[发明专利]涵道式压电-电磁复合宽频能量采集装置

摘要

本发明公开了一种将压电支撑梁和悬浮式电磁谐振单元相结合的宽频能量采集装置,该装置可以固定在桥梁路面采集路面振动能量或者安装在高空桥梁钢架上采集高空气流能量。其中悬浮式电磁谐振单元可作为压电支撑梁的末端负载质量，主要利用电磁感应原理收集低频段的路面振动能量；其中压电支撑梁作为薄梁结构体和外界气流进行流固耦合产生流致振动，并可通过压电支撑梁上的质量滑块调节压电支撑梁的谐振特性，主要通过正压电效应收集中、高频段流致振动能量。

主权项

1.一种涵道式压电‑电磁复合宽频能量采集装置，其特征在于，包括：空腔柱体，其内部中空，具有开口端及安装座，且通过所述安装座固定至安装表面；至少一个悬浮式电磁采集模块，其分别由至少两个压电支撑梁的一端支撑在所述空腔柱体内，所述压电支撑梁的另一端固定在所述空腔柱体内壁上，所有悬浮式电磁采集模块的中轴线与空腔柱体中轴线对准，当悬浮式电磁采集模块有两个以上时，间隔排列；所述能量采集装置还包括：可滑动质量块和压电双晶片，可滑动质量块嵌套在压电支撑梁上并能够自由滑动，悬浮式电磁采集模块等效于固定质量块，振动时带动支撑梁上的压电双晶片，自身也能够通过电磁感应效应采集能量；当受到外界激励产生振动时，压电双晶片用于采集中高频能量，电磁谐振单元用于采集低频能量，从而实现装置的宽频能量采集；压电支撑梁使用四片并联输出端的压电双晶片，嵌套在压电双晶片支撑梁上的可滑动质量块能够根据实际振动情况调整其位于压电支撑梁上的位置，从而改变压电支撑梁的质量分布，起到调节压电支撑梁谐振频率的效果。