[发明专利]一种屈曲自调节的压电能量回收装置

权利要求书

1.一种屈曲自调节的压电能量回收装置，其特征在于：包括安装台(1)和依次设置在安装台(1)上的初调机构(12)、第一支撑座(2)和第二支撑座(3)；设置在第一支撑座(2)和第二支撑座(3)之间，相互对称的两个夹具组件；设置在夹具组件之间的屈曲梁集能器；以及集能-储能单元、管理单元控制器和驱动电路；

所述第一支撑座(2)和第二支撑座(3)相对的端面上分别设有凹槽，凹槽内设有压电促动器(4)；压电促动器(4)包括机械叠堆的压电片(41)和放大机构(42)，放大机构(42)为中空柱体结构，压电片(41)固定在放大机构(42)中间并与放大机构(42)集成为一体，放大机构(42)上关于压电片(41)轴线对称地设置有两个固定孔(43)；其中，一个固定孔分别与支撑座通过螺钉连接，另一个固定孔分别与第一夹具(5)通过螺钉固定连接；

所述夹具组件包括第一夹具(5)、第二夹具(6)和第三夹具(7)，第一夹具(5)通过螺钉与放大机构(42)上的固定孔连接；第二夹具(6)通过螺钉固定在第一夹具(5)上，第三夹具(7)通过螺钉固定在第二夹具(6)上；

所述屈曲梁集能器包括屈曲梁(11)、质量块(10)；屈曲梁(11)两端分别固定在第二夹具(6)与第三夹具(7)之间，质量块(10)位于屈曲梁(11)的中间位置处；关于质量块(10)对称设置有两个副压电元件(9)和两个主压电元件(8)，屈曲梁(11)靠近夹具两端的侧面上分别紧贴有主压电元件(8)，屈曲梁(11)靠近质量块(10)两侧的侧面上分别紧贴有副压电元件(9)；

所述初调机构(12)包括一个固定块和一个调节螺钉，固定块设置在第一支撑底座(2)侧面的安装台(1)上，调节螺钉的螺纹端与第一支撑底座(2)一端面的沉孔配合设置；

所述集能-储能单元、管理单元控制器和驱动电路安装在安装台(1)上，管理单元控制器分别通过导线与副压电元件(9)、安装台(1)和传感元件相连，集能-储能单元通过导线与主压电元件(8)、安装台(1)相连，驱动电路通过导线与的压电片(41)相连，管理单元控制器、集能-储能单元与驱动电路之间互相通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种屈曲自调节的压电能量回收装置，其特征在于：所述压电促动器(4)的放大机构(42)与凹槽侧壁不接触。

3.根据权利要求1所述的一种屈曲自调节的压电能量回收装置，其特征在于：所述第一支撑底座(2)和第二支撑底座(3)分别与振动源固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种屈曲自调节的压电能量回收装置，其特征在于：所述压电促动器(4)中的压电片机械叠堆，它在电压作用下变形，同时驱动放大机构伸缩。

5.根据权利要求1所述的一种屈曲自调节的压电能量回收装置，其特征在于：所述屈曲梁(11)使用金属材料制成，其运动方向的刚度小于压电促动器(4)伸缩方向的刚度，压电促动器的行程越大屈曲梁(11)的屈曲水平变化范围越宽，同样的屈曲梁(11)的固有频率变化范围越宽；初始状态利用初调机构产生一个屈曲。

6.根据权利要求1所述的一种屈曲自调节的压电能量回收装置，其特征在于：所述集能-储能单元与主压电元件(8)连接，管理单元控制器与副压电元件(9)连接，驱动电路分别与压电促动器(4)连接，两个压电促动器(4)之间并联连接。