[发明专利]基于压电的自供电减振装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，基于压电的自供电减振装置包括电路系统以及由上至下依次连接的负载平台、能量收集机构、曲片弹簧、振动控制机构和基座，所述能量收集机构包括第一机械放大机构和安装于所述第一机械放大机构中的第一压电堆栈，所述振动控制机构包括第二机械放大机构和安装于所述第二机械放大机构中的第二压电堆栈；所述电路系统包括整流电路、DC-DC电压转换电路、储能电路、控制电路和充电电池，所述第一压电堆栈与所述整流电路的输入端相连，所述整流电路的输出端与所述DC-DC电压转换电路的输入端相连，所述DC-DC电压转换电路的输出端与所述储能电路及所述充电电池的输入端相连，所述储能电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端与所述第二压电堆栈相连，所述充电电池用于向所述整流电路、所述DC-DC电压转换电路、所述储能电路和所述控制电路供电；

该方法具体包括如下步骤：当外部环境激励所述负载平台时，激振力通过所述第一机械放大机构放大到所述第一压电堆栈，当所述第一压电堆栈变形达到极大值时，所述电路系统导通；所述整流电路将能量转换的交流电转化为直流电，所述DC-DC电压转换电路通过电压转换实现与后续电路的电压匹配，所述储能电路完成能量的存储，完成存储后，所述控制电路通过开关控制律将存储的能量用于所述第二压电堆栈的振动控制，即当所述第一压电堆栈发生最大变形时控制逻辑开关实现能量收集，所述第二压电堆栈发生最大变形时控制逻辑开关实现能量释放；充电电池能够获取部分转换能量并为所述整流电路、所述DC-DC电压转换电路、所述储能电路和所述控制电路供电；当所述振动控制机构的位移达到极值时，所述电路系统断开，至此完成一个周期的控制。

2.根据权利要求1所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述第一机械放大机构和所述第二机械放大机构均为六边形框架结构。

3.根据权利要求2所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述第一机械放大机构的上表面与所述负载平台通过螺钉连接，所述第一机械放大机构的下表面与所述曲片弹簧的上表面通过螺钉连接。

4.根据权利要求3所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述第一压电堆栈安装于所述第一机械放大机构的中部，且所述第一压电堆栈与所述负载平台平行设置。

5.根据权利要求4所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述第二机械放大机构的上表面与所述曲片弹簧的下表面通过螺钉连接，所述第二机械放大机构的下表面与所述基座通过螺钉连接。

6.根据权利要求5所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述第二压电堆栈安装于所述第二机械放大机构的中部，且所述第二压电堆栈与所述负载平台平行设置。

7.根据权利要求6所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述基座包括基础平台和底盘，所述底盘通过螺钉固定于所述基础平台上，所述第二机械放大机构通过螺钉固定于底盘上。

8.根据权利要求1所述的基于压电的自供电减振装置的控制方法，其特征在于，所述电路系统还包括第一外部接口插件和第二外部接口插件，所述第一压电堆栈通过所述第一外部接口插件与所述整流电路的输入端连接，所述控制电路的输出端通过所述第二外部接口插件与所述第二压电堆栈连接。