的初始形状为悬臂梁结构，当压电俘能器处于非工作状态时，将第一压电俘能器和第二压电俘能器4加热到70℃，利用其形状记忆性能将第一压电俘能器和第二压电俘能器折叠为紧凑结构，然后降低温度，压电俘能器就能保持在紧凑结构，当压电俘能器处于工作状态时，将第一压电俘能器和第二压电俘能器再次加热到70℃，压电俘能器重新展开为悬臂梁结构，然后将温度降低，压电俘能器能够保持悬臂梁结构并进行能量采集，使用时将第一夹具和第二夹具通过螺钉固定在振动物体上，压电俘能器将随物体一起振动，根据正压电效应将振动能量转化为电能储存充电电池组中，即完成压电能量采集过程。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果1)该压电俘能器具有形状记忆功能，结构可变，在折叠状态时所占空间可以减少50％。2)该压电俘能器的工作范围宽，能够耐140℃高温。3)该压电俘能器的生物相容性好、可降解。附图说明图1为具有形状记忆功能的压电俘能器装置结构示意图；图2为本专利技术的压电俘能器俯视示意图；图3为本专利技术的压电俘能器折叠为紧凑结构的示意图。具体实施方式下面结合附图，具体说明一下具有形状记忆功能的压电俘能器工作过程。如图1～3所示，具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其包括第一夹具1、充电电池组2、第一压电俘能器3、第二压电俘能器4、第二夹具5；第一压电俘能器3与第二压电俘能器4通过胶水粘接，第一夹具1、第一压电俘能器3、第二压电俘能器4、第二夹具5从上到下依次叠加排列，并通过螺栓螺母连接，充电电池组2与第一夹具1通过螺钉连接。第一压电俘虏能器3和第二压电俘能器4采用聚左旋乳酸材料制作。第一压电俘虏能器3和第二压电俘能器4均工作于d14压电模式。第一压电俘虏能器3和第二压电俘能器4处于并联模式，即第一压电俘能器3的上表面电极和第二压电俘能器4的下表面电极相连，第一压电俘能器3的下表面电极和第二压电俘能器4的上表面电极相连。基于该具有形状记忆功能的压电俘能器装置的压电能量采集方法是：该压电俘能器同时利用了聚左旋乳酸的形状记忆性能和压电性能，第一压电俘能器3和第二压电俘能器4俘能器的初始形状为悬臂梁结构，当压电俘能器处于非工作状态时，将第一压电俘能器3和第二压电俘能器4加热到70℃，利用其形状记忆性能将第一压电俘能器3和第二压电俘能器4折叠为紧凑结构(即图3所示状态，将第一压电俘能器3和第二压电俘能器4折叠成各个表面相互紧贴，使体积最小化)，然后降低温度，压电俘能器就能保持在紧凑结构，当压电俘能器处于工作状态时，将第一压电俘能器3和第二压电俘能器4再次加热到70℃，压电俘能器重新展开为悬臂梁结构，然后将温度降低，压电俘能器能够保持悬臂梁结构并进行能量采集，使用时将第一夹具1和第二夹具5通过螺钉固定在振动物体上，压电俘能器将随物体一起振动，根据正压电效应将振动能量转化为电能储存充电电池组2中，即完成压电能量采集过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其特征在于包括第一夹具(1)、充电电池组(2)、第一压电俘能器(3)、第二压电俘能器(4)、第二夹具(5)；第一压电俘能器(3)与第二压电俘能器(4)通过胶水粘接，第一夹具(1)、第一压电俘能器(3)、第二压电俘能器(4)、第二夹具(5)从上到下依次叠加排列，且相互之间通过连接件固定连接，充电电池组(2)与第一夹具(1)通过固定件连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其特征在于包括第一夹具(1)、充电电池组(2)、第一压电俘能器(3)、第二压电俘能器(4)、第二夹具(5)；第一压电俘能器(3)与第二压电俘能器(4)通过胶水粘接，第一夹具(1)、第一压电俘能器(3)、第二压电俘能器(4)、第二夹具(5)从上到下依次叠加排列，且相互之间通过连接件固定连接，充电电池组(2)与第一夹具(1)通过固定件连接。2.按照权利要求1所述的一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其特征在于所述的第一压电俘虏能器(3)和第二压电俘能器(4)采用聚左旋乳酸材料制作。3.按照权利要求1所述的一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其特征在于所述的第一压电俘虏能器(3)和第二压电俘能器(4)均工作于d14压电模式。4.按照权利要求1所述的一种具有形状记忆功能的压电俘能器装置，其特征在于所述的第一压电俘虏能器(3)和第二压电俘能器(4)处于并联模式，即第一压电俘能器(3)的上表面电极和第二压电俘能器(4)的下表面电极相连，第一压电俘能器(3)的下表面电极和第二压电俘能器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会雨，候旭，王杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33