[發明專利]一種附帶多質量球的雙穩態壓電俘能器裝置

在審

• 申請號: 201910166436.0
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109889092A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 李浩群;李佳瑋;景浩
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種附帶多滾動質量球的雙穩態壓電俘能器裝置，其特征在于：所述裝置包括支座、支撐座、雙穩態壓電板、滾動質量系統；所述支座中的圓柱軸頂端有外螺紋與支撐座中心的螺紋孔配合連接，支座有正方形底板，支座通過底板收集外部振動能量；所述雙穩態壓電板由基板、壓電層構成，基板是由多層碳纖維材料合成的多層板，基板下表面中心部位粘貼于支撐座上，壓電層粘貼于基板上表面中心部位；所述滾動質量系統由四個質量箱組成，每個質量箱由箱體、質量球、箱蓋構成；所述質量球裝在箱體中，用箱蓋扣合，箱體內壁和質量球表面光滑，質量球能在箱體中自由滾動，四個質量箱分別粘貼在雙穩態壓電板的基板邊線的中垂線上，質量箱底面基板側面位于同一平面；所述壓電層由保護層、壓電薄膜、電極層構成；所述電極層分別附著在壓電薄膜兩端，由電極線導出壓電層外側；所述壓電薄膜和電極層被保護層完全包裹。

2.根據權利要求1所述的附帶多滾動質量球雙穩態壓電俘能器裝置，其特征在于：所述基板為碳纖維材料層合而成的雙穩態板，所述箱體、箱蓋材料為聚甲醛塑料；壓電層材料為極化后的PVDF，電極層材料為銀，電極線材料為銅線，保護層材料為聚酯，所述支座、支撐座、質量球材料為鋼。

3.根據權利要求1所述的附帶多滾動質量球的雙穩態壓電俘能器裝置，其特征在于：所述壓電板邊長與基板邊長的比值為0.4～0.6，箱體長為基板邊長的0.2～0.3，寬為基板變長的0.1，高為基板邊長的0.1，質量球的直徑為基板邊長的0.05～0.1。

4.應用如權利要求1-3任意一項所述裝置的方法，其特征在于：受到環境振動的激勵時，質量球隨著穩態壓電板的大幅振動及穩態變換在箱體中不斷滾動而改變位置，使雙穩態態壓電板具有兩種變形形態，而且由于質量球的不同位置也調節并降低了多態壓電板的固有頻率，增大該壓電俘能器裝置的工作頻寬；同時由于質量球的自身重量也增大了壓電板的形變，使粘接在壓電板上的壓電片獲得較大形變，從而產生較大電壓。