[发明专利]一种基于机-电转换的梯度减振结构和减振方法

权利要求书

1.一种基于机-电转换的梯度减振结构，其特征在于，包括自上至下依次设置的负泊松比-振子单元减振层（2）、第一压电层（3）、吸能层（4）和第二压电层（5）；所述负泊松比-振子单元减振层（2）中设置有振子单元（7）；所述第一压电层（3）和第二压电层（5）用于将振动能量与热能转化为电能，所述吸能层（4）用于吸收振动能量；

所述负泊松比-振子单元减振层（2）包括负泊松比内六角蜂窝结构（21）和振子单元（7），所述负泊松比-振子单元减振层（2）包括对称布置的两个负泊松比内六角蜂窝结构(21），以及由对称布置的两个负泊松比内六角蜂窝结构（21）各自一边相邻的侧壁围成的六角安装空间，所述的六角安装空间中设置有安装板，所述振子单元（7）固定在安装板上，所述安装板分别与两端的负泊松比内六角蜂窝结构（21）侧壁连接，所述安装板与两端的负泊松比内六角蜂窝结构（21）侧壁之间的夹角均为锐角，所述负泊松比内六角蜂窝结构（21）为橡胶类材质。

2.根据权利要求1所述的一种基于机-电转换的梯度减振结构，其特征在于，所述第一压电层（3）和第二压电层（5）压电材料和压电能量收集电路（8）连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于机-电转换的梯度减振结构，其特征在于，所述吸能层（4）为微晶格结构，所述微晶格结构包括多个阵列布置的单胞。

4.根据权利要求3所述的一种基于机-电转换的梯度减振结构，其特征在于，所述单胞为面心立方结构。

5.根据权利要求1所述的一种基于机-电转换的梯度减振结构，其特征在于，所述负泊松比-振子单元减振层（2）和第二压电层（5）外侧分别设置有第一支撑保护层（1）和第二支撑保护层（6）。

6.根据权利要求5所述的一种基于机-电转换的梯度减振结构，其特征在于，所述第一支撑保护层（1）和第二支撑保护层（6）由橡胶类材料制成。

7.基于权利要求1所述的一种基于机-电转换的梯度减振结构的减振方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、外界振动作用于减振结构上，引起整个减振结构变形；

步骤2、负泊松比-振子单元减振层（2），振动进行减振；

步骤3、第一压电层（3）跟随梯度减振结构产生变形，进而利用压电效应将部分振动能量转换为电能，实现减振的同时，将电能传输给压电能量收集电路（8）；

步骤4、吸能层（4）变形并吸收部分振动能量，将其转化为热能耗散；

步骤5、吸能层（4）下的第二压电层（5）能将部分剩余的振动能量转化成电能，进一步的耗散振动能量。

8.根据权利要求7所述的减振方法，其特征在于，所述步骤3中，压电能量收集电路（8）进行交-直电流转换与稳压并储存电能。