一种压电能量收集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种压电能量收集装置，构成包括经固定盖（２）固定在振动结构体（１）上的梁形结构体（３），梁形结构体（３）上设有压电片（４）和可移动质量块（５）。本实用新型专利技术的悬臂梁一端或两端固定在振动结构体，再通过悬臂梁的模态振型可得出不同共振频率下所导致的悬臂梁产生应变最大位置，在最大位置上设置压电片，使得能在很宽的频率范围中吸收周围环境的振动能量，可大大提高能量收集转化效率。本实用新型专利技术应用于网络和无线通信设备的电源供应装置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种压电能量收集装置
本技术涉及一种压电能量收集装置，特别是一种在宽频范围内把振动能量转 化为电能的一种装置。
技术介绍
近些年来随着无线设备的广泛应用，其供电问题受到人们的广泛关注。压电能量 收集装置作为一种新型的微型发电装置，具有结构简单、发热量小、无电磁干扰、易于加工 制作和实现结构上的小型化、集成化等优点，适用于各类传感及监测系统。市场上的压电能 量收集装置大部分为以悬臂梁为基础，只有一个压电片设置在悬臂梁的固定端，从它的一 阶共振引起的振动中收集能量来获取电能。这种能量收集方式虽然效率较高，但是频率范 围较窄，无法收集更高的频率下的振动能量。从而开发一种频率范围比较广，供电效率比较 高的新型能量收集装置是有绝对性意义的。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种压电能量收集装置。它可在较宽的频率范围内 收集振动能量，提高能量收集转化效率。本技术的技术方案一种压电能量收集装置，包括经固定盖固定在振动结构 体上的梁形结构体，梁形结构体上设有一个以上的压电片和可移动质量块。前述的压电能量收集装置中，包括一端经固定盖固定在振动结构体上的梁形结构 体，梁形结构体的上表面从固定端依次设有4个压电片和一个可移动质量块。前述的压电能量收集装置中，包括两端经固定盖固定在振动结构体上的梁形结构 体，梁形结构体的上表面从左端依次设有5个压电片，梁形结构体的下表面设有一可移动 质量块。前述的压电能量收集装置中，所述第一压电片设在左端，第二压电片与左端的距 离是0. 25L-0. 30L，第三压电片与左端的距离是0. 48L-0. 52L，第四压电片与左端的距离是 0. 70L-0. 74L，第五压电片设在右端。前述的压电能量收集装置中，所述第一压电片设在左端，第二压电片与左端的距 离是0. ^L，第三压电片与左端的距离是0. 50L，第四压电片与左端的距离是0. 72L，第五压 电片设在右端。前述的压电能量收集装置中，所述的梁形结构体，是不锈钢或铝材构成的梁形结 构体。与现有技术相比，本技术的悬臂梁一端或两端固定在振动结构体，再通过悬 臂梁的模态振型可得出不同共振频率下所导致的悬臂梁产生应变最大位置，在最大位置上 设置一组压电片，使得能在很宽的频率范围中吸收周围环境的振动能量，可大大提高能量 收集转化效率。本技术应用于网络和无线通信设备的电源供应装置。附图说明图1是本技术的实施例1的结构示意图；图2是实施例2的结构示意图。附图中的标记为1-振动结构体，2-固定盖，3-梁形结构体，4-压电片，5-可移动质量块。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术 限制的依据。实施例1 一种压电能量收集装置，构成如图1所示，包括一端经固定盖2固定在 振动结构体ι上的梁形结构体3，梁形结构体3的上表面从固定端依次设有4个压电片4和 一个可移动质量块5，所述的4个压电片的位置是通过悬臂梁的前三阶模态振型得到的在 不同共振频率下所导致地悬臂梁产生应变最大的位置；所述的可移动质量块5能调节振动 结构体3的共振频率。本技术不但可以从由一阶共振引起的振动中收集能量，而且还 可以收集从二阶和三阶共振频率附近的振动所导致的振动能量，从而能在很宽的频率范围 中吸收周围环境的振动能量，可大大提高能量收集转化效率。实施例2:—种压电能量收集装置，构成如图2所示，包括两端经固定盖2固定 在振动结构体1上的梁形结构体3，梁形结构体3的上表面从左端依次设有5个压电片 4，梁形结构体3的下表面设有一可移动质量块5 ；所述的梁形结构体3长度为L，第一压 电片设在左端，第二压电片与左端的距离是0. 