一种压电振动能量采集器及其设计方法技术

本发明专利技术提出了一种压电振动能量采集器及其设计方法，属于振动发电技术领域，包括：第一支撑板、第二支撑板、压电双晶悬臂梁、滚动部、打印滚道、预压弹簧和底板；第一支撑板和第二支撑板垂直设置在底板上；压电双晶悬臂梁的一端固定于第一支撑板表面，压电双晶悬臂梁的另一端与滚动部固定连接；预压弹簧的一端固定于第二支撑板表面，预压弹簧的另一端与打印滚道的背面活动连接；打印滚道的表面与滚动部接触耦合；打印滚道的表面为打印滚道上与打印滚道的背面相对的一面。本发明专利技术提供的压电振动能量采集器及其设计方法，结构简单、设计灵活；无需设置大量的磁铁块，降低了压电振动能量采集器的复杂程度。的复杂程度。的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
一种压电振动能量采集器及其设计方法


[0001]本专利技术涉及振动发电
，特别是涉及一种压电振动能量采集器及其设计方法。

技术介绍

[0002]基于磁铁耦合的多稳态压电振动能量采集器通常由带末端磁铁的压电双晶悬臂梁和外部磁铁构成，具有工作频带宽、采集效率高等优势，被认为是一种有望代替电池供能的新型微能源器件。然而，基于磁铁耦合的多稳态压电振动能量采集器的势能阱个数、宽度和深度严重依赖外部磁铁的个数和布置位置关系，导致采集器的非线性磁力、平衡点数目和位置的调控方法粗糙、不灵活、不可任意配置。通常，为了有效采集低频、低激励水平的环境振动能量，普遍的方法是增加外部磁铁数目使采集器具备多个平衡点和势能阱，但这种解决办法使基于磁铁耦合的压电振动能量采集器的结构变得更加复杂。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种压电振动能量采集器及其设计方法，采集器结构简单、设计灵活，降低了压电振动能量采集器的复杂程度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种压电振动能量采集器，包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电振动能量采集器，其特征在于，所述压电振动能量采集器包括：第一支撑板、第二支撑板、压电双晶悬臂梁、滚动部、打印滚道、预压弹簧和底板；所述第一支撑板和所述第二支撑板垂直设置在所述底板上；所述压电双晶悬臂梁的一端固定于所述第一支撑板表面，所述压电双晶悬臂梁的另一端与所述滚动部固定连接；所述预压弹簧的一端固定于所述第二支撑板表面，所述预压弹簧的另一端与所述打印滚道的背面活动连接；所述打印滚道的表面与所述滚动部接触耦合；所述打印滚道的表面为所述打印滚道上与所述打印滚道的背面相对的一面；所述打印滚道的表面形状通过预选平衡点的位置和数量确定，所述打印滚道用于提供预设的预选平衡点和势能阱。2.根据权利要求1所述的压电振动能量采集器，其特征在于，所述压电双晶悬臂梁包括：第一压电陶瓷片、金属基底以及第二压电陶瓷片；所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片分别设置在所述金属基底根部的两侧；所述第一压电陶瓷片的根部、所述第二压电陶瓷片的根部和所述金属基底的根部固定于所述第一支撑板表面。3.根据权利要求2所述的压电振动能量采集器，其特征在于，所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片的极化方向相反。4.根据权利要求1所述的压电振动能量采集器，其特征在于，所述压电振动能量采集器还包括：保持架；所述保持架设置在所述压电双晶悬臂梁和所述滚动部之间，所述保持架的一侧与所述压电双晶悬臂梁的一端固定连接；所述保持架的另一侧设有辅助架杆；所述辅助架杆与所述滚动部固定连接。5.根据权利要求1所述的压电振动能量采集器，其特征在于，所述滚动部为滚动轴承、滚动圆环、滚动滑轮和滚动球中的一种。6.根据权利要求1所述的压电振动能量采集器，其特征在于，所述滚动部与所述打印滚道的表面通过接触耦合传递非线性力。7.一种压电振动能量采集器的设计方法，应用于如权利要求1～6任一项所述的压电振动能量采集器，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：在压电双晶悬臂梁的振动范围内，确定若干个预选平衡点；根据若干个所述预选平衡点的位置，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光庆，刘周龙，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：