[发明专利]一种面内双向振动体PZT能量收集器

权利要求书

1.一种面内双向振动体PZT能量收集器，其特征在于，包括外框架(1)、L型压电悬臂梁(2)、质量块(3)、电极和封装外壳，外框架(1)的形状为环形，L型压电悬臂梁(2)和质量块(3)设置于外框架(1)的内圈，L型压电悬臂梁(2)的一端与外框架(1)连接，另一端与质量块(3)连接；L型压电悬臂梁(2)的内侧和外侧均设有电极，电极的一端延伸至封装外壳外部；

L型压电悬臂梁(2)在其厚度方向表面分别记为上表面和下表面，L型压电悬臂梁(2)上表面的内侧和外侧均设有电极，L型压电悬臂梁(2)下表面的内侧和外侧均设有电极，L型压电悬臂梁(2)上、下表面内侧的两个电极由外部导线连接，L型压电悬臂梁(2)上、下表面外侧的两个电极由外部导线连接；

质量块(3)的各边与外框架(1)的对应边平行，且质量块(3)完全填满L型压电悬臂梁(2)。

2.根据权利要求1所述的一种面内双向振动体PZT能量收集器，其特征在于，所述封装外壳包括封装玻璃(4)，封装玻璃(4)覆盖于外框架(1)的两侧，L型压电悬臂梁(2)和质量块(3)封装于封装玻璃(4)与外框架(1)的内圈形成的空腔内。

3.根据权利要求1所述的一种面内双向振动体PZT能量收集器，其特征在于，所述外框架(1)的形状为矩形，L型压电悬臂梁(2)沿外框架(1)内圈一组邻边的边缘设置，质量块(3)的形状与外框架(1)的对应边平行。

4.根据权利要求1所述的一种面内双向振动体PZT能量收集器，其特征在于，外框架(1)、L型压电悬臂梁(2)和质量块(3)的极化方向为厚度方向。

5.一种能量收集方法，其特征在于，通过权利要求1-4任意一项所述的面内双向振动体PZT能量收集器进行，建立平面直角坐标系，L型压电悬臂梁(2)的两条边分别与所述平面直角坐标系的X轴和Y轴平行，能量收集方法的过程包括：

所述面内双向振动体PZT能量收集器在X轴和Y轴两种方向的加速度振动激励下，外框架(1)发生振动；外框架(1)振动时，质量块(3)绕中心发生旋转振动；

质量块(3)的旋转振动带动L型压电悬臂梁(2)发生朝向以及远离外框架(1)中心的往复弯曲变形；L型压电悬臂梁(2)发生朝向外框架(1)中心的弯曲时，L型压电悬臂梁(2)的内侧和外侧分别受到压缩和拉伸，L型压电悬臂梁(2)的内侧和外侧的电极产生电势差，其中内侧的电极产生负电势，外侧的电极产生正电势，从电极延伸至封装外壳外部的一端收集产生的电能；L型压电悬臂梁(2)发生远离外框架(1)中心的弯曲时，L型压电悬臂梁(2)的内侧和外侧分别受到拉伸和压缩，L型压电悬臂梁(2)的内侧和外侧的电极产生电势差，其中内侧的电极产生正电势，外侧的电极产生负电势，从电极延伸至封装外壳外部的一端收集产生的电能。

6.权利要求1-4任意一项所述的一种面内双向振动体PZT能量收集器的制备方法，其特征在于，其制备方法包括如下过程：

先将PZT片按图形化切割，释放L型压电悬臂梁(2)和质量块(3)；

然后在L型压电悬臂梁(2)的内侧和外侧制备电极；

最后通过封装外壳进行封装。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，电极为Pt/Ti金属导线。