[实用新型]一种压电振动能量采集装置

说明书

本实用新型公开一种压电振动能量采集装置，包括：悬臂梁双晶压电振子、质量块、第一线性弹簧、第二线性弹簧、基座、第一铰链、第二铰链和第三铰链；悬臂梁双晶压电振子的一端固定连接于基座的第一支撑板上，另一端粘结质量块；质量块的中心设置有第一铰链；第一铰链分别连接第一、第二线性弹簧的一端；基座的第二支撑板上分别设置第二、第三铰链；第二、第三铰链分别连接第一、第二线性弹簧的另一端；第一、第二、第三铰链位于同一竖直平面内，且构成一个等腰三角形，第二、第三铰链关于悬臂梁双晶压电振子对称分布于第二支撑板上。该装置在环境激励强度较低和不受强磁场影响的情况下也可轻松作大幅值的周期振动，实现宽频、高效的环境振动能量采集。

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，特别是涉及一种压电振动能量采集装置。

背景技术

压电振动能量采集器是一种将环境中的机械振动能采集并转换成电能的新型机电能量转换器件，可以用于对低功耗电子产品的供电。目前研制的稳态压电振动能量采集器主要包括线性单频压电振动能量采集器和双稳态压电振动能量采集器两大类。线性单频压电振动能量采集器的工作频率比较窄，能量采集效率低；双稳态压电振动能量采集器的工作频带宽，能量采集器效率高，但其输出性能受环境振动强度的影响大，当环境振动强度足够大时，双稳态振动被激发产生大的转换输出；当环境振动强度较小，双稳态压电振动能量采集器作阱内的小幅值单稳态振动，这使双稳态压电振动能量采集器的输出大大降低。另外，目前研制的双稳态、三稳态压电振动能量采集器主要是磁铁耦合型结构，通过采集器末端磁铁与外部磁铁件的非线性磁力使压电振动能量采集器产生非线性双稳态、三稳态振动特性，这使得磁铁耦合型压电振动能量采集器在一些强磁场环境中的应用受到限制。

基于以上存在的问题，本实用新型提供一种压电振动能量采集装置，不仅可以克服双稳态压电振动能量采集器严重依赖环境振动强度的不足，还可以克服磁铁耦合型三稳态压电振动能量采集器在强磁场环境中的应用限制，实现宽频、高效的环境振动能量采集。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压电振动能量采集装置，在环境激励强度较低和不受强磁场影响的情况下，压电振动能量采集装置也可以轻松作大幅值的周期振动，实现宽频、高效的环境振动能量采集。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种压电振动能量采集装置，包括：悬臂梁双晶压电振子(1)、质量块(2)、第一线性弹簧(3)、第二线性弹簧(4)、基座(5)、第一铰链(7)、第二铰链(8)和第三铰链(9)；

所述基座(5)包括第一支撑板(51)、底座(52)和第二支撑板(53)；所述第一支撑板(51)固定连接于所述底座(52)的一端，且与所述底座(52)垂直；所述第二支撑板(53)活动连接于所述底座(52)的另一端，且与所述底座(52)垂直；所述第二支撑板(53)在所述底座(52)上沿着水平方向左、右移动；

所述悬臂梁双晶压电振子(1)的一端固定连接于所述第一支撑板(51)上，另一端粘结所述质量块(2)；

所述质量块(2)的中心设置有所述第一铰链(7)；所述第一铰链(7)分别连接所述第一线性弹簧(3)的一端和所述第二线性弹簧(4)的一端；

所述第二支撑板(53)上分别设置所述第二铰链(8)和所述第三铰链(9)；所述第二铰链(8)连接所述第一线性弹簧(3)的另一端；所述第三铰链(9)连接所述第二线性弹簧(4)的另一端；

所述第一铰链(7)、所述第二铰链(8)和所述第三铰链(9)位于同一竖直平面内，且构成一个等腰三角形，所述第二铰链(8)和所述第三铰链(9)关于所述悬臂梁双晶压电振子(1)对称分布于所述第二支撑板(53)上。

可选的，所述压电振动能量采集装置还包括螺钉(6)，所述螺钉(6)用于固定连接所述悬臂梁双晶压电振子(1)和所述第一支撑板(51)。