一种宽频悬臂梁能量收集装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种宽频悬臂梁能量收集装置，连接部固定在振源上；悬臂梁的一端固定在连接部上；压电材料块设置在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，压电材料块与外部能量采集电路连接；质量块设置在悬臂梁顶面靠近自由端的部位；悬臂梁上还设有凹槽，凹槽沿悬臂梁方向，滑动块至少部分地设置在凹槽内，滑动块被凹槽限制并沿凹槽自由滑动。应用时，在振源的带动下，悬臂梁振动，滑动块在凹槽内自由地移动，改变悬臂梁的振动频率，以匹配振源的振动频率，提高能量收集效率。因为滑动块在凹槽内具有一定的移动空间，所以本发明专利技术能够实现宽频悬臂梁能量收集的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种宽频悬臂梁能量收集装置
本专利技术涉及能量转化及收集领域，具体涉及一种宽频悬臂梁能量收集装置。
技术介绍
常用的振动能量采集装置有膜式、钹式、悬臂梁式。由于悬臂梁式振动能量采集具有结构简单、容易实现的优点，即使在较低的振动频率下也能保证高输出功率，所以悬臂梁式能量采集装置在振动能量采集中被广泛的关注。传统悬臂梁式振动能量采集装置的频带窄，降低了振动能量采集的效率。专利技术专利申请CN108471258A提出了“一种磁铁耦合双悬臂梁振动能量收集装置”，在上悬臂梁和下悬臂梁上设置磁场，通过磁铁耦合提高了能量收集的带宽。但是，悬臂梁的振动频率不能实现自我调节，以适应振源的频率。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种宽频悬臂梁能量收集装置，该能量收集装置包括振源、连接部、悬臂梁、压电材料块、质量块、凹槽、滑动块；连接部固定在振源上；悬臂梁的一端固定在连接部上；压电材料块设置在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，压电材料块与外部能量采集电路连接；质量块设置在悬臂梁顶面靠近自由端的部位；悬臂梁上还设有凹槽，凹槽沿悬臂梁方向，滑动块至少部分地设置在凹槽内，滑动块被凹槽限制并沿凹槽自由滑动。更进一步地，悬臂梁的材料为铝合金、硅、半导体材料、金刚石。更进一步地，压电材料块的材料为压电陶瓷或聚偏氟乙烯。更进一步地，质量块的材料为铝合金。更进一步地，连接部与振源之间采用螺栓连接，连接部的材料为铜。更进一步地，滑动块的材料为金属。更进一步地，滑动块的形状为椭圆形。更进一步地，滑动块的顶部凸出凹槽。更进一步地，凹槽的端部与质量块接触。更进一步地，在质量块和悬臂梁之间还设有弹性材料。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种宽频悬臂梁能量收集装置，连接部固定在振源上；悬臂梁的一端固定在连接部上；压电材料块设置在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，压电材料块与外部能量采集电路连接；质量块设置在悬臂梁顶面靠近自由端的部位；悬臂梁上还设有凹槽，凹槽沿悬臂梁方向，滑动块至少部分地设置在凹槽内，滑动块被凹槽限制并沿凹槽自由滑动。应用时，在振源的带动下，悬臂梁振动，滑动块在凹槽内自由地移动，改变悬臂梁的振动频率，以匹配振源的振动频率，提高能量收集效率。因为滑动块在凹槽内具有一定的移动空间，所以本专利技术能够实现宽频悬臂梁能量收集的目的。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是宽频悬臂梁能量收集装置的示意图。图2是又一种宽频悬臂梁能量收集装置的示意图。图3是再一种宽频悬臂梁能量收集装置的示意图。图中：1、振源；2、连接部；3、悬臂梁；4、压电材料块；5、质量块；6、凹槽；7、滑动块。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1本专利技术提供了一种宽频悬臂梁能量收集装置。