[发明专利]基于牛顿摆式颗粒链结构的压电俘能器及俘能方法

权利要求书

1.基于牛顿摆式颗粒链结构的压电俘能器，其特征在于，包括颗粒链、摆线、支架和底板四部分；颗粒链包括第一激励颗粒(1)、第一传递颗粒(2)、第二传递颗粒(3)、俘能颗粒(4)、第三传递颗粒(5)、第四传递颗粒(6)和第二激励颗粒(7)；

静止状态时，第一激励颗粒(1)、第一传递颗粒(2)、第二传递颗粒(3)、俘能颗粒(4)、第三传递颗粒(5)、第四传递颗粒(6)和第二激励颗粒(7)顺次接触，彼此相接但无相互作用力，且第一激励颗粒(1)、第一传递颗粒(2)、第二传递颗粒(3)、俘能颗粒(4)、第三传递颗粒(5)、第四传递颗粒(6)和第二激励颗粒(7)的球心处于同一水平线；第一激励颗粒(1)、第一传递颗粒(2)、第二传递颗粒(3)、俘能颗粒(4)、第三传递颗粒(5)、第四传递颗粒(6)和第二激励颗粒(7)的顶端均与两条同长度摆线(8)固定相连，摆线(8)的另一端分别固定连接于两个支架(9)的横梁处；支架(9)的支撑杆均平行固定于底板(10)的四个角点处。

2.根据权利要求1所述的基于牛顿摆式颗粒链结构的压电俘能器，其特征在于，俘能颗粒(4)由两个半球(11)夹持绝缘胶带(12)和压电晶片(13)组成；两片绝缘胶带(12)分别位于两个半球(11)的横切面与压电晶片(13)的两极之间；导线(15)通过焊点(15)与压电晶片(13)的两极相连；焊点(14)位于压电晶片(13)两极边缘处的凹槽(16)中。

3.根据权利要求1所述的基于牛顿摆式颗粒链结构的压电俘能器，其特征在于，压电颗粒(4)置于颗粒链的中间放置，当端点的第一激励颗粒(1)或第二激励颗粒(7)被提离至一定的角度后自由释放，颗粒动能、势能和变形能在相互转化的过程中，形成沿颗粒链传播的脉冲波，脉冲波经过俘能颗粒(4)时产生电能。

4.根据权利要求1所述的基于牛顿摆式颗粒链结构的压电俘能器，其特征在于，颗粒链中心的球形颗粒被切割成两个半球，两个半球颗粒之间嵌入与颗粒直径相等的压电晶片；在压电晶片与半球颗粒之间加入绝缘层；为了引出俘能颗粒产生的电能，且保持半球颗粒与压电晶片保持紧密贴合的状态，在半球颗粒的边缘加工一个凹槽，为导线与压电晶片的焊点提供空间；由导线引出的电能可经过相应的整流电路和存储装置，实现对外接负载的供电。