[發明專利]一種壓電式聲子晶體吸振電采集裝置

在審

• 申請號: 201910068370.1
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109742974A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 羅錕;張新亞;雷曉燕;馮青松;歐開寬
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 黃明凱

本發明公開了一種壓電式聲子晶體吸振電采集裝置，包括基體和底座，所述基體固定設置在所述底座上，所述底座連接在振動結構上；其中，所述基體內設置有若干呈空心腔狀的散射體，所述散射體內依次設置有橡膠層、金屬層以及壓電層，所述橡膠層的外表面貼置在所述散射體的頂面或底面。本發明的優點是：設備結構簡單，制造便捷，能夠同時實現吸振以及振動能量向電能的轉化，能夠用于降低土工結構的振動響應，實現振動能量的回收再利用。

技術領域

本發明屬于建筑設備吸振技術領域，具體涉及一種壓電式聲子晶體吸振電采集裝置。

背景技術

隨著建筑業的發展，現有的土木結構如橋梁、建筑等在施工中，在自然環境和施工作業的影響下，通常會存在規律性的振動。現有的土木施工中，忽略了振動對土木結構的穩定性的影響，也沒有針對土木結構振動做出有效的防護，更沒有基于土木結構振動而進行能量回收的技術方案。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種壓電式聲子晶體吸振電采集裝置，通過在振動結構上設置具備振動吸收轉換為電能的基體及其內部的散射體，減小了振動結構的振動情況，并且將振動能量轉換為可利用的電能。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種壓電式聲子晶體吸振電采集裝置，其特征在于，包括基體和底座，所述基體固定設置在所述底座上，所述底座連接在振動結構上；其中，所述基體內設置有若干呈空心腔狀的散射體，所述散射體內依次設置有橡膠層、金屬層以及壓電層，所述橡膠層的外表面貼置在所述散射體的頂面或底面。

所述基體內設置有若干諧振腔，每個所述諧振腔由兩個反向對稱設置的所述散射體構成。

所述諧振腔中兩個所述散射體內的所述橡膠層設置在相鄰的一側。

所述基體呈方形結構，所述諧振腔在所述基體內呈聲子晶體周期結構排布且中心位置空缺。

所述橡膠層、所述金屬層、所述壓電層為圓柱狀結構。

所述橡膠層的橫截面積小于所述金屬層和所述壓電層的橫截面積。

所述橡膠層為高阻尼橡膠層。

所述壓電層包括位于上、下兩側的極板和位于中間的壓電材料板，所述極板連接外部的整流裝置。

所述壓電材料板為壓電陶瓷板。

所述基體為彈性鋼材質。

本發明的優點是：（1）設備結構簡單，制造便捷；（2）能夠同時實現吸振以及振動能量向電能的轉化；（3）能夠用于降低土工結構的振動響應，實現振動能量的回收再利用。

附圖說明

圖1為本發明實施例中壓電式聲子晶體吸振電采集裝置的縱剖面的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中壓電式聲子晶體吸振電采集裝置的橫剖面的結構示意圖；

圖3為本發明實施例中散射體的結構示意圖；

圖4為本發明實施例中壓電層的結構示意圖；

圖5為本發明實施例中存在點缺陷的聲子晶體周期結構的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明的特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

如圖1-5，圖中各標記分別為：基體1、底座2、散射體3、諧振腔4、橡膠層5、金屬層6、壓電層7、壓電材料板8、極板9。