[实用新型]一种基于宽频振动能量收集器的无线传感模块

权利要求书

1.一种基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，包括传感器、A/D转换模块、处理器、存储器和无线发射器，所述传感器连接于所述A/D转换模块，所述A/D转换模块、存储器、无线发射器均连接于所述处理器；其特征在于，还包括超级电容和宽频振动能量收集器；所述宽频振动能量收集器包括悬臂梁结构，所述悬臂梁结构主要由悬臂梁、质量块和压电层组成，所述压电层从上往下依次包括上电极、压电材料和下电极；所述压电层设于所述悬臂梁的表面，所述质量块连接于所述悬臂梁；所述宽频振动能量收集器至少包括两个悬臂梁结构，每个悬臂梁结构之间相耦合；所述宽频振动能量收集器的压电层通过整流电路电性连接于所述超级电容，所述超级电容则为传感器、A/D转换模块、处理器、存储器和无线发射器提供电能。

2.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，每个悬臂梁结构上的悬臂梁通过横梁相耦合，所述横梁连接于次级悬臂梁的一端；所述次级悬臂梁上设有压电层，并且另一端连接有另一质量块。

3.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，每个悬臂梁结构上的悬臂梁通过横梁相耦合，所述横梁还连接于次级悬臂梁的一端；所述次级悬臂梁上设有压电层，并且另一端连接有另一质量块；每个悬臂梁结构的悬臂梁连接于同一质量块，该质量块还连接于所述横梁。

4.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，其中一个悬臂梁结构的悬臂梁为外缘呈三角形结构的框架状结构，另一悬臂梁结构的呈三角形结构的悬臂梁位于其框架状结构内；所述外缘呈三角形结构的框架状结构的悬臂梁的自由端连接于一质量块，而另一三角形结构的悬臂梁的固定端连接于该质量块，自由端则连接有另一质量块。

5.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，悬臂梁呈三角形结构，其中一个悬臂梁的自由端连接于方框形状的质量块，所述方框形状的质量块内连接于另一三角形结构的悬臂梁的固定端，该悬臂梁的自由端连接有质量块。

6.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，每个悬臂梁结构之间并联，每个悬臂梁结构的质量块连接于所述悬臂梁的自由端并且每个悬臂梁的自由端通过弹簧连接，所述弹簧的弹性系数比每个悬臂梁的弹性系数小，且谐振频率不同。

7.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，每个悬臂梁结构之间通过弹簧并联，且每个悬臂梁结构的质量块均设于悬臂梁的中部，所述弹簧的两端分别连接于所耦合的两个悬臂梁结构的悬臂梁的中部；所述压电层布满所述悬臂梁的表面；所述弹簧的弹性系数小于所述悬臂梁的弹性系数。

8.根据权利要求1所述的基于宽频振动能量收集器的无线传感模块，其特征在于，所有的悬臂梁结构组成一个阵列，每个悬臂梁结构之间通过梁连接。