[發明專利]一種壓電式能量采集器及壓電式能量采集方法

在審

• 申請號: 201510317624.0
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104935209A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 汪飛;李閃閃
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種壓電式能量采集器，其特征在于，包括：

振動臺(101)，固定連接第一橫梁(102)的第一端和第二橫梁(103)的第一端；

所述第一橫梁(102)背離所述第二橫梁(103)的一側上固定連接第一質量塊(104)，所述第一橫梁(102)背離所述第二橫梁(103)的一側電連接第一壓電層(106)，所述第一壓電層(106)上固定第一金屬電極(108)，所述第二橫梁(103)背離所述第一橫梁(102)的一側上固定連接第二質量塊(105)，所述第二橫梁(103)靠近所述第一橫梁(102)的一側電連接第二壓電層(107)，所述第二壓電層(107)上固定連接第二金屬電極(109)，所述第一橫梁(102)電連接第一導線(110)的第一端，所述第一導線(110)的第二端連接所述第二金屬電極(109)；

所述第一金屬電極(108)和負載(113)的第一端通過第二導線(111)連接；所述第二橫梁(103)電連接第三導線(112)的第一端，所述第三導線(112)的第二端連接所述負載(113)的第二端；

所述第一壓電層(106)和所述第二壓電層(107)的極化方向相同；

所述第一橫梁(102)和第一質量塊(104)以及所述第一壓電層(106)構成第一振動系統，所述第二橫梁(103)和第二質量塊(105)以及所述第二壓電層(107)構成第二振動系統，所述第一振動系統和第二振動系統的質量不同，以使所述第一振動系統的第一固有頻率不同于所述第二振動系統的第二固有頻率，其中，第一計算值與第二計算值之比小于20％，所述第一計算值為所述第一固有頻率與所述第二固有頻率之差的絕對值，所述第二計算值為所述第一固有頻率與所述第二固有頻率之和；

所述第一金屬電極為金屬銅片，所述第一金屬電極的金屬銅片面積大于所述第一壓電層面積的一半，所述第一金屬電極的金屬銅片長度小于或等于所述第一壓電層的長度且所述第一金屬電極的金屬銅片寬度小于或等于所述第一壓電層的寬度；

所述第二金屬電極為金屬銅片，所述第二金屬電極的金屬銅片面積大于所述第二壓電層面積的一半，所述第二金屬電極的金屬銅片長度小于或等于所述第二壓電層的長度且所述第二金屬電極的金屬銅片寬度小于或等于所述第二壓電層的寬度。

2.根據權利要求1所述的壓電式能量采集器，其特征在于，

所述第一壓電層(106)的材料包括無機壓電材料或/和有機壓電材料；或/和，

所述第二壓電層(107)的材料包括無機壓電材料或/和有機壓電材料。

3.根據權利要求1所述的壓電式能量采集器，其特征在于，

所述振動臺(101)固定連接第一橫梁(102)的第一端的連接方式為螺紋連接；或/和，

所述振動臺(101)固定連接第二橫梁(103)的第一端的連接方式為螺紋連接。

4.根據權利要求1所述的壓電式能量采集器，其特征在于，

所述第一橫梁(102)與所述第一質量塊(104)通過粘合劑固定連接；或/和，

所述第二橫梁(103)與所述第二質量塊(105)通過粘合劑固定連接。

5.根據權利要求1所述的壓電式能量采集器，其特征在于，所述第一橫梁(102)和所述第二橫梁(103)均為導體。

6.根據權利要求1所述的壓電式能量采集器，其特征在于，所述第一橫梁(102)和所述第二橫梁(103)均為絕緣體，其中，所述第一橫梁(102)背離所述第二橫梁(103)的一側通過第三金屬電極(114)電連接所述第一壓電層(106)，所述第一橫梁(102)背離所述第二橫梁(103)的一側通過所述第三金屬電極(114)電連接所述第一導線(110)的第一端，所述第二橫梁(103)靠近所述第一橫梁(102)的一側通過第四金屬電極(115)電連接所述第二壓電層(107)，所述第二橫梁(103)靠近所述第一橫梁(102)的一側通過所述第四金屬電極(115)電連接第三導線(112)的第一端。