具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，包括衬底、悬臂梁和具有偏心距R<subgt;0</subgt;的质量块；悬臂梁设置在衬底上，悬臂梁的上表面有压电层，压电层的位置起点在悬臂梁的根部，压电层的宽度等于悬臂梁的宽度；质量块的偏心距是其中，L为悬臂梁的长度，L<subgt;E</subgt;为压电层长度。与现有技术中质量块的质心离悬臂梁纵轴线近，不能收集水平方向的振动能量相比，本发明专利技术通过偏心质量块来同时收集两个方向的振动能量，本发明专利技术的质量块质心离悬臂梁纵轴线尺寸较大，在地基水平振动时，质量块产生较大的水平惯性力矩，引起悬臂梁振动变形，同时将水平和垂直方向的振动能量转化为电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅微加工制造中微型压电振动能量收集器，尤其涉及一种同时将水平和垂直方向的振动能量转化成电能的具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器。

技术介绍

1、压电式振动能量收集器是一种利用压电效应将机械振动能量转换为电能的装置。压电式振动能量收集器按尺寸大小分为普通型和微型。普通型器件总体尺寸在5毫米以上，微型器件总体尺寸小于5毫米。常用的压电式振动能量采集器由一个质量块(proof mass)和悬臂梁组成。悬臂梁上设有压电层，地基振动时，悬臂梁在质量块惯性力作用下发生弯曲振动。悬臂梁上的压电层将梁的应变能转换为电能输出。图1是当前典型的一种收集地基垂直振动能量的微型的振动能量收集器。微型器件采用硅基材料制造。图2是当前的带有压电层的悬臂梁器件原理图。地基垂直振动，器件固定在地基上，压电层位置起点在梁根部，即压电层设在梁应变较大的处。为了收集更多能量，压电层长度le等于悬臂梁长度l。

2、相当多的环境振动方向是多方向的，不仅有垂直方向，也有水平方向的。但是对于当前常用的器件，如图2，其质量块的质心离悬臂梁纵轴线(x轴)非常近，不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：包括衬底(1)、悬臂梁(3)、具有偏心距R0的质量块(4)；所述悬臂梁(3)设置在衬底(1)上；所述悬臂梁(3)的上表面有压电层(2)；所述压电层(2)的位置起点在悬臂梁的根部，所述压电层(2)的宽度等于悬臂梁的宽度；

2.根据权利要求1所述的具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：所述压电层(2)的长度LE等于悬臂梁L的长度，所述质量块(4)的偏心距为

3.根据权利要求1所述的具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：由带有相同压电层(2)的左悬臂梁和...

【技术特征摘要】

1.一种具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：包括衬底(1)、悬臂梁(3)、具有偏心距r0的质量块(4)；所述悬臂梁(3)设置在衬底(1)上；所述悬臂梁(3)的上表面有压电层(2)；所述压电层(2)的位置起点在悬臂梁的根部，所述压电层(2)的宽度等于悬臂梁的宽度；

2.根据权利要求1所述的具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：所述压电层(2)的长度le等于悬臂梁l的长度，所述质量块(4)的偏心距为

3.根据权利要求1所述的具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：由带有相同压电层(2)的左悬臂梁和右悬臂梁支撑在所述质量块(4)的两侧，所述压电层(2)长度为le，所述质量块(4)的偏心距是r0＝le。

4.根据权利要求1所述的具有偏心质量块的压电梁式双向微机械振动能量收集器，其特征在于：由带有相同压电层(2)的左悬臂梁和右悬臂梁支撑在所述质量块(4)的两侧，所述压电层(2)长度le等于左悬臂梁和右悬臂梁的长度l，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李普，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：