[發明專利]懸臂梁驅動復合結構壓電型能量收集器

無效

• 申請號: 201210004391.5
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN103199736A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 羅豪甦;許春東;王東;趙祥永;任博;狄文寧;李曉兵;徐海清;林迪;王升;梁柱;郭浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;姚佳雯

1.一種懸臂梁驅動復合結構壓電型能量收集器，包括：

一懸臂梁構件，其一端為固定至基座的固定端，另一端為自由端；

在所述懸臂梁構件的固定端附近分別對稱地在所述懸臂梁構件的上表面和下表面上安置的一對壓電換能單元，所述壓電換能單元通過所述懸臂梁構件的振動進行驅動以產生電能；以及

用于將產生的電能輸出的輸出單元。

2.根據權利要求1所述的壓電型能量收集器，其特征在于，還包括用于夾持所述懸臂梁構件的固定端、基座及壓電換能單元的固定構件。

3.根據權利要求1所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電換能單元為具有鐃鈸形結構的壓電換能單元，包括中間的壓電材料和分別粘接于所述壓電材料的上表面和下表面上的兩個鐃鈸形的金屬帽，所述輸出單元包括分別從各金屬帽的靠近所述懸臂梁構件的自由端的一側引出的導線。

4.根據權利要求1所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電換能單元為具有疊層結構的壓電換能單元，所述疊層結構包括疊合粘接的多層壓電材料層，所述輸出單元包括分別從所述疊層結構的頂層和底層的壓電材料層的靠近所述懸臂梁構件的自由端的一側引出的導線。

5.根據權利要求1所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電換能單元為具有包括凹鐃鈸形結構、新月結構或鼓形結構在內的V形彎張結構的壓電換能單元。

6.根據權利要求1所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電換能單元為具有彎曲結構的壓電換能單元。

7.根據權利要求1所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電換能單元為片狀壓電振子。

8.根據權利要求2所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述固定構件為U形框架，所述U形框架朝向所述懸臂梁構件的自由端的方向開口，容納并固定所述懸臂梁構件的固定端、基座及壓電換能單元，且所述基座嵌入所述U形框架的底部。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的壓電型能量收集器，其特征在于，還包括設置于所述懸臂梁構件的自由端處的質量塊。

10.根據權利要求1-8中任一項所述的壓電型能量收集器，其特征在于，還包括設置于所述懸臂梁構件上的至少一個壓電材料，以及焊接至該壓電材料上的導線。

11.根據權利要求3或4所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電材料選用壓電陶瓷、壓電晶體、有機壓電材料或無鉛壓電材料。

12.根據權利要求11所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電材料為采用改進的布里奇曼方法生長的PMNT單晶材料，且其取向為<001>或<110>，組分為0.20≤x≤0.40。

13.根據權利要求11所述的壓電型能量收集器，其特征在于，所述壓電材料為PZT5H壓電陶瓷。