專利名稱：雙穩態結構式壓電能量收集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓電能量收集裝置，特別是一種雙穩態結構式壓電能量收集
直O
背景技術：
近些年來隨著無線設備的廣泛應用，其供電問題受到人們的廣泛關注。壓電能量 收集裝置作為一種新型的微型發電裝置，具有結構簡單、發熱量小、無電磁干擾、易于加工 制作和實現結構上的小型化、集成化等優點，適用于各類傳感及監測系統。市場上的壓電能 量收集裝置大部分為利用懸臂梁的單穩態結構的振動來獲取能量。這種能量收集方式雖然 實用，但是在很多情況下由于周圍環境的振動太小導致振幅較小，使得振動收集裝置的收 集效率較低。
實用新型內容本實用新型的目的在于，提供一種雙穩態結構式壓電能量收集裝置。本實用新型 可加大振動幅度，提高能量收集效率。本實用新型的技術方案雙穩態結構式壓電能量收集裝置，包括固定底座和設置 在固定底座上的固定支座，固定支座上設有經固定蓋連接的懸臂梁，懸臂梁的表面設有壓 電片，懸臂梁的懸空端部設有橫向的永久磁鐵，永久磁鐵兩端均設有與該端極性相同的磁 條；在壓電片和永久磁鐵之間設有可移動質量塊。前述的雙穩態結構式壓電能量收集裝置中，所述的壓電片設置在懸臂梁的固定端 部。前述的雙穩態結構式壓電能量收集裝置中，所述的固定底座上設有滑槽，滑槽上 設有可在滑槽內移動的滑塊，滑塊上設有用于固定磁條的固定桿。前述的雙穩態結構式壓電能量收集裝置中，所述的兩個磁條對稱分布在永久磁鐵 的兩端。與現有技術相比，本實用新型通過永久磁鐵與設置在兩端的磁條的相互斥力作 用，使得懸臂梁向上或向下的振動幅度加大，進而壓電片產生的能量增多，提高提高能量收 集效率；在壓電片和永久磁鐵之間的可移動質量塊可調節懸臂梁的固有頻率；滑塊可調節 磁條與永久磁鐵之間距離，使得能控制懸臂梁的上下偏置位置。本實用新型具有實施結構 簡單的特點，應用于網絡和無線通信設備的電源供應裝置。
圖1是本實用新型的結構示意圖。附圖中的標記為1-滑塊，2-固定桿，3-永久磁鐵，4-滑槽，5-固定底座，6-壓電 片，7-固定支座，8-固定蓋，9-懸臂梁，10-可移動質量塊。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但并不作為對本實用新型 限制的依據。實施例。雙穩態結構式壓電能量收集裝置，構成如圖1所示，包括固定底座5和設 置在固定底座5上的固定支座7，固定支座7上設有經固定蓋8連接的懸臂梁9，懸臂梁9 的表面設有壓電片6，懸臂梁的懸空端部設有橫向的永久磁鐵3，永久磁鐵3兩端均設有與 該端極性相同的磁條11 ；在壓電片6和永久磁鐵3之間設有可移動質量塊10 ；所述的壓電 片6設置在懸臂梁9的固定端部；所述的固定底座5上設有滑槽4，滑槽4上設有可在滑槽 4內移動的滑塊1，滑塊1上設有用于固定磁條11的固定桿2 ；所述的兩個磁條11對稱分 布在永久磁鐵3的兩端。本實用新型的工作原理如下將懸臂梁端部的永久磁鐵與可移動的滑塊上的兩 個磁條設置成極性相同，并且使得滑塊上的兩個磁鐵對稱分布在懸臂梁端部的永久磁鐵兩 端。當滑塊從遠離懸臂梁的位置向中心移動的時候，永久磁鐵與磁條之間的磁力將會加大， 在某一臨界時刻懸臂梁將會在磁力作用下向上或向下偏置，即懸臂梁將從具有一個穩態位 置的振動轉變為雙穩態的振動。當懸臂梁在雙穩態狀態振動的時候，懸臂梁的振幅將會加 大，并且壓電片所產生的能量也將增多。懸臂梁的偏置位移可以通過永久磁鐵與磁條之間 的磁力大小來控，而懸臂梁本身的固有頻率可以通過可移動質量塊的大小和位置來控制。
權利要求1.雙穩態結構式壓電能量收集裝置，其特征在于包括固定底座(5)和設置在固定底 座(5)上的固定支座(7)，固定支座(7)上設有經固定蓋(8)連接的懸臂梁(9)，懸臂梁(9) 的表面設有壓電片(6)，懸臂梁的懸空端部設有橫向的永久磁鐵(3)，永久磁鐵C3)兩端均 設有與該端極性相同的磁條(11)；在壓電片(6)和永久磁鐵(3)之間設有可移動質量塊 (10)。
2.根據權利要求1所述的雙穩態結構式壓電能量收集裝置，其特征在于所述的壓電 片(6)，設置在懸臂梁(9)的固定端部。
3.根據權利要求1所述的雙穩態結構式壓電能量收集裝置，其特征在于所述的固定 底座( 上設有滑槽，滑槽(4)上設有可在滑槽內移動的滑塊(1)，滑塊(1)上設 有用于固定磁條(11)的固定桿O)。
4.根據權利要求1、2或3所述的雙穩態結構式壓電能量收集裝置，其特征在于所述 的兩個磁條(11)對稱分布在永久磁鐵(3)的兩端。
專利摘要本實用新型公開了一種雙穩態結構式壓電能量收集裝置，構成包括固定底座(5)和設置在固定底座(5)上的固定支座(7)，固定支座(7)上設有經固定蓋(8)連接的懸臂梁(9)，懸臂梁(9)的表面設有壓電片(6)，懸臂梁的懸空端部設有橫向的永久磁鐵(3)，永久磁鐵(3)兩端均設有與該端極性相同的磁條(11)；在壓電片(6)和永久磁鐵(3)之間設有可移動質量塊(10)。本實用新型可加大振動幅度，提高能量收集效率。本實用新型具有實施結構簡單的特點，應用于網絡和無線通信設備的電源供應裝置。
文檔編號H02N2/18GK201854207SQ20102057670
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者任明, 成泰洪, 李勇, 李振哲, 玄東吉, 申允德, 馬光 申請人:溫州大學