[发明专利]一种多方向宽频带压电能量收集器

权利要求书

1.一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，包括固定基座(1)、悬臂梁(2)、压电陶瓷(3)、质量块(4)、第一电极(5)、第二电极(6)和导线(7)；所述固定基座(1)的顶面是绝缘层，侧面是可导电的长方体；所述悬臂梁(2)的底端是固定在所述固定基座(1)上；所述压电陶瓷(3)位于所述悬臂梁(2)内侧和外侧；所述质量块(4)与所述悬臂梁(2)匹配对应，并固定于所述悬臂梁(2)顶端内侧所述压电陶瓷(3)上；所述第一电极(5)和所述第二电极(6)分别连接在所述压电陶瓷上；所述导线(7)分别连接对应所述悬臂梁(2)的内侧所述压电陶瓷(3)。

2.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述能量收集器是通过固定基座(1)获取振动能量，且所述固定基座(1)材料为铜和铝，顶面为绝缘层，侧面是导电面。

3.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述质量块(4)的质量是根据所述悬臂梁(2)的固有频率和实际环境的振动频率范围运用两个公式

计算得到，其中m表示单所述悬臂梁的等效质量，k表示该单所述悬臂梁的等效刚度，c表示该单所述悬臂梁的等效阻尼，E_e、E分别表示所述压电陶瓷的弹性模量、金属片的弹性模量，假设单所述悬臂梁末端质量块的质量为m_m，l_r为所述单悬臂梁的有效工作长度，金属片的密度为ρ，长度为l，宽度为w，高度为h；所述压电陶瓷的密度为ρ_e，长度为l_e，宽度为w_e，高度为h_e；所述质量块的密度为ρ_m，长度为l_m，宽度为w_m，高度为h_m。

4.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述悬臂梁(2)是阵列式分布且有八个，形状为矩形，材料为铝合金，长度为60mm，宽度为10mm，厚度为0.2mm，对称的分布在所述固定基座(1)上，且拥有不同谐振频率。

5.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述压电陶瓷(3)材料为PZT-5H，厚度为0.2mm，均匀的粘在所述悬臂梁(2)的内外侧。

6.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述第一电极(5)和所述第二电极(6)分为正负电极，且对应连接在所述八个阵列式分布的悬臂梁(2)上，所述第二电极(6)在外侧所述压电陶瓷(3)上，所述第一电极(5)在内侧所述压电陶瓷(3)上。

7.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述导线(7)为普通导线，将所述的悬臂梁(2)内侧的所述压电陶瓷(3)连接在一起，使之串联输出能量。

8.根据权利要求书1所述的一种多方向宽频带压电能量收集器，其特征在于，所述第二电极(6)与所述固定基座(1)侧边的导电面连接。