[发明专利]一种压电式振动能量采集器

说明书

本发明公开了一种压电式振动能量采集器，包括压电悬臂梁和质量块，压电悬臂梁包括第一主梁、第二主梁和传导板，第一主梁和第二主梁通过传导板连接且相对于传导板呈中心对称设置；第一主梁和第二主梁的形状相同，第一主梁/第二主梁包括起振板和回型结构，质量块与起振板的数量相匹配且设置在起振板上；回型结构的一端连接到起振板，另一端连接到传导板的一端；回型结构与起振板之间形成无内隙的回形通道。本发明可最大化地占用压电悬臂梁的有效面积，从而提高压电悬臂梁的产电面积，有利于产生更高的输出电压，且谐振频率较低且带宽较广，可与人体振动频率进行良好匹配，适用于人体振动能量的采集。

技术领域

本发明涉及振动能量采集领域，尤其是一种压电式振动能量采集器。

背景技术

近些年来国内外学者在振动能量采集领域上取得了很大进步，已设计出微型化采集装置并广泛应用到实际生活之中，振动能量采集器就是其中的一种，可以依托人体的振动能量，从而为无线传感网络节点、嵌入式传感器或微型电子产品等外部设备进行供电；部分振动能量采集器是采用压电材料来实现的，具体而言用到了压电板或压电梁，其结构多样，比如申请号为201610821858.3的中国专利即公开了一种振动能量采集器，但其内部留出了一些空隙或槽，即在整体设计上占用空间不合理，若是可将这些空隙或槽利用压电材料来进行填充代替，则压电板的产电量会大大提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种压电式振动能量采集器，采用内部无空隙的回型结构，可最大化地提高压电悬臂梁的产电面积，有利于产生更高的输出电压。

为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：

一种压电式振动能量采集器，包括压电悬臂梁和质量块，所述的压电悬臂梁包括第一主梁、第二主梁和传导板，所述的第一主梁和第二主梁通过传导板连接且相对于传导板呈中心对称设置；所述第一主梁和第二主梁的形状相同，所述第一主梁/第二主梁包括起振板和回型结构，所述的质量块与起振板的数量相匹配且设置在起振板上；所述回型结构的一端连接到起振板，另一端连接到传导板的一端；所述的回型结构与起振板之间形成无内隙的回形通道。

进一步，所述的回型结构包括第一回转板、第二回转板和第三回转板；所述的第一回转板、第二回转板和第三回转板依次紧贴向外回旋延伸设置；所述的第一回转板的一端连接到起振板，另一端连接到第二回转板的一端，所述第二回转板的另一端连接到第三回转板的一端，所述第三回转板的另一端连接到传导板的一端。

进一步，所述第一回转板包括第一联结板和第二联结板；所述第一联结板的一端连接到起振板，另一端连接到第二联结板的一端，所述第二联结板的另一端连接到第二回转板的一端。

进一步，所述第二回转板紧贴围绕第一回转板首尾连接设置。

进一步，所述第三回转板紧贴围绕第二回转板首尾连接设置。

进一步，所述第一联结板和第二联结板均为水平状或竖直状直板。

进一步，本发明还包括用于固定所述的压电悬臂梁的固定板，所述的固定板设置在传导板的一端。

进一步，还包括金属基片，所述的压电悬臂梁设置有两根，所述的金属基片紧贴设置在两根压电悬臂梁之间。

优选地，所述的质量块为永磁铁。

优选地，所述的压电悬臂梁为PZT压电陶瓷片。