[发明专利]能量采集器

说明书

技术领域

本发明涉及为低功耗产品功能的能量采集器，特别是涉及能量采集器。

背景技术

随着微电子制造技术和无线传感网络的快速发展，出现了各种新型的低功耗微型设备。传统的化学电池由于体积较大和使用寿命短的原因，已经不适用于为小型电子设备和仪器供能。能量采集器是将周围环境中的振动能转化为电能的装置，可以直接为电器供能或为储能装置充电。它具有工作寿命长、体积较小等优点。

目前，能量采集器按工作模式分类主要有电磁式、压电式和静电式，其中压电式应用范围最广。传统的压电式能量采集器的压电振子为单一悬臂梁结构，它通过周围环境中的振动能使悬臂梁发生共振来采集能量，只能采集频率在悬臂梁谐振频率相近范围的环境振动能。而周围环境中的振动频率较低，很难达到悬臂梁谐振频率，所以能量采集效率低，不能满足小型电子设备和仪器使用。

发明内容

基于此，有必要针对传统压电能量采集器能量采集效率较低的问题，提供一种能量采集器。

一种能量采集器，包括压电振子和基座，其中，

压电振子为梳齿形，包括固定部和悬梁部，固定部一端固定在基座上，另一端和悬梁部固定连接；

悬梁部包括多个依次排列的悬臂梁，悬臂梁上开设有第一贯穿孔。

在一个优选实施例中，固定部上开设有第二贯穿孔，第一贯穿孔与第二贯穿孔连通。

在一个实施例中，第一贯穿孔和第二贯穿孔为条形孔。

优选地，能量采集器还包括质量块，质量块设置在悬臂梁远离固定部的一端。

在一个实施例中，质量块的数量为1个；当悬臂梁数量为奇数2n+1时，质量块设置在第n+1个悬臂梁远离固定部的一端；当悬臂梁数量为偶数2n时，质量块设置在第n个或第n+1个悬臂梁远离固定部的一端。

在一个实施例中，质量块的数量大于等于2；

当悬臂梁数量为奇数2n+1时，其中一个质量块设置在第n+1个悬臂梁远离固定部的一端，其余的质量块依次排开设置在第n+1个悬臂梁两侧相邻的悬臂梁远离固定部的一端；

当悬臂梁数量为偶数2n时，其中两个质量块分别设置在第n个和第n+1个悬臂梁远离固定部的一端，其余的质量块依次排开设置在第n个和第n+1个悬臂梁两侧相邻的悬臂梁远离固定部的一端。

优选地，能量采集器还包括感应线圈，质量块为磁铁块，感应线圈设置于质量块的感应区域内。

优选地，感应线圈设置在质量块的正上方。

在一个实施例中，固定部和悬梁部的材料为压电陶瓷双晶片，压电陶瓷双晶片包括两个压电层和一个基层，两个压电层分别固定于基层的上下表面，基层是柔性电路板。

优选地，基层的厚度小于等于0.1mm。

本发明的能量采集器为梳齿形结构，有多个悬臂梁，悬臂梁和固定部上都开设贯穿孔，增加了悬臂梁的有效长度，降低了压电振子的共振频率，使压电振子更容易与周围环境中的振动源共振，从而提高了能量采集效率。

附图说明

图1为本发明一个实施例的能量采集器的压电振子的俯视图。

图2为本发明另一个实施例的能量采集器的压电振子的俯视图。

图3为图2中能量采集器中设置有质量块的悬臂梁的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，本发明一实施例提供的能量采集器，包括压电振子1和基座2，其中，压电振子1为如图1所示的梳齿形，包括固定部11和悬梁部12，固定部11一端固定在基座2上另一端和悬梁部12固定连接，其中，固定连接的方式是多样化的，例如，可以为一体化成型、粘贴固定等固定连接方式；

悬梁部12包括多个依次排列的悬臂梁121，悬臂梁121上开设有第一贯穿孔121a。

具体的，依次排列的悬臂梁指相邻悬臂梁之间存在一定间隙的依次排列，相邻悬臂梁可以是平行的，也可以在相互之间存在一定的倾斜角度。