如图1所示，该能量收集装置包括振源1、连接部2、悬臂梁3、压电材料块4、质量块5、凹槽6、滑动块7。连接部2固定在振源1上，连接部2的材料为铜，连接部2与振源1之间采用螺栓连接。悬臂梁3的一端固定在连接部2上。悬臂梁3的材料为铝合金、硅、半导体材料、金刚石。压电材料块4设置在悬臂梁3顶面上靠近固定端的部位。压电材料块4与外部能量采集电路连接。压电材料块4的材料为压电陶瓷或聚偏氟乙烯。质量块5设置在悬臂梁3顶面靠近自由端的部位。质量块5的材料为铝合金。悬臂梁3上还设有凹槽6，凹槽6沿悬臂梁3方向，以便于滑动块7沿悬臂梁3方向滑动。滑动块7的材料为金属。滑动块7至少部分地设置在凹槽6内，滑动块7被凹槽6限制并沿凹槽6自由滑动。凹槽6限制滑动块7不脱离凹槽6，并且滑动块7沿着凹槽6滑动。例如，凹槽6的截面为梯形，凹槽6截面的底部宽、凹槽6截面的顶部窄。滑动块7的截面为相应的设置：滑动块7截面的底部宽、滑动块7截面的顶部窄。如此一来，滑动块7能够在凹槽6中滑动，但是不会从凹槽6中脱离。应用时，在振源1的带动下，连接部2振动，连接部2带动悬臂梁3振动，滑动块7在凹槽6内自由地移动，改变了悬臂梁3的质量分布，从而改变悬臂梁3的振动频率，以匹配振源1的振动频率，提高能量收集效率。因为滑动块7在凹槽6内具有一定的移动空间，所以本专利技术能够实现宽频能量收集的目的。实施例2在实施例1的基础上，如图2所示，滑动块7的形状为椭圆形。这样一来，滑动块7与凹槽6侧壁的接触面积小，减小了摩擦力，从而使得滑动块7更灵活地在凹槽6内滑动。实施例3在实施例2的基础上，如图3所示，滑动块7的顶部凸出凹槽6，凹槽6的端部与质量块5接触。这样一来，当滑动块7移动到悬臂梁3自由端一侧的端点时，滑动块7能够接触到质量块5，对质量块5产生力的作用，从而挤压质量块5向悬臂梁3自由端偏斜，从而更进一步地改变悬臂梁3的质量分布，从而改变悬臂梁3的振动频率，实现与振源1频率的匹配。更进一步地，在质量块5和悬臂梁3之间还设有弹性材料。如此一来，当滑动块7挤压质量块5时，质量块5能够更多地向悬臂梁3自由端偏离，更多地改变悬臂梁3的质量分布，从而改变悬臂梁3的振动频率，实现与振源1频率的匹配。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽频悬臂梁能量收集装置，其特征在于，包括：振源、连接部、悬臂梁、压电材料块、质量块、凹槽、滑动块；所述连接部固定在所述振源上；所述悬臂梁的一端固定在所述连接部上；所述压电材料块设置在所述悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，所述压电材料块与外部能量采集电路连接；所述质量块设置在所述悬臂梁顶面靠近自由端的部位；所述悬臂梁上还设有所述凹槽，所述凹槽沿所述悬臂梁方向，所述滑动块至少部分地设置在所述凹槽内，所述滑动块被所述凹槽限制并沿所述凹槽自由滑动。/n

【技术特征摘要】
1.一种宽频悬臂梁能量收集装置，其特征在于，包括：振源、连接部、悬臂梁、压电材料块、质量块、凹槽、滑动块；所述连接部固定在所述振源上；所述悬臂梁的一端固定在所述连接部上；所述压电材料块设置在所述悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，所述压电材料块与外部能量采集电路连接；所述质量块设置在所述悬臂梁顶面靠近自由端的部位；所述悬臂梁上还设有所述凹槽，所述凹槽沿所述悬臂梁方向，所述滑动块至少部分地设置在所述凹槽内，所述滑动块被所述凹槽限制并沿所述凹槽自由滑动。


2.如权利要求1所述的宽频悬臂梁能量收集装置，其特征在于：所述悬臂梁的材料为铝合金、硅、半导体材料、金刚石。


3.如权利要求2所述的宽频悬臂梁能量收集装置，其特征在于：所述压电材料块的材料为压电陶瓷或聚偏氟乙烯。


4.如权利要求3所述的宽频悬臂梁能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：金华伏安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33