[发明专利]收集人体摆动能的碰撞升频式压电俘能器及其俘能方法

摘要

本发明公开了收集人体摆动能的碰撞升频式压电俘能器及其俘能方法。人体运动频率低，现有压电俘能器难以处于有效俘能频带中，导致其输出功率低下。本发明的圆形外壳底座包括圆环形外壳和圆形底座；转轴与圆形底座构成转动副；摆砣固定在转轴上，在摆砣的平面处两端各开有一个圆孔，各圆孔内嵌一块磁铁；n根压电梁沿周向均布固定在转轴上；圆环形外壳内侧壁固定有沿周向均布的n片拨片；在圆环形外壳内侧壁固定设置两个凸台，凸台与摆砣平面的相对面固定有磁铁。本发明的摆砣在人体摆动频率下绕转轴摆动，从而通过转轴带动压电梁与拨片发生碰撞，致使压电梁高频振动产生电能，实现升频转换，并通过磁铁引入非线性刚度，拓宽俘能频带。

主权项

收集人体摆动能的碰撞升频式压电俘能器，其特征在于：由拨片、压电梁、摆砣、转轴、磁铁、圆形外壳底座和凸台组成；所述的圆形外壳底座包括一体成型的圆环形外壳和圆形底座；所述的转轴与圆形底座同轴设置，且转轴与圆形底座构成转动副；所述的摆砣包括一体成型的第一半圆柱和第二半圆柱，第一半圆柱的半径比转轴半径大2～4mm，第二半圆柱的半径比圆环形外壳的内径小4～6mm；摆砣开设的中心孔一半位于第一半圆柱上，另一半位于第二半圆柱上；摆砣的中心孔固定在转轴上，在第二半圆柱的平面处两端各开有一个圆孔，各圆孔内嵌一块磁铁；n根压电梁沿转轴周向均布固定在转轴上，4≤n≤8；圆环形外壳内侧壁固定有沿周向均布的n片拨片；转轴轴向方向上，拨片与压电梁位置对齐；转轴径向方向上，拨片与转轴轴心的距离小于压电梁外端端面与转轴轴心的距离；在圆环形外壳内侧壁固定设置两个凸台，两个凸台分设在第二半圆柱的平面两端，且转轴中心轴线与两个凸台的距离相等；转轴轴向方向上，凸台与压电梁间距设置；凸台与第二半圆柱平面的相对面固定有磁铁；第二半圆柱的平面与凸台固定磁铁的平面平行状态下，第二半圆柱上的磁铁与对应端凸台上的磁铁同轴设置且相对端的磁极相同。