一种基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构制造技术

技术编号:28631309 阅读:74 留言:0更新日期:2021-05-28 16:28
本发明专利技术公开了一种基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构,包括柔性框架主梁结构,压电采集长薄片和圆柱形采集棒;本发明专利技术的工作原理为:所述柔性框架主梁结构固定,当把本发明专利技术放置于实际环境振动体系中时,在外界的激励下,柔性框架主梁结构的固定端振动并带动整个柔性框架主梁结构振动,从而使粘贴在柔性框架主梁结构表面上的压电采集长薄片和圆柱采集棒一起振动,压电采集长薄片和圆柱采集棒通过在振动中发生形变将机械振动能转化为电能。压电采集长薄片的振动主要是采集Z轴方向的振动,圆柱采集棒主要是采集XY轴方向的振动,通过采用压电采集长薄片和圆柱采集棒结合的设计方法,实现三维方向的能量采集,提高能量采集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构
本专利技术涉及微能源
,特别是涉及一种基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构。
技术介绍
随着无线传感网络和微电子技术的飞速发展,微纳电子传感器在野外环境监测,工况安全监控,智能交通管理,生物医疗辅助治愈以及军事安全应用等方面得到了广泛的应用。在上述这些特殊领域中,依靠体积大、寿命短且污染环境的化学电池或者复杂、困难且成本高昂的有线架接方式供能存在很多缺点。因此,研究者将目光聚焦在采集传感器周围环境中的能量上,目的是取代传统能量供应方法为低功耗的微纳电子器件供电。振动能量是自然环境中一种高密度的可再生能源,广泛存在于高铁、飞机、汽车、桥梁、大楼以及人体运动和生命活动中。与水能和太阳能等环境中可再生能源方式相比,振动能源对于上述特殊应用环境下的低功耗便携式微纳传感器件供能具有不可替代的优点。因此,压电式能量采集器件因其成本低,环境友好和结构简单等优点吸引了研究者的广泛关注。传统压电振动能量采集器固有频率较高、工作频带较窄、能量转化效率低、输出功率小,成本高昂,结构复杂,这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构,其特征在于,包括柔性框架主梁结构、压电采集长薄片和圆柱形采集棒;所述柔性框架主梁结构为正n边形,n为偶数,中空正n边形的n条边为柔性主梁;所述柔性主梁构成的n边形的各个顶点上分别固定有圆柱形采集棒;在所述柔性主梁上分别固定若干个压电采集长薄片。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构,其特征在于,包括柔性框架主梁结构、压电采集长薄片和圆柱形采集棒;所述柔性框架主梁结构为正n边形,n为偶数,中空正n边形的n条边为柔性主梁;所述柔性主梁构成的n边形的各个顶点上分别固定有圆柱形采集棒;在所述柔性主梁上分别固定若干个压电采集长薄片。


2.根据权利要求1所述的基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构,其特征在于,所述柔性主梁上的压电采集长薄片有两种位置关系:
压电采集长薄片自由端设置在所述中空正n边形内侧,所述压电采集长薄片的另一端固定在所述柔性主梁上;
压电采集长薄片自由端设置在所述中空正n边形外侧,所述压电采集长薄片的另一端固定在所述柔性主梁上。


3.根据权利要求2所述的基于长薄片和棒状组合的三维宽频振动能量采集结构,其特征在于,每相邻两条柔性主梁上压电采集长薄片的排列方式不同。


4.根据权利要求1所述的基于长薄片和...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗翠线张卫王燕玲
申请(专利权)人:山西财经大学
类型:发明
国别省市:山西;14

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