[發明專利]壓電自供電組合梁減振裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201910898312.1
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110544976B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 羅均;張動;王敏;蒲華燕;孫翊;段超群;張順琦;彭艷;謝少榮
• 申請（專利權）人: 重慶大學;上海大學
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02N2/18;F16F15/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

1.一種壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，壓電自供電組合梁減振裝置包括負載平臺、導桿、上剛性框架、下剛性框架、上導向部件、下導向部件、上彈性部件、下彈性部件、上滾輪機構、下滾輪機構、電路系統和多個壓電懸臂梁，所述上剛性框架設置于所述下剛性框架的上部，所述上導向部件安裝于所述上剛性框架中，所述下導向部件安裝于所述下剛性部件中，所述導桿套設于所述上導向部件和所述下導向部件中，所述負載平臺固定于所述導桿的上端，所述上滾輪機構和所述下滾輪機構均固定套設于所述導桿上且位于所述上導向部件和所述下導向部件之間，所述上彈性部件套設于所述上滾輪機構外，所述下彈性部件套設于所述下滾輪機構外，各所述壓電懸臂梁的一端固定于所述上剛性框架和所述下剛性框架之間，各所述壓電懸臂梁的另一端設置于所述上滾輪機構和所述下滾輪機構之間，多個所述壓電懸臂梁中的至少一個所述壓電懸臂梁與所述電路系統的輸入端連接，多個所述壓電懸臂梁中的其他所述壓電懸臂梁與所述電路系統的輸出端連接；

該方法具體包括以下步驟：外部環境激勵所述負載平臺時向系統輸入能量，能量通過所述導桿傳遞到所述上滾輪機構和所述下滾輪機構，進而傳遞到所述壓電懸臂梁，所述壓電懸臂梁受迫振動且由于壓電效應而產生電荷，其中，與所述電路系統輸入端連接的所述壓電懸臂梁用于能量收集，與所述電路系統輸出端連接的所述壓電懸臂梁用于振動控制，當用于能量收集的所述壓電懸臂梁產生的電壓達到極大值或極小值時，所述電路系統導通，所述電路系統將存儲的能量用于與所述電路系統輸出端連接的所述壓電懸臂梁的振動控制。

2.根據權利要求1所述的壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，還包括墊片，所述墊片套設于所述導桿上，所述墊片位于所述下導向部件和所述下彈性部件之間。

3.根據權利要求1所述的壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，所述電路系統包括整流電路、DC-DC電壓轉換電路、儲能電路、控制電路和充電電池，多個所述壓電懸臂梁中的至少一個所述壓電懸臂梁與所述整流電路的輸入端相連，所述整流電路的輸出端與所述DC-DC電壓轉換電路的輸入端相連，所述DC-DC電壓轉換電路的輸出端與所述儲能電路及所述充電電池的輸入端相連，所述儲能電路的輸出端與所述控制電路的輸入端相連，多個所述壓電懸臂梁中的其他所述壓電懸臂梁與所述控制電路的輸出端相連，所述充電電池用于向所述整流電路、所述DC-DC電壓轉換電路、所述儲能電路和所述控制電路供電。

4.根據權利要求1所述的壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，所述壓電懸臂梁包括壓電片、柔性板和剛性板，所述柔性板的一端固定于所述上剛性框架和所述下剛性框架之間，所述柔性板的另一端固定連接有所述剛性板，所述剛性板設置于所述上滾輪機構和所述下滾輪機構之間，所述壓電片貼設于所述柔性板上。

5.根據權利要求4所述的壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，所述上滾輪機構包括上滾輪支架、多個上輪軸和多個上滾輪，所述上滾輪支架包括上圓筒和多個上支架，所述上滾輪支架為一體式結構，所述上圓筒固定套設于所述導桿上，各所述上支架的一端設置于所述上圓筒的下部，各所述上支架的另一端安裝有一個所述上輪軸，各所述上輪軸上安裝有一個所述上滾輪，一個所述上滾輪與一個所述剛性板的上表面相接觸；所述下滾輪機構包括下滾輪支架、多個下輪軸和多個下滾輪，所述下滾輪支架包括下圓筒和多個下支架，所述下滾輪支架為一體式結構，所述下圓筒固定套設于所述導桿上，各所述下支架的一端設置于所述下圓筒的上部，各所述下支架的另一端安裝有一個所述下輪軸，各所述下輪軸上安裝有一個所述下滾輪，一個所述下滾輪與一個所述剛性板的下表面相接觸。

6.根據權利要求1所述的壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，所述上導向部件和所述下導向部件均為直線軸承。

7.根據權利要求1所述的壓電自供電組合梁減振裝置的控制方法，其特征在于，所述上彈性部件和所述下彈性部件均為復位彈簧。