25L-0. 30L，第三压电片与左端的距离是 0. 48L-0. 52L，第四压电片与左端的距离是0. 70L-0. 74L，第五压电片设在右端；比较好的 是第一压电片设在左端，第二压电片与左端的距离是0. ^L，第三压电片与左端的距离是 0. 50L，第四压电片与左端的距离是0. 72L，第五压电片设在右端。所述的5个压电片的位置 是通过悬臂梁的前二阶模态振型得到的在不同共振频率下所导致地悬臂梁产生应变最大 的位置；所述的可移动质量块5能调节振动结构体3的共振频率。本技术不但可以从 由一阶共振引起的振动中收集能量，而且还可以收集从二阶共振频率附近的振动所导致的 振动能量，从而能在很宽的频率范围中吸收周围环境的振动能量，可大大提高能量收集转 化效率。上述所述的梁形结构体3，是采用不锈钢或铝材构成的。本技术原理如下梁形结构体固定在振动结构体上，以使梁形结构体随着振 动结构体一起振动，压电片贴在梁形结构体在一阶、二阶或三阶模态振动时应变较大的位 置，从而大大的扩宽了本技术的收集范围并提高了其转化效率；可移动质量块固定到 梁形结构体上，能调节振动结构体自身的共振频率。权利要求1.一种压电能量收集装置，其特征在于包括经固定盖O)固定在振动结构体(1)上 的梁形结构体(3)，梁形结构体(3)上设有一个以上的压电片(4)和可移动质量块(5)。2.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于包括一端经固定盖O)固 定在振动结构体(1)上的梁形结构体(3)，梁形结构体(3)的上表面从固定端依次设有4个 压电片(4)和一个可移动质量块(5)。3.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于包括两端经固定盖O)固 定在振动结构体(1)上的梁形结构体(3)，梁形结构体(3)的上表面从左端依次设有5个压 电片G)，梁形结构体(3)的下表面设有一可移动质量块(5)。4.根据权利要求3所述的压电能量收集装置，其特征在于所述的梁形结构体(3)长 度为L，第一压电片设在左端，第二压电片与左端的距离是0. 25L-0. 30L，第三压电片与左 端的距离是0. 48L-0. 52L，第四压电片与左端的距离是0. 70L-0. 74L，第五压电片设在右 端。5.根据权利要求4所述的压电能量收集装置，其特征在于所述的梁形结构体(3)长 度为L，第一压电片设在左端，第二压电片与左端的距离是0. ^L，第三压电片与左端的距 离是0. 50L，第四压电片与左端的距离是0. 72L，第五压电片设在右端。6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的压电能量收集装置，其特征在于所述的梁 形结构体(3)，是不锈钢或铝材构成的梁形结构体。专利摘要本技术公开了一种压电能量收集装置，构成包括经固定盖(2)固定在振动结构体(1)上的梁形结构体(3)，梁形结构体(3)上设有压电片(4)和可移动质量块(5)。本技术的悬臂梁一端或两端固定在振动结构体，再通过悬臂梁的模态振型可得出不同共振频率下所导致的悬臂梁产生应变最大位置，在最大位置上设置压电片，使得能在很宽的频率范围中吸收周围环境的振动能量，可大大提高能量收集转化效率。本技术应用于网络和无线通信设备的电源供应装置。文档编号H02N2/18GK201821288SQ20102057672公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日专利技术者任明, 成泰洪, 李勇, 李振哲, 玄东吉, 申允德 申请人:温州大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电能量收集装置，其特征在于：包括经固定盖（２）固定在振动结构体（１）上的梁形结构体（３），梁形结构体（３）上设有一个以上的压电片（４）和可移动质量块（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成泰洪，申允德，玄东吉，李振哲，任明，李勇，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]