[發明專利]一種適用于2Hz以下超低頻旋轉的能量收集器

在審

• 申請號: 202211076162.4
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115459628A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 芮小博;韓欣欣;李健;張宇;黃新敬;李航;曾周末
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 霍慧慧

1.一種適用于2Hz以下超低頻旋轉的能量收集器，其特征在于：包括旋轉盤、直線導軌、固定座、可移動基座、壓電懸臂梁及質量塊，所述旋轉盤的軸線上安裝所述直線導軌，所述直線導軌的中心與旋轉盤圓心重合，所述直線導軌的兩端對稱設置有固定座，所述直線導軌上滑動安裝所述可移動基座，所述可移動基座沿直線導軌在兩個固定座之間單自由度滑動；所述可移動基座的一側設置所述壓電懸臂梁，所述壓電懸臂梁上放置壓電材料，所述壓電懸臂梁的端部固定安裝所述質量塊，所述壓電懸臂梁的長度方向為X軸，寬度方向為Y軸，所述直線導軌方向為Z軸，旋轉盤沿X軸方向進行旋轉，所述可移動基座由重力分量作用沿直線導軌產生位移，當所述可移動基座與固定座發生碰撞時，產生瞬時沖擊力，所述壓電懸臂梁端部的質量塊由于慣性將繼續向原方向運動，所述質量塊與所述可移動基座之間產生了相對位移，帶動壓電懸臂梁沿Z軸方向發生形變，實現壓電能量轉化。

2.根據權利要求1所述的適用于2Hz以下超低頻旋轉的能量收集器，其特征在于：所述旋轉盤的運行過程分為四個階段：

1)當直線導軌處于水平位置時，設可移動基座位于直線導軌的最左端，系統以順時針方向進行旋轉；

2)由于直線導軌的傾斜，可移動基座在直線導軌方向上所受重力分量逐漸大于摩擦力，可移動基座向直線導軌的另一端滑動；

3)當直線導軌順時針旋轉90°時，可移動基座沿直線導軌方向的重力分量達到最大值，理論摩擦力為零；

4)繼續順時針轉動，當可移動基座與固定座發生碰撞時，速度瞬時降低，可移動基座將不產生位移，直到直線導軌旋轉至水平位置。

3.根據權利要求1所述的適用于2Hz以下超低頻旋轉的能量收集器，其特征在于：所述壓電懸臂梁的運動周期為旋轉盤的2倍，可實現旋轉盤一個運動周期內的倍頻。