[发明专利]一种柔性复合式压电振动能量收集器

说明书

本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种柔性复合式压电振动能量收集器，所述柔性石墨烯电容器上的四周固定有PET支架，所述柔性石墨烯电容器上通过小型弹簧连接有微型压电陶瓷，所述微型压电陶瓷上固定有PET连接杆，所述微型压电陶瓷的上方设置有PDMS胶体薄板，所述PDMS胶体薄板上开设有方孔，所述PET连接杆穿过PDMS胶体薄板上的方孔与石墨烯/PVDF复合纤维模块连接，所述PET薄膜封装在石墨烯/PVDF复合纤维模块的外侧。本发明通过弧形结构以及底部弹簧，能够接收各方向的压力和振动的能量，最大效率利用能量，且顶部外壳采用PET薄膜封装，该材料拥有好的柔韧性，器件恢复能力强，能够延长器件使用寿命。本发明用于振动能量的收集。

技术领域

本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种柔性复合式压电振动能量收集器。

背景技术

随着电子科学与技术的迅速发展，以及现代人类信息交流对便携式电子设备依赖的日益增加，可穿戴技术和电子产品受到了广泛的关注，对于电子产品的便利性，这些也都被运用到军事当中，用来帮助士兵观察、检测以获取有利信息。比如有手持通信设备，耳机通信系统，红外瞄准以及飞行器供电等。在民用方面应用更多，比如智能机器人，电子手环，蓝牙耳机，警示灯以及户外传感器等。电子产品对于我们的日常生活和工作已经变得非常重要，我们已经离不开它。传统的电源供电存在着寿命短、能量低以及需要定期更换等缺点，有些器件更换电池复杂，耗费时间且成本较高，并且有些条件下更换电池不可能实现。这些都限制了电子器件在更多领域的使用。基于这种考虑，电子设备的能源及时供给问题已经成为全球科学界和技术界努力的方向。

申请号107733279A的发明专利申请中，设计了一款基于太阳能的能量收集器，它通过收集太阳能来为微小电子器件供电，但太阳光源并不是一直存在，有时受地理因素和天气情况的限制。

申请号102457207A的发明专利申请中，公开一种收集多频率的振动能量收集器，采用的是悬臂结构阵列。虽然可以收集多频率的振动，但只能接收单一领域的能量源，该专利材料刚性强，应用领域较少。

申请号207603479U的实用新型专利申请中，公开一种传统的悬臂梁式振动能量收集器，它采用在悬臂梁中加入阻挡块，使得能够在较宽频率范围内输出的幅度一定。但这种设备安装需要有方向性，安装过程错误，就达不到所述效果。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明提供了一种恢复能力强、寿命长、使用范围广、整体性强的柔性复合式压电振动能量收集器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种柔性复合式压电振动能量收集器，包括PET薄膜、石墨烯/PVDF复合纤维模块、柔性石墨烯电容器、微型压电陶瓷、小型弹簧、PDMS胶体薄板、PET连接杆和PET支架，所述柔性石墨烯电容器上的四周固定有PET支架，所述柔性石墨烯电容器上通过小型弹簧连接有微型压电陶瓷，所述微型压电陶瓷上固定有PET连接杆，所述微型压电陶瓷的上方设置有PDMS胶体薄板，所述PDMS胶体薄板上开设有方孔，所述PET连接杆穿过PDMS胶体薄板上的方孔与石墨烯/PVDF复合纤维模块连接，所述PET薄膜封装在石墨烯/PVDF复合纤维模块的外侧。

所述石墨烯/PVDF复合纤维模块包括第一石墨烯电极片、第二石墨烯电极片和石墨烯/PVDF复合纤维，所述石墨烯/PVDF复合纤维设置在第一石墨烯电极片、第二石墨烯电极片之间，所述第二石墨烯电极片与PET连接杆连接。

所述微型压电陶瓷采用矩形阵列的方式分布在柔性石墨烯电容器上，每对相邻的微型压电陶瓷之间采用导线连接，所述导线为曲折结构。

所述石墨烯/PVDF复合纤维为石墨烯和PVDF纳米纤维混合制得的复合纤维材料。

所述PET薄膜采用弧形结构弧形结构。