[实用新型]一种能量采集器、电源和无线传感器网络系统

说明书

技术领域

本申请涉及能量转换装置技术领域，更具体地说，涉及一种能量采集器、 电源和无线传感器网络系统。

背景技术

无线传感器网络在环境监测、智能家居、交通运输、医疗健康等领域具 有广泛的应用前景，越来越受到人们的重视。然而由于传感器节点部署环境 和实际应用的要求，决定了传感器节点的供电电源大多数情况下不可能接入 正常的电力系统供电，但是采用电池供电的方式又存在着成本高、寿命短、 更换麻烦等问题，如何稳定有效地为传感器节点提供电源，成为当前无线传 感网络技术的关键问题。

在自然环境中具有各种丰富的能源，机械振动能便是其中的一种，它以 不同的形式、强度和频率广泛存在于桥梁、楼宇、交通工具、机械设备、家 用电器等各种生产和生活设备中。

目前在多频机械振动能量采集方面的研究普遍只具有单一的激振方向， 不能满足多方向能量采集的需求，因此导致能量采集效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种能量采集器、电源和无线传感器网络系统， 用于解决现有的技术方案能量采集效率低的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种能量采集器，包括：

有机硅衬底芯片和设置在所述有机硅衬底芯片上的三维结构梁芯片；

所述有机硅衬底芯片包括：

下层基板、设置于所述下层基板上表面的电极层和设置于所述电极层上 表面的高分子聚合物摩擦层；

所述三维结构梁芯片包括：

硅质基板、柔性环形梁、质量块以及镀于所述质量块的下表面的金属纳 米线摩擦层；

所述硅质基板为环形结构，所述质量块设置于所述硅质基板的圆心位置， 所述硅质基板与所述质量块之间通过所述柔性环形梁相连，所述柔性环形梁 能够依据所述质量块的运动拉伸和收缩；

其中，所述高分子聚合物摩擦层表面与所述金属纳米线摩擦层表面正对， 两者之间设置有预设间隙。

优选的，上述能量采集器中，所述下层基板的上表面设置有突起结构， 所述电极层和高分子聚合物摩擦层镀于所述突起结构的外表面；

所述质量块的下表面镀有金属纳米线摩擦层；

所述下层基板上的突起结构与质量块下表面正对，并预设间隙。

优选的，上述能量采集器中，所述有机硅衬底芯片和三维结构梁芯片采 用可拆卸方式相连。

优选的，上述能量采集器中，所述电极层为导电金属层。

优选的，上述能量采集器中，所述质量块和所述下层基板均为圆柱形结 构，所述下层基板的上表面与所述质量块的下表面正对。

一种电源，应用有上述任意一项公开的能量采集器。

一种无线传感器网络系统，所述无线传感器网络系统中的节点电源为上 述的电源。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的能量采集器，在振动时，所 述质量块可沿多个方向运动，因此，采用本申请上述实施例公开的技术方案 可采集多个方向上的振动能量，因此提高了振动能量的采集效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将 对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来 讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种能量采集器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的能量采集器工作过程及原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本 实用新型保护的范围。

为了提高机械振动能的采集效率，本申请公开了一种能量采集器，图1 为本申请实施例公开的能量采集器的结构示意图，参见图1，包括：

有机硅衬底芯片2和设置在所述有机硅衬底芯片2上的三维结构梁芯片 1；

所述有机硅衬底芯片2包括：