一种多方向自适应压电俘能器及其俘能方法技术

本发明专利技术公开一种多方向自适应压电俘能器及俘能方法，包括：主梁的一端通过夹具固定；剪切模式压电件安装在主梁的表面；能量触发组件包括触发件，触发件安装在主梁的一端且触发件上设置有触发曲面以及贴合触发曲面运动的触发滚动体；当压电俘能器受到垂直或偏离于主梁厚度方向的振动激励时，触发滚动体能够在触发曲面内滚动；在触发滚动体滚动过程中引起的压电俘能器整体重心的偏移，迫使主梁的结构发生扭转变形，剪切模式压电件将环境中的振动能量转换为电能。本发明专利技术仅利用单一压电材料，便可有效俘获多个方向振动能量，利于实现高效能量采集功能，降低制备难度，提高产品性价比，为大规模的产业化生产与广泛应用提供了坚实的经济可行性基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于振动能量回收和压电发电，涉及一种多方向自适应压电俘能器的构型及其俘能方法。

技术介绍

1、压电俘能器是一种利用正压电效应将机械振动能量转化为电能的装置，具有高效、可持续的能源回收特性，在绿色能源、无线传感器网络及振动监测系统中起着重要作用。

2、现有压电俘能器存在的主要问题：

3、1)应用场景单一：部分压电俘能器难以适应多方向振动环境。这种对振动方向的敏感度限制了压电俘能器在复杂振动环境中的应用，降低了其实用性和灵活性。例如：专利cn109039156a利用非对称结构的弯扭耦合变形俘获沿主梁厚度方向的振动能量。当振动方向由主梁厚度方向变为主梁宽度方向时，该俘能器的能量转换效率将大幅度地减少。专利cn107733284a融合压电和电磁俘能机理设计了一种两自由度混合式俘能器，虽增加了输出功率，但仅能俘获垂直方向(弹簧轴向)的振动能量。

4、2)结构复杂、成本较高：为克服振动方向敏感性问题，多方向压电俘能器常采用复杂结构并需大量压电材料，导致制造成本上升、能量转化效率下降，从而性价比不佳。p>

5、针对现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述触发曲面的表面上设有路径引导结构(6)，用于引导触发滚动体(7)在振动过程中的运动轨迹；

3.根据权利要求2所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述路径引导结构(6)为凹槽或两个平行布设的凸楞。

4.根据权利要求1所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述主梁(3)包括夹心梁(10)，夹心梁(10)上开设有填充槽，夹心梁(10)的上下表面均覆盖有表层梁。

5.根据权利要求4所述的一种多方向自适应压电俘能器...

【技术特征摘要】

1.一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述触发曲面的表面上设有路径引导结构(6)，用于引导触发滚动体(7)在振动过程中的运动轨迹；

3.根据权利要求2所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述路径引导结构(6)为凹槽或两个平行布设的凸楞。

4.根据权利要求1所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述主梁(3)包括夹心梁(10)，夹心梁(10)上开设有填充槽，夹心梁(10)的上下表面均覆盖有表层梁。

5.根据权利要求4所述的一种多方向自适应压电俘能器，其特征在于，所述填充槽内均匀密实填...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明丽，李黎，王瑞锋，邓书朝，陈玉祥，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：