一种附带多质量球的双稳态压电俘能器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种附带多滚动质量球的双稳态压电俘能器装置，是一种将振动能转化为电能的装置；所述装置由支座、支撑座、双稳态压电板、滚动质量系统组成。多态压电板由基板、压电层构成，中心部位粘贴于支撑座上；基板是由多层碳纤维材料合成的双稳态板，利用双态板更加明显的跳变行为可以大幅提高俘能器的俘能效果。滚动质量系统由粘贴在基板四周边线的中垂线上的四个质量箱组成，每个质量箱由箱体、质量球、箱盖构成；质量球随压电板的大幅振动在箱体中不断滚动，促使压电板的稳态跳变，而且调节并降低了该俘能装置压电板的固有频率，增大其俘能频宽。俘获电能可供小型电子元器件或振动监测设备使用。

A Bistable Piezoelectric Capture Device with Multiple Mass Spheres

The invention discloses a bistable piezoelectric trap device with multiple rolling mass spheres, which is a device for converting vibration energy into electric energy. The device consists of a support, a support, a bistable piezoelectric plate and a rolling mass system. The polymorphic piezoelectric plate is composed of a substrate and a piezoelectric layer, and the central part of the plate is attached to the support. The substrate is a bistable plate composed of multi-layer carbon fibers. The energy capture effect of the trap can be greatly improved by using the more obvious jump behavior of the bimorphic plate. The rolling mass system consists of four mass boxes pasted on the mid-vertical line around the base plate, each of which consists of a box, a mass sphere and a box cover. The mass sphere rolling continuously in the box with the large vibration of the piezoelectric plate promotes the steady-state jump of the piezoelectric plate, and adjusts and reduces the natural frequency of the piezoelectric plate of the energy trapping device and enlarges its bandwidth of energy trapping. Captured electric energy can be used for small electronic components or vibration monitoring equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种附带多质量球的双稳态压电俘能器装置
本专利技术涉及一种附带多质量球双稳态压电俘能器装置，通过结构整体振动引起的双稳态材料及压电材料的形变来产生电能，属于压电发电技术及新能源

技术介绍
自工业革命至今，传统能源如石油、天然气、煤炭等不可再生能源的过量使用在加速科技发展的同时，对人们的生存环境也造成了不可恢复的破坏，并且能源的消耗速度也极为惊人，所以新能源的开发及新型材料的利用得到了世界各国的重视。而且随着微机电技术的发展，微型高精度制造技术的应用和普及，微型结构元器件在日常生活中得到了很大的普及。微型元器件由于其方便，占用空间小等特点往往应用于无线传感器上，将其放置在距离远，不易接触的位置上，用于检测被测物体的实时状态。然而，在元器件电池耗尽时，由于其安装位置又使其更换电池变成了极为棘手的问题，因此使用新型材料在吸收振动的同时完成自供电便完美的解决了该问题。压电俘能器主要利用压电材料的压电效应俘获环境中的振动能量并将其转化为电能的设备。压电材料具有压电效应，在材料发生形变时，材料上下表面会产生等量正负电荷，产生电势差。双稳态复合材料是一种具有两种稳定状态，且两种状态几何构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种附带多滚动质量球的双稳态压电俘能器装置，其特征在于：所述装置包括支座、支撑座、双稳态压电板、滚动质量系统；所述支座中的圆柱轴顶端有外螺纹与支撑座中心的螺纹孔配合连接，支座有正方形底板，支座通过底板收集外部振动能量；所述双稳态压电板由基板、压电层构成，基板是由多层碳纤维材料合成的多层板，基板下表面中心部位粘贴于支撑座上，压电层粘贴于基板上表面中心部位；所述滚动质量系统由四个质量箱组成，每个质量箱由箱体、质量球、箱盖构成；所述质量球装在箱体中，用箱盖扣合，箱体内壁和质量球表面光滑，质量球能在箱体中自由滚动，四个质量箱分别粘贴在双稳态压电板的基板边线的中垂线上，质量箱底面基板侧面位于同一平面...

【技术特征摘要】
1.一种附带多滚动质量球的双稳态压电俘能器装置，其特征在于：所述装置包括支座、支撑座、双稳态压电板、滚动质量系统；所述支座中的圆柱轴顶端有外螺纹与支撑座中心的螺纹孔配合连接，支座有正方形底板，支座通过底板收集外部振动能量；所述双稳态压电板由基板、压电层构成，基板是由多层碳纤维材料合成的多层板，基板下表面中心部位粘贴于支撑座上，压电层粘贴于基板上表面中心部位；所述滚动质量系统由四个质量箱组成，每个质量箱由箱体、质量球、箱盖构成；所述质量球装在箱体中，用箱盖扣合，箱体内壁和质量球表面光滑，质量球能在箱体中自由滚动，四个质量箱分别粘贴在双稳态压电板的基板边线的中垂线上，质量箱底面基板侧面位于同一平面；所述压电层由保护层、压电薄膜、电极层构成；所述电极层分别附着在压电薄膜两端，由电极线导出压电层外侧；所述压电薄膜和电极层被保护层完全包裹。2.根据权利要求1所述的附带多滚动质量球双稳态压电俘能器装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩群，李佳玮，景浩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11