[发明专利]基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器

权利要求书

1.一种基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，包括：框架和设于框架内的双稳态梁、压电悬臂梁、永磁铁、软磁铁，其特征在于，双稳态梁的两端均固定于框架上，永磁铁附着于双稳态梁上，压电悬臂梁的一端固定于框架上，软磁铁设置于压电悬臂梁上，

所述的双稳态梁与压电悬臂梁垂直方向上的距离满足：双稳态梁两端均固支于框架内部，并在轴向力作用下发生屈曲，稳定平衡放置于框架内部，此时为双稳态梁的第一个稳态位置；

当外界振动加速度大于某个值时，也即作用于双稳态梁上的外界横向力增大到一定值时，双稳态梁将跳转另一稳态位置，设于双稳态梁下表面中部的永磁铁会与设置于压电悬臂梁上的软磁铁相互吸引，双稳态梁与压电悬臂梁垂直方向上的距离，应设计保证双稳态梁上的永磁铁在双稳态梁的第二个稳定状态时能够吸引压电悬臂梁上的软磁铁，且应保证永磁铁和软磁铁不会相互接触吸合。

2.根据权利要求1所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述双稳态梁的长度比框架内部空隙的宽度长。

3.根据权利要求1或者2所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述双稳态梁水平放置，且双稳态梁屈曲于框架内。

4.根据权利要求1所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述压电悬臂梁的另一端悬空。

5.根据权利要求4所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述软磁铁设于压电悬臂梁的悬空端的上表面。

6.根据权利要求1所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述永磁铁附着于双稳态梁的下表面的中部。

7.根据权利要求1所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述永磁铁与软磁铁的中心轴线相同。

8.根据权利要求1所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，所述压电悬臂梁，包括三层，中间层为金属层，上层和下层均为压电层。 

9.根据权利要求8所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，上层压电层和下层压电层上均覆盖有电极。

10.根据权利要求9所述的基于双稳态升频结构的MEMS宽频压电能量采集器，其特征是，上层压电层电极和下层压电层电极串联连接。