[发明专利]基于压电材料的多方向振动能量收集装置

权利要求书

1.一种基于压电材料的多方向振动能量收集装置，其特征在于：

包括机电转换装置，其中机电转换装置由立体支架(1)、位于立体支架中心 的质量球(2)，n根分别将质量球(2)与立体支架连接起来的能量转换条(3) 构成；上述的每根能量转换条(3)均由预弯弹性材料芯层及压电材料层组成； 上述压电材料层上布置有能量收集电极(7)；

还包括与上述能量收集电极(7)连接的多源异相充电控制电路，它包括n 路并联后与充电电池相连的能量收集电路，及与能量收集电路连接的开关控制电 路；其中每路能量收集电路依次由压电材料等效电路(8)、同步开关电感电路(9)、 全波整流电路(10)、同步电荷提取电路(11)、防回流二极管(12)组成；其中所述 开关控制电路包括两路电压比较电路，其两路电压比较电路各自输出端通过上拉 电阻接入异或门，异或门输出端分成两路，一路与能量收集电路中同步开关电感 电路及同步电荷提取电路中的开关相连，另一路通过下拉电阻接地。

2.根据权利要求1所述的基于压电材料的多方向振动能量收集装置，其特征在 于：所述的n根能量转换条(3)分别将质量球(2)与立体支架的n个顶角连接 起来的，组成对称结构。

3.根据权利要求2所述的基于压电材料的多方向振动能量收集装置，其特征在 于：所叙述立体支架为正立方体结构，即有8根能量转换条分别将质量球(2) 与立体支架的8个顶角连接起来。

4.根据权利要求1所述的基于压电材料的多方向振动能量收集装置，其特征在 于：该多方向振动能量收集装置还具有自适应改变换能结构上的电压，以改变其 刚度，进而改变整个立方体-球结构的共振频率的自适应调谐控制电路；所述的预 弯弹性材料芯层布置有调谐控制电极。

5.根据权利要求1所述的基于压电材料的多方向振动能量收集装置，其特征在 于：所述的能量转换条上的压电材料层为双层结构，即芯层两侧均覆有压电材料 层。

6.根据权利要求5所述的基于压电材料的多方向振动能量收集装置，其特征在 于：所述的压电材料为PVDF材料，即聚偏二氟乙烯。