[发明专利]一种压电能量收集装置及其方法

权利要求书

1.一种压电能量收集装置，其特征在于，包括基座、多边形弹性框架、柔性铰链、导杆、工作负载和多个压电片，所述基座上的两端分别固定有所述多边形弹性框架和所述导杆，所述导杆垂直于所述基座设置，所述工作负载滑动套设于所述导杆上，所述多边形弹性框架远离所述基座的一端与所述柔性铰链的一端固定连接，所述柔性铰链的另一端与所述工作负载固定连接，所述柔性铰链和所述多边形弹性框架均倾斜设置，所述多边形弹性框架上贴设有多个所述压电片，各所述压电片内侧和外侧均连接有一个导线；所述多边形弹性框架包括两个第一连接板、两个第二连接板和四个安装板，两个所述第一连接板相互平行且位置相对应，两个所述第二连接板相互平行且位置相对应，所述第一连接板与所述第二连接板相互垂直，任意相邻的所述第一连接板和所述第二连接板通过一个所述安装板连接，各所述安装板的内侧和外侧均贴设有两个所述压电片；所述基座包括底板和垂直固定于所述底板上端的立柱，所述导杆固定于所述底板上，所述立柱上端朝向所述导杆的一侧设有第一倾斜安装面，所述工作负载下端朝向所述立柱的一侧设有第二倾斜安装面，所述第一倾斜安装面与所述第二倾斜安装面相互平行，一个所述第一连接板固定于所述第一倾斜安装面上，另一个所述第一连接板与所述柔性铰链的一端固定连接，所述柔性铰链的另一端固定于所述第二倾斜安装面上。

2.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于，还包括直线轴承，所述直线轴承固定于所述工作负载中，所述直线轴承间隙套设于所述导杆上。

3.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于，位于所述安装板同一侧的两个所述压电片分别靠近所述第一连接板和靠近第二连接板设置。

4.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于，所述压电片与所述安装板之间嵌设有铜箔片，所述铜箔片上焊接有一个所述导线。

5.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于，所述底板上设置有光孔和螺纹孔，所述光孔用于将所述基座固定于振动源上，所述螺纹孔用于安装加速度传感器。

6.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于，所述多边形弹性框架采用65Mn材料，所述压电片采用PZT压电陶瓷材料。

7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的压电能量收集装置的压电振动能量收集方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述基座固定于振动源上，在所述振动源发生振动时，所述工作负载由于惯性作用沿所述导杆上下运动，从而拉伸或挤压所述多边形弹性框架，使得所述多边形弹性框架上的所述压电片变形，当所述压电片变形时，两个所述导线之间形成电势差，从而输出电能。