[发明专利]一种宽频悬臂梁振动能量收集装置

说明书

本发明提供了一种宽频悬臂梁振动能量收集装置，连接部固定在振源上，悬臂梁的一端固定在连接部上，悬臂梁上设有粘附条，粘附条与所述悬臂梁不垂直，压电材料块设置在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，压电材料块与外部能量采集电路连接，质量块设置在悬臂梁顶面靠近自由端的部位。本发明应用粘附条改变悬臂梁的杨氏模量分布，应用具有各向异性的杨氏模量，在垂直于悬臂梁方向上加强了材料之间的耦合，从而使得悬臂梁的振动频率加宽，从而实现宽频振动能量收集，在振动能量收集领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及能量转化及收集领域，具体涉及一种宽频悬臂梁振动能量收集装置。

背景技术

振动能量是自然界中常见的能量形式。常用的振动能量采集装置有膜式、钹式、悬臂梁式。由于悬臂梁式振动能量采集具有结构简单、容易实现的优点，即使在较低的振动频率下也能保证高输出功率，所以悬臂梁式能量采集装置在振动能量采集中被广泛的关注。传统悬臂梁式振动能量采集装置的频带窄，降低了振动能量采集的效率。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种宽频悬臂梁振动能量收集装置，包括：振源、连接部、悬臂梁、粘附条、压电材料块、质量块；连接部固定在振源上，悬臂梁的一端固定在连接部上，悬臂梁上设有粘附条，粘附条与所述悬臂梁不垂直，压电材料块设置在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，压电材料块与外部能量采集电路连接，质量块设置在悬臂梁顶面靠近自由端的部位。

更进一步地，粘附条为相互平行的多条。

更进一步地，每条粘附条为长方体形。

更进一步地，沿悬臂梁的固定端至自由端方向，粘附条的宽度逐渐减小。

更进一步地，沿所述悬臂梁的固定端至自由端方向，粘附条的长度逐渐减小。

更进一步地，沿悬臂梁的固定端至自由端方向，粘附条的厚度逐渐减小。

更进一步地，粘附条的材料为弹性材料。

更进一步地，悬臂梁的材料为铝合金、硅、半导体材料、金刚石。

更进一步地，压电材料块的材料为压电陶瓷或聚偏氟乙烯。

更进一步地，连接部与振源之间采用螺栓连接，连接部的材料为铜。

本发明的有益效果：本发明提供了一种宽频悬臂梁振动能量收集装置，连接部固定在振源上，悬臂梁的一端固定在连接部上，悬臂梁上设有粘附条，粘附条与所述悬臂梁不垂直，压电材料块设置在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位，压电材料块与外部能量采集电路连接，质量块设置在悬臂梁顶面靠近自由端的部位。本发明应用粘附条改变悬臂梁的杨氏模量分布，应用具有各向异性的杨氏模量，在垂直于悬臂梁方向上加强了材料之间的耦合，从而使得悬臂梁的振动频率加宽，从而实现宽频振动能量收集，在振动能量收集领域具有重要的应用价值。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种宽频悬臂梁振动能量收集装置的示意图。

图2是又一种宽频悬臂梁振动能量收集装置的示意图。

图中：1、振源；2、连接部；3、悬臂梁；4、粘附条；5、压电材料块；6、质量块。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1