[发明专利]摩擦‑压电‑磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器

权利要求书

1.一种摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器，其特征在于：包括外球壳（2），所述外球壳（2）内壁覆盖设置压电缓冲层（3），所述压电缓冲层（3）上覆盖设置压电层（4），所述压电层（4）上覆盖摩擦层，所述摩擦层由间隔设置的正性摩擦层（5）和负性摩擦层（6）构成，并引出压电层以及摩擦层各自的引线于外球壳（2）外；所述外球壳（2）内装有内置有磁铁球（8）的内球壳（7），所述内球壳（7）在外球壳（2）内自由运动；所述外球壳（2）外设置电磁感应线圈（1）；所述压电缓冲层（3）、压电层（4）和摩擦层分隔成形状相同的若干等分后依次粘贴于外球壳（2）的内壁上。

2.根据权利要求1所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器，其特征在于：所述外球壳（2）外的上下左右前后六个位置对称布置有6个电磁感应线圈（1），各电磁感应线圈之间采用串联方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器，其特征在于：所有的负性摩擦层（6）并联在一起，所有的正性摩擦层（5）并联在一起。

4.根据权利要求3所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器，其特征在于：所述压电缓冲层（3）采用室温硫化硅胶制备。

5.一种摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、将外球壳（2）内表面等分为若干份，并计算出每份的平面近似展开图形；

（2）、根据得到的平面展开图形，将压电缓冲层（3）、压电层（4）和正性摩擦层、负性摩擦层（5、6）依次裁剪为与之相同的图形，并依次粘贴于外球壳（2）内表面；所述正性摩擦层（5）和负性摩擦层（6）间隔设置；

（3）、引出压电层以及摩擦层各自的引线于外球壳（2）外；

（4）、将包含有磁铁球（8）的内球壳（7）置于被贴片的外球壳（2）内；

（5）、将若干电磁感应线圈（1）布置于外球壳（2）外表面。

6.根据权利要求5所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法，其特征在于：所述压电缓冲层（3）采用自组装方法制备，具体为：先将室温硫化硅胶均匀涂覆在一基板上，然后压上另一基板，放入真空干燥器中抽真空至10^-2Pa，再将其加热至68-72℃，保温2-2.5小时，便可获得具有随机分布气泡的压电缓冲层。

7.根据权利要求5或6所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法，其特征在于：所有的负性摩擦层（6）的引线并联在一起，所有的正性摩擦层（5）的引线并联在一起。

8.根据权利要求5所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法，其特征在于：步骤1中，将外球壳（2）内表面等分为8份，每份的平面近似展开图形采用MATLAB数值计算方法。

9.根据权利要求5所述的摩擦-压电-磁电复合式三维空间多自由度微能源采集器的制作方法，其特征在于：步骤（5）中，6个电磁感应线圈（1）对称布置于外球壳（2）外表面的上下左右前后六个位置，各电磁感应线圈之间采用串联方式连接。