[发明专利]一种摆球式简支梁压电能量收集装置

摘要

本发明公开了一种摆球式简支梁压电能量收集装置。包括摆动机构和箱体；摆动机构包括摆球、摆杆、转轴和四根弹性简支梁，四根弹性简支梁表面均设有压电元件；摆球连接着摆杆的一端，摆杆的另一端固定连接着转轴的中部；转轴的两侧分别固定连接着两根弹性简支梁的一端；摆球位于箱体外部，转轴和弹性简支梁位于箱体内部；转轴的两侧各设一对夹杆，两对夹杆分别夹持着弹性简支梁的另一端，对弹性简支梁的另一端在竖直方向起约束限位作用；本装置工作在空气或水域环境，当摆球感受外界振动激励摆动时，带动四根弹性简支梁产生弹性弯曲变形，压电元件随之发生形变并产生电荷。本发明结构简单，实用性强，可有效收集环境中的振动能。

主权项

1.一种摆球式简支梁压电能量收集装置，其特征在于：包括摆动机构和箱体（5），所述摆动机构包括摆球（1）、摆杆（2）、转轴（3）和四根弹性简支梁（4），四根弹性简支梁（4）的表面均设有压电元件；所述摆球（1）为空心球或实心球，在空气环境下工作时，摆球（1）的直径为摆杆（2）长度的1/8～1/4；在水中工作时，摆球（1）的直径为摆杆（2）长度的1/3～2/3；所述摆杆（2）的长度大于所述弹性简支梁（4）的长度，且所述摆杆（2）长度为所述箱体高度的1～5倍；所述摆杆（2）的一端固定连接着摆球（1），另一端固定连接着转轴（3）的中部；所述转轴（3）的两侧均分别固定连接着两根弹性简支梁（4）的一端，四根弹性简支梁（4）位于同一水平面内，同一侧的两根弹性简支梁（4）相互平行；所述摆球（1）位于箱体（5）外部，所述转轴（3）和弹性简支梁（4）位于箱体（5）内部，转轴（3）的两端转动连接着箱体（5）；箱体（5）内两侧各设有一对夹杆（7），两对夹杆（7）相互平行且分别位于转轴（3）的两侧，两对夹杆（7）分别夹持着弹性简支梁（4）的另一端，对四根弹性简支梁（4）的另一端在竖直方向起约束限位作用；当摆球（1）在外界振动激励下摆动时，带动转轴（3）两侧的四根弹性简支梁（4）产生弹性弯曲变形，压电元件随之发生形变并产生电荷，实现电能的输出。