[发明专利]一种无级连续调谐压电低幅振动俘能器

说明书

本发明具体涉及一种无级连续调谐压电低幅振动俘能器，包括夹持装置、压电梁、液体质量块和封装壳体，所述夹持装置活动连接于压电梁的顶部和底部，且通过螺栓连接于封装壳体内腔的左侧，所述液体质量块通过导电胶水粘结于等截面梁右端的底部，且安装于封装壳体内腔的底部。所述压电梁包括等截面梁和压电片，所述夹持装置包括连接脚块、调距夹块、上夹块、下夹块和螺栓。本发明中液体质量块替代传统的集中质量块，实现在低频范围内振动能量的高效采集；通过对液体质量块中液体质量的无级连续控制，可实现无级连续调整俘能器谐振频率；本发明由夹持装置、压电梁、液体质量块和封装壳体四部分组成，每部分结构相对简单，整体结构安装方便。

技术领域

本发明具体涉及一种无级连续调谐压电低幅振动俘能器，属于压电振动俘能及新能源开发技术领域。

背景技术

无源供电技术的迅猛发展，促进了低功率微电子产品的发展，基于环境振动能量的微功率、磁激励的研究逐渐成为微功率新能源开发的热点。鉴于振动能在日常生活和工程实际中广泛存在、不易受地理和天气等因素的影响等原因，振动能量收集技术引起了研究者强烈的关注。通过俘获环境中的振动能量来为低功率微电子产品提供电能，可以有效解决传统化学电池能量密度小、需要定期更换或充电、污染环境等问题，因此通过压电振动俘能器俘获环境中振动能量的技术具有非常广阔的应用前景。

近些年，国内外学者提出多种调谐结构以实现适时调整俘能器的谐振频率，例如：L形质量块结构、转动螺钉结构、圆盘式压电膜片结构、磁力调谐结构等，但上述结构的压电振动俘能器均不能实现无级连续调整俘能器谐振频率和低幅振动能量采集功能的结合。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种无级连续调谐压电低幅振动俘能器，具有无级连续调整俘能器谐振频率和低幅振动能量采集效率高的优点，解决了现有的振动俘能器存在的难以无级连续调整俘能器谐振频率和低幅振动能量采集效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种无级连续调谐压电低幅振动俘能器，包括夹持装置、压电梁、液体质量块和封装壳体，所述夹持装置活动连接于压电梁的顶部和底部，且通过螺栓连接于封装壳体内腔的左侧，所述液体质量块通过导电胶水粘结于等截面梁右端的底部，且安装于封装壳体内腔的底部。

优选的，所述压电梁包括等截面梁和压电片，所述压电片通过导电胶水粘结于等截面梁的上部。

优选的，所述夹持装置包括连接脚块、调距夹块、上夹块、下夹块和螺栓，所述螺栓包括长螺栓和短螺栓，且长螺栓和短螺栓均设置两组，所述连接脚块由水平部分和垂直部分构成，所述长螺栓的底部依次贯穿连接脚块的水平部分、调距夹块、上夹块和下夹块，所述短螺栓的末端依次贯穿连接脚块的垂直部分和封装壳体，所述长螺栓的表面通过螺纹连接有螺母，且螺母的一侧和上夹块的一侧相连，所述短螺栓的表面通过螺纹连接有螺母，所述连接脚块垂直部分的中心位置和封装壳体的侧面均开设安装孔，且安装孔的位置相对齐，所述连接脚块的水平部分、调距夹块、上夹块和下夹块中心位置均开设有安装孔，且安装孔的位置相对齐，所述压电梁的竖直位置由调距夹块来调节。

优选的，所述液体质量块的结构尺寸为22×13×14mm,且采用亚克力板材料，所述液体质量块的内部储存有一定量的液体，所述封装壳体也采用亚克力板材料。

优选的，所述等截面梁的结构尺寸为80×17×0.2mm，且采用H60黄铜片材料，所述压电片的结构尺寸为45×15×0.2mm，且采用PZT-5H压电陶瓷片，所述压电片的两极面均焊接有导线。

优选的，所述连接脚块、调距夹块、上夹块和下夹块均采用亚克力材料，且尺寸可根据实际应用需求进行选取，所述螺栓与螺母均采用标准件。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：