[实用新型]一种基于压电元件的双向振动能量收集系统

权利要求书

1.一种基于压电元件的双向振动能量收集系统，包括：

多个道路模块(100)、电路模块和储能模块；其中，多个道路模块(100)与电路模块之间电连接，电路模块与储能模块之间电连接；

所述道路模块(100)包括：受力层(101)、弹性层(102)、支撑单元(103)、竖直振动能量收集单元(104)和水平振动能量收集单元(105)；其中，所述受力层(101)的底面与所述弹性层(102)的顶面相连接，所述弹性层(102)的底面与所述支撑单元(103)的顶面以及所述竖直振动能量收集单元(104)的顶面分别连接，所述支撑单元(103)和所述竖直振动能量收集单元(104)在所述弹性层(102)的底面相互间隔交错排列，所述支撑单元(103)和所述竖直振动能量收集单元(104)之间连接有所述水平振动能量收集单元(105)；

其中，所述竖直振动能量收集单元(104)中设置有用于收集竖直方向振动能量的竖直压电元件；同时，所述水平振动能量收集单元(105)中设置有用于收集水平方向振动能量的水平压电元件；所述竖直压电元件和所述水平压电元件均与电路模块之间电连接。

2.根据权利要求1所述的基于压电元件的双向振动能量收集系统，其特征在于：所述水平振动能量收集单元(105)设置在所述支撑单元(103)和所述竖直振动能量收集单元(104)之间；其中，一端通过第一连接臂(201)与所述支撑单元(103)和所述竖直振动能量收集单元(104)之中的一个相连，另一端通过第二连接臂(202)与所述支撑单元(103)和所述竖直振动能量收集单元(104)之中的另一个相连；

所述水平振动能量收集单元(105)包括：与所述第一连接臂(201)连接的第一侧壁(203)，与所述第二连接臂(202)连接的第二侧壁(204)，分别与所述第一侧壁(203)和所述第二侧壁(204)的顶端相连接的顶部(205)，以及分别与所述第一侧壁(203)和所述第二侧壁(204)的底端相连接的底部(206)；所述第一侧壁(203)、所述第二侧壁(204)、所述顶部(205)和所述底部(206)连接形成框架结构，所述框架结构内部形成腔体(C)；

所述水平振动能量收集单元(105)还包括：与所述第一侧壁(203)连接，位于所述腔体(C)内部的第一弹性连接件(207)，所述第一弹性连接件(207)的远离所述第一侧壁(203)的自由端连接有第一振动子(209)；以及，与所述第二侧壁(204)连接，位于所述腔体(C)内部的第二弹性连接件(208)，所述第二弹性连接件(208)的远离所述第二侧壁(204)的自由端连接有第二振动子(210)；所述水平振动能量收集单元(105)还包括：位于所述第一振动子(209)和所述第二振动子(210)之间的用于收集水平方向振动能量的水平压电元件。

3.根据权利要求2所述的基于压电元件的双向振动能量收集系统，其特征在于：所述水平压电元件包括：位于所述腔体(C)中心轴线(A1)处的压电陶瓷片(211)和分别位于所述压电陶瓷片(211)左右两侧的金属帽(212、213)；其中，所述压电陶瓷片(211)的上端与所述顶部(205)相连接，所述压电陶瓷片(211)的下端与所述底部(206)相连接；所述金属帽(212、213)的上端和下端分别与所述压电陶瓷片(211)的上端和下端相连接，所述金属帽(212、213)的中间形成向远离所述压电陶瓷片(211)的方向凸出的凸起部。

4.根据权利要求3所述的基于压电元件的双向振动能量收集系统，其特征在于：所述顶部(205)形成朝向所述腔体(C)的凸起轮廓，所述凸起轮廓(2051、2052)关于所述腔体(C)的中心轴线(A1)对称；所述第一振动子(209)和所述第二振动子(210)在所述腔体(C)内水平往复振动，在接近所述中心轴线(A1)的极限位置处，分别与所述凸起轮廓(2051、2052)接触，同时，分别对所述金属帽(212、213)中间的凸起部形成压力。

5.根据权利要求4所述的基于压电元件的双向振动能量收集系统，其特征在于：所述第一振动子(209)和所述第二振动子(210)均为球状。