[实用新型]一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置

权利要求书

1.一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其包括固定基座（1）、悬臂梁（2）、压电片（3）、微型电机（4）、电机支架（5）、丝杆（6）、质量块（7）、丝杆支架（8）、电机导线（9）、电路系统板（10）、压电片导线（11），其特征在于所述的压电片（3）设置在悬臂梁（2）上，悬臂梁（2）安装在固定基座（1）上，所述的微型电机（4）通过电机支架（5）安装在悬臂梁（2）上，微型电机（4）的轴连接丝杆（6）并可以带动丝杆（6）旋转，丝杆（6）的另一端通过丝杆支架（8）也固定在悬臂梁（2）上，质量块（7）通过与丝杆（6）对应的螺纹安装在丝杆（6）上，当丝杆（6）转动的时候，质量块（7）可以沿着丝杆（6）的方向移动，电路系统板（10）通过压电片导线（11）连接压电片（3）进行振动能量俘获，并且从压电片（3）输出信号判断环境振动频率与压电俘能装置的固有频率是否匹配，电路系统板（10）通过电机导线（9）连接微型电机（4），通过控制微型电机（4）的正反转动，实现悬臂梁（2）的端部质量块（7）的位置调节，从而实现压电俘能装置共振频率和带宽的自动调节。

2.根据权利要求1所述的一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于所述的电路系统板（10）包括切换开关（12）、单片机（13）、短路信号处理电路（14）、开路信号处理电路（15）、采集接口电路（16）、电能存储（17）、稳压电路（18）、驱动电路（19），所述单片机（13）控制的切换开关（12）对压电片（3）输出负载进行切换，可以分别切换到短路信号处理电路（14）、开路信号处理电路（15）、采集接口电路（16），通过采集压电片（3）在短路和开路条件下的输出电压信号的幅值、频率和相位变化特性，自动判断当前的质量块（7）位置是否应该进行调节，控制微型电机（4）的正反转，通过调节质量块（7）的位置调节压电俘能装置共振频率和带宽，当调节结束后，单片机（13）控制切换开关（12）将压电片（3）切换到采集接口电路（16），进行交流转直流转换和处理后，输入到电能存储（17），所述的电能存储（17）连接到稳压电路（18）后得到稳定的能量输出，同时提供整体电路的供电。

3.根据权利要求2所述的一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于所述的采集接口电路（16）可以采用全桥整流电路、同步电荷提取（SECE）电路、并联同步开关电感(P-SSHI)接口电路或者串联同步开关电感(S-SSHI)接口电路，所述的电能存储（17）可以采用锂电池或者法拉电容。

4.根据权利要求1所述的一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于所述的压电片（3）至少设置一个，且至少一个所述的压电片（3）与电路系统板相连接。

5.根据权利要求1所述的一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于所述的电机支架（5）和丝杆支架（8）均为轻质材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于所述的微型电机（4）可以采用微型步进电机、空心杯电机或者微型的直流电机。

7.根据权利要求1所述的一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于所述的质量块（7）采用密度较大材料制成，为了降低与丝杆的阻尼，减小与丝杆垂直面的厚度，采用T型结构的质量块，可以在T型结构的顶面增加其他配重质量块。