[发明专利]基于碰撞的压电-静电复合式俘能器装置

摘要

本发明公开了一种基于碰撞的压电‑静电复合式俘能器装置，包括箱体，悬臂板，压电层，质量块，折梁及静电俘能模块，将压电悬臂板固定在箱体上，通过箱体接收环境的振动激励，使悬臂板产生振动变形，从而使粘贴在悬臂板上的压电片产生变形获取能量，在悬臂板的固定端粘贴质量块，起到降低结构固有频率及提高变形的作用，静电俘能模块安装在箱体两侧的突起上，静电模块中的基板安装在折梁的端部，利用悬臂梁上的质量块与折梁的碰撞，将竖直方向的振动转换为水平方向的位移，提高了对周围环境的适应性，采用滑块导轨的方式限制折梁两端的位移，从而将静电俘能模块中的电容极板间距控制在极小的范围内，以实现较大的电容变化，产生较高的电压。

主权项

1.一种基于碰撞的压电‑静电复合式俘能器，其特征在于，包括箱盖(1)、箱体(2)、压电层(3)、悬臂梁(4)、质量块(5)及四组静电俘能模块；箱盖(1)为一带有两端突起的长方体板，箱体(2)为形状与箱盖(1)相对应，悬臂梁(4)安装在箱体(2)上，悬臂梁(4)的自由端粘贴有质量块(5)，压电层(3)粘贴在悬臂梁(4)的自由端；箱体(2)两侧分别有一个长方体板，长方体板中用于安装两组静电俘能模块；每组静电俘能模块都由折梁(6)、基板(8)、下电极板(9)、驻极体(10)、下电极块(11)、上电极板(12)、上电极块(13)和滑块(14)组成；基板(8)安装在折梁(6)端部；下电极板(9)安装在基板(8)上方；下电极块(11)安装在下电极板(9)上方，每隔1mm安装一个下电极块(11)，每个下电极板(9)上安装六个下电极块(11)；在每个下电极块(11)上方分别安装一个驻极体(10)，长和宽尺寸与下电极块(11)相等；在驻极体(10)相对的箱体(2)的一面上安装上电极板(12)，尺寸与下电极板(9)相等；在上电极板(12)下方安装上电极块(13)，尺寸及安装方式与下电极块(11)相同；基板(8)两侧的滑块(14)是与基板一体成型的；在箱体(2)上开有导轨(7)，滑块(14)能够在导轨(7)上滑动；压电层(3)的长度方向与悬臂梁(4)的长度方向一致，从悬臂梁(4)的固定端向自由端延伸，压电层(3)的长度小于悬臂梁(4)的长度，压电层(3)的宽度与悬臂梁(4)的宽度一样，压电层(3)长度方向的两侧面与悬臂梁(4)长度方向的两侧面齐平。