[发明专利]收集人体动能的开槽式压电能量收集器

权利要求书

1.一种收集人体动能的开槽式压电能量收集器，包括压电陶瓷悬臂梁(1)、上下夹持块(2、3)、压电陶瓷片(4)、质量块(5)，其特征在于：所述压电陶瓷悬臂梁(1)长矩形薄板条，其一端由上下夹持块(2、3)夹持固定，另一端安装质量块(5)，而中间均布黏贴着压电陶瓷片(4)，两边分别开有若干类平行四边形的细缝形槽(6)；当外界激励作用在上夹持块(2)或下夹持块(3)时，压电陶瓷悬臂梁(1)产生振动，致使压电陶瓷片(4)产生变形而产生压电效应。

2.根据权利要求1所述收集人体动能的开槽式压电能量收集器，其特征在于，所述压电陶瓷悬臂梁(1)的工作振动模态有三个：一阶弯曲振动模态、二阶弯曲振动模态和一阶扭转振动模态；有三种工作模式：第一种工作模式是外界激励力只激励出一阶弯曲振动模态或二阶弯曲振动模态，此时压电陶瓷悬臂梁(1)产生一阶或二阶弯曲振动；第二种工作模式是外界激励力只激励出一阶扭转振动模态，此时压电陶瓷悬臂梁(1)产生一阶扭转振动；第三种工作模式是外界激励力同时激励出二阶或一阶弯曲振动模态和一阶扭转振动模态，此时压电陶瓷悬臂梁(1)产生的振动是二阶或一阶弯曲振动和一阶扭转振动的混合振动。

3.根据权利要求1所述收集人体动能的开槽式压电能量收集器，其特征在于，当外界激励力的频率和大小不同时，激励出收集器不同的工作模式；通过对压电陶瓷悬臂梁(1)的长、宽、厚、压电陶瓷片(4)的长度、宽度、质量块(5)的质量以及槽(6)的角度、宽度等变量进行优化，可调整该能量收集器的固有频率，使其适应人体运动能的采集，从而提高人体运动能转化为电能的有效性。