[發(fā)明專利]雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111289978.0 | 申請日： | 2021-11-02 |
| 公開（公告）號： | CN114039509A | 公開（公告）日： | 2022-02-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 譚婷;王哲敏;李天潤;申博文 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué) |
| 主分類號： | H02N2/18 | 分類號： | H02N2/18 |
| 代理公司： | 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236 | 代理人： | 胡晶 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 雙穩(wěn)態(tài) 壓電 能量 收集 裝置 | ||
1.一種雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，包括固定支架、負(fù)剛度彈性組件、懸臂梁(6)、壓電元件(7)以及波形彈簧；
所述固定支架包括矩形上基板(1)、矩形下基板(2)以及固定桿(3)；所述固定桿(3)的兩端分別連接所述矩形上基板(1)和所述矩形下基板(2)；
負(fù)剛度彈性組件包括第一負(fù)剛度彈性組件(4)和第二負(fù)剛度彈性組件(5)；所述第一負(fù)剛度彈性組件(4)設(shè)置在所述矩形上基板(1)遠(yuǎn)離所述固定桿(3)的一端，所述第二負(fù)剛度彈性組件(5)設(shè)置在所述矩形下基板(2)的一端；
所述懸臂梁(6)的一端設(shè)置所述固定桿(3)的中部位置處，所述懸臂梁(6)的另一端夾設(shè)在所述第一負(fù)剛度彈性組件(4)和所述第二負(fù)剛度彈性組件(5)之間；
所述壓電元件(7)設(shè)置在所述懸臂梁(6)上靠近所述固定桿(3)的一端；
所述波形彈簧包括第一波形彈簧(8)和第二波形彈簧(9)；所述第一波形彈簧(8)設(shè)置在所述第一負(fù)剛度彈性組件(4)內(nèi)，所述第二波形彈簧(9)設(shè)置在所述第二負(fù)剛度彈性組件(5)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，所述第一負(fù)剛度彈性組件(4)包括第一薄壁圓臺(401)、第一圓餅形永磁鐵(402)以及第一圓環(huán)形永磁鐵(403)；所述第一薄壁圓臺(401)中空設(shè)置；
所述矩形上基板(1)遠(yuǎn)離所述固定桿(3)的一端設(shè)置在所述第一薄壁圓臺(401)的大端面外側(cè)；
所述第一圓餅形永磁鐵(402)設(shè)置在所述第一薄壁圓臺(401)的小端面內(nèi)側(cè)，所述第一圓環(huán)形永磁鐵(403)設(shè)置在所述第一薄壁圓臺(401)的大端面內(nèi)側(cè)；
所述第一圓餅形永磁鐵(402)與所述第一圓環(huán)形永磁鐵(403)的中心在同一豎直線，且所述第一圓餅形永磁鐵(402)的直徑尺寸小于所述第一圓環(huán)形永磁鐵(403)內(nèi)側(cè)圓環(huán)直徑尺寸；
所述第一波形彈簧(8)沿豎直方向設(shè)置在所述第一薄壁圓臺(401)的大端面內(nèi)側(cè)的中心位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，所述第二負(fù)剛度彈性組件(5)包括第二薄壁圓臺(501)、第二圓餅形永磁鐵(502)以及第二圓環(huán)形永磁鐵(503)；所述第二薄壁圓臺(501)中空設(shè)置；
所述矩形下基板(2)遠(yuǎn)離所述固定桿(3)的一端設(shè)置在所述第二薄壁圓臺(501)的大端面外側(cè)；
所述第二圓餅形永磁鐵(502)設(shè)置在所述第二薄壁圓臺(501)的小端面內(nèi)側(cè)，所述第二圓環(huán)形永磁鐵(503)設(shè)置在所述第二薄壁圓臺(501)的大端面內(nèi)側(cè)；
所述第二圓餅形永磁鐵(502)與所述第二圓環(huán)形永磁鐵(503)的中心在同一豎直線，且所述第二圓餅形永磁鐵(502)的直徑尺寸小于所述第二圓環(huán)形永磁鐵(503)內(nèi)側(cè)圓環(huán)直徑尺寸；
所述第二波形彈簧(9)沿豎直方向設(shè)置在所述第二薄壁圓臺(501)的大端面內(nèi)側(cè)的中心位置處；
所述第一薄壁圓臺(401)的小端面和所述第二薄壁圓臺(501)的小端面相對設(shè)置，所述懸臂梁(6)遠(yuǎn)離所述固定桿(3)的一端位于所述第一薄壁圓臺(401)的小端面和所述第二薄壁圓臺(501)的小端面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，所述第一圓餅形永磁鐵(402)與所述第一圓環(huán)形永磁鐵(403)相對面的磁極性相異；
所述第二圓餅形永磁鐵(502)與所述第二圓環(huán)形永磁鐵(503)相對面的磁極性相異。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，所述第一圓餅形永磁鐵(402)、所述第二圓餅形永磁鐵(502)、所述第一圓環(huán)形永磁鐵(403)以及所述第二圓環(huán)形永磁鐵(503)均采用釹鐵硼永磁鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，所述第一薄壁圓臺(401)和所述第二薄壁圓臺(501)均采用聚二甲基硅氧烷制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)壓電能量收集裝置，其特征在于，所述壓電元件(7)選用壓電陶瓷或柔性壓電元聚偏氟乙烯。
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