[发明专利]一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置

权利要求书

1.一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其由多个阵列能量俘获装置通过弹簧连接构成，其特征在于，所述装置包括：

(1)能量俘获装置基座，主要用于安装各个能量俘获器的压电悬臂梁；

(2)悬臂梁，此为固定压电片的基体，一端与能量俘获装置基座相连，自由端末端位置布局永磁铁；

(3)压电片，其为此能量俘获装置的关键部件。外界激励导致压电片产生形变，利用正压电效应，将振动能量转化为电能；

(4)端部磁铁，其为永磁体，端部磁铁间的相互作用力使每个能量俘获器呈现非线性特性，用于扩大能量俘获的频宽；

(5)弹簧，其用于每个能量俘获器的连接，实现其阵列能量俘获器的联动运动；

(6)阵列能量俘获装置，其由多个能量俘获器阵列组成，每个能量俘获器的固有频率不一样(主要由压电悬臂梁长度和端部磁铁质量决定)，阵列固定在能量俘获装置的基座上，通过弹簧连接，实现了具有联动效应的多稳态能量俘获装置；

(7)电能储存及管理系统，用于储存能量俘获装置回收电能的储存和管理，为传感器供电，实现自供能无线传感器。

2.如权利要求1所述的一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其特征在于，所述的阵列能量俘获器通过弹簧串联起来，然后布局在能量俘获装置的基座上。当外界有振动激励时，阵列能量俘获器实现联动运动，利用正压电效应，把振动能量回收为电能。

3.如权利要求1所述的一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其特征在于，所述的阵列能量俘获器，压电悬臂梁的长度和端部磁铁的质量不同，使其固有频率各不相同，具有各自的有效工作频段，通过弹簧串联后，实现联动效应，实现具有联动效应的多稳态能量俘获装置。

4.如权利要求1所述的一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其特征在于，所述的弹簧主要是用于各个能量俘获器的串联连接，实现各个能量俘获器的联动，使能量俘获装置达到多稳态且宽频效果，提高能量俘获效率。

5.如权利要求1所述的一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其特征在于，所述的端部永磁铁，位于压电悬臂梁的自由端末端，各个能量俘获器的端部磁铁间的相互作用力，使各个能量俘获器具有非线性特征。

6.如权利要求1所述的一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其特征在于，所述的压电片，固定在悬臂梁的固定端末端，对称布局在悬臂梁的末端，利用正压电效应，将振动能量转化为电能，电能输入到电能储存及管理系统。

7.如权利要求1所述的一种具有联动效应的多稳态能量俘获装置，其特征在于，所述的电能储存及管理系统，主要用于收集压电片转化的电能并存储，然后用于给无线传感器供能，实现自供能的无线传感器。