[发明专利]一种能量采集器及植入式自供能医疗电子器件

权利要求书

1.一种能量采集器，其特征在于：包括压电层、金属基底层、弹性支撑层和封装层，其中：

所述压电层设有电极层，用于收集所述压电层应变过程中产生的电荷，通过引出电极输出电能；

所述压电层设置于所述金属基底层上形成压电层复合层，所述金属基底层用于维持结构的稳定性，避免所述压电层应力过度集中；

所述压电层复合层设置于所述弹性支撑层上形成一体复合层结构，所述弹性支撑层是器件整体结构形貌的骨架，用于承载所述压电层和提供弹性恢复力；

所述封装层设置于所述一体复合层结构的外层，用于对能量采集器进行电绝缘和液体防渗漏封装，防止体内组织液对所述器件性能产生影响和/或所述器件内有害物质在所述体内的泄露；

所述能量采集器是一种弹性体，所述压电层具有初始的屈曲特性，实现屈曲结构面外小作用载荷下的屈曲大变形；所述压电层的材料为压电陶瓷、压电单晶材料、高机电特性的压电复合材料或聚合物压电材料中任意一种；

所述能量采集器设置于组织体或器官的挤压或碰撞运动部位，随着组织或机体周期性的活动，使所述能量采集器受迫产生周期性的变形，采集体内的挤压或是碰撞动能，将所述动能转换为电能；

所述能量采集器具有三维结构，所述三维结构为囊状结构；

所述能量采集器为所述囊状结构时：以所述弹性支撑层为中心，所述弹性支撑层的上下对称设置第一金属基底层和第二金属基底层，所述第一金属基底层和所述第二金属基底层上分别设置第一压电层和第二压电层，构成对称的囊状结构，所述囊状结构的最外层设置所述封装层。

2.根据权利要求1所述的能量采集器，其特征在于：所述能量采集器还包括粘结层，所述粘结层设置于所述压电层与所述金属基底层之间，用于所述压电层与所述金属基底层之间键合，所述粘结层的材料具有导电性和粘结性。

3.根据权利要求1所述的能量采集器，其特征在于：所述能量采集器还包括固定机构，所述固定机构设置于所述一体复合层结构的底部，为所述一体复合层结构提供稳定支撑作用，所述固定机构上设有固定孔，能量采集器通过所述固定孔固定于组织体或器官上。

4.根据权利要求3所述的能量采集器，其特征在于：所述金属基底层、所述弹性支撑层和所述固定机构为一种或是多种复合材料层机构，所述复合材料层机构的力学中性层不处于所述压电层内部。

5.根据权利要求1所述的能量采集器，其特征在于：具有以下一种或多种特征，

-所述金属基底层为金属薄片，所述金属薄片材料采用铍青铜、磷青铜或不锈钢；

-所述弹性支撑层的材料选用聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物，或选用具备相应弯曲刚度的耐疲劳的聚合物材料或/和金属合金材料。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种能量采集器，其特征在于：所述能量采集器具有三维结构，所述三维结构为类十字结构、弓形结构、凸型、圆形、椭圆形、矩形或扁平型中任意一种，所述三维结构与所需采集的机械能来源相适应的。

7.一种植入式自供能医疗电子器件，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的能量采集器。

8.根据权利要求7所述的一种植入式自供能医疗电子器件，其特征在于：所述器件还包括：能量存储单元、能量管理单元，其中，

所述能量存储单元，用于转换和存储所述能量采集器输出的电能，将所述能量采集器输出的交流电信号转换为直流，将所述能量采集器输出的电能存储在电能存储介质；

所述能量管理单元，用于电能的使用分配，将所述电能分配对应的功能器件，所述功能器件为用于体内的组织或器官机能调节、监测和/或控制的植入式医疗器件。

9.根据权利要求8所述的一种植入式自供能医疗电子器件，其特征在于：将所述能量采集器、所述能量存储单元、所述能量管理单元集成一体结构，形成压电自供能植入式器件。