專利名稱：一種壓電能量收集裝置的制作方法
技術領域：
一種壓電能量收集裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種壓電能量收集裝置，特別是一種在寬頻范圍內把振動能量轉 化為電能的一種裝置。
背景技術：
[0002]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以懸臂梁為基礎，只有一個壓電片設置在懸臂梁的固定端，從它的一 階共振引起的振動中收集能量來獲取電能。這種能量收集方式雖然效率較高，但是頻率范 圍較窄，無法收集更高的頻率下的振動能量。從而開發一種頻率范圍比較廣，供電效率比較 高的新型能量收集裝置是有絕對性意義的。實用新型內容[0003]本實用新型的目的在于，提供一種壓電能量收集裝置。它可在較寬的頻率范圍內 收集振動能量，提高能量收集轉化效率。[0004]本實用新型的技術方案一種壓電能量收集裝置，包括經固定蓋固定在振動結構 體上的梁形結構體，梁形結構體上設有一個以上的壓電片和可移動質量塊。[0005]前述的壓電能量收集裝置中，包括一端經固定蓋固定在振動結構體上的梁形結構 體，梁形結構體的上表面從固定端依次設有4個壓電片和一個可移動質量塊。[0006]前述的壓電能量收集裝置中，包括兩端經固定蓋固定在振動結構體上的梁形結構 體，梁形結構體的上表面從左端依次設有5個壓電片，梁形結構體的下表面設有一可移動 質量塊。[0007]前述的壓電能量收集裝置中，所述第一壓電片設在左端，第二壓電片與左端的距 離是0. 25L-0. 30L，第三壓電片與左端的距離是0. 48L-0. 52L，第四壓電片與左端的距離是 0. 70L-0. 74L，第五壓電片設在右端。[0008]前述的壓電能量收集裝置中，所述第一壓電片設在左端，第二壓電片與左端的距 離是0. ^L，第三壓電片與左端的距離是0. 50L，第四壓電片與左端的距離是0. 72L，第五壓 電片設在右端。[0009]前述的壓電能量收集裝置中，所述的梁形結構體，是不銹鋼或鋁材構成的梁形結 構體。[0010]與現有技術相比，本實用新型的懸臂梁一端或兩端固定在振動結構體，再通過懸 臂梁的模態振型可得出不同共振頻率下所導致的懸臂梁產生應變最大位置，在最大位置上 設置一組壓電片，使得能在很寬的頻率范圍中吸收周圍環境的振動能量，可大大提高能量 收集轉化效率。本實用新型應用于網絡和無線通信設備的電源供應裝置。
[0011]圖1是本實用新型的實施例1的結構示意圖；[0012]圖2是實施例2的結構示意圖。[0013]附圖中的標記為1-振動結構體，2-固定蓋，3-梁形結構體，4-壓電片，5-可移動質量塊。
具體實施方式
[0014]
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。[0015]實施例1 一種壓電能量收集裝置，構成如圖1所示，包括一端經固定蓋2固定在 振動結構體ι上的梁形結構體3，梁形結構體3的上表面從固定端依次設有4個壓電片4和 一個可移動質量塊5，所述的4個壓電片的位置是通過懸臂梁的前三階模態振型得到的在 不同共振頻率下所導致地懸臂梁產生應變最大的位置；所述的可移動質量塊5能調節振動 結構體3的共振頻率。本實用新型不但可以從由一階共振引起的振動中收集能量，而且還 可以收集從二階和三階共振頻率附近的振動所導致的振動能量，從而能在很寬的頻率范圍 中吸收周圍環境的振動能量，可大大提高能量收集轉化效率。[0016]實施例2:—種壓電能量收集裝置，構成如圖2所示，包括兩端經固定蓋2固定 在振動結構體1上的梁形結構體3，梁形結構體3的上表面從左端依次設有5個壓電片 4，梁形結構體3的下表面設有一可移動質量塊5 ；所述的梁形結構體3長度為L，第一壓 電片設在左端，第二壓電片與左端的距離是0. 25L-0. 30L，第三壓電片與左端的距離是 0. 48L-0. 52L，第四壓電片與左端的距離是0. 70L-0. 74L，第五壓電片設在右端；比較好的 是第一壓電片設在左端，第二壓電片與左端的距離是0. ^L，第三壓電片與左端的距離是 0. 50L，第四壓電片與左端的距離是0. 72L，第五壓電片設在右端。所述的5個壓電片的位置 是通過懸臂梁的前二階模態振型得到的在不同共振頻率下所導致地懸臂梁產生應變最大 的位置；所述的可移動質量塊5能調節振動結構體3的共振頻率。本實用新型不但可以從 由一階共振引起的振動中收集能量，而且還可以收集從二階共振頻率附近的振動所導致的 振動能量，從而能在很寬的頻率范圍中吸收周圍環境的振動能量，可大大提高能量收集轉 化效率。[0017]上述所述的梁形結構體3，是采用不銹鋼或鋁材構成的。[0018]本實用新型原理如下梁形結構體固定在振動結構體上，以使梁形結構體隨著振 動結構體一起振動，壓電片貼在梁形結構體在一階、二階或三階模態振動時應變較大的位 置，從而大大的擴寬了本實用新型的收集范圍并提高了其轉化效率；可移動質量塊固定到 梁形結構體上，能調節振動結構體自身的共振頻率。
權利要求1.一種壓電能量收集裝置，其特征在于包括經固定蓋O)固定在振動結構體(1)上 的梁形結構體(3)，梁形結構體(3)上設有一個以上的壓電片(4)和可移動質量塊(5)。
2.根據權利要求1所述的壓電能量收集裝置，其特征在于包括一端經固定蓋O)固 定在振動結構體(1)上的梁形結構體(3)，梁形結構體(3)的上表面從固定端依次設有4個 壓電片(4)和一個可移動質量塊(5)。
3.根據權利要求1所述的壓電能量收集裝置，其特征在于包括兩端經固定蓋O)固 定在振動結構體(1)上的梁形結構體(3)，梁形結構體(3)的上表面從左端依次設有5個壓 電片G)，梁形結構體(3)的下表面設有一可移動質量塊(5)。
4.根據權利要求3所述的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的梁形結構體(3)長 度為L，第一壓電片設在左端，第二壓電片與左端的距離是0. 25L-0. 30L，第三壓電片與左 端的距離是0. 48L-0. 52L，第四壓電片與左端的距離是0. 70L-0. 74L，第五壓電片設在右 端。
5.根據權利要求4所述的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的梁形結構體(3)長 度為L，第一壓電片設在左端，第二壓電片與左端的距離是0. ^L，第三壓電片與左端的距 離是0. 50L，第四壓電片與左端的距離是0. 72L，第五壓電片設在右端。
6.根據權利要求1-5任一權利要求所述的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的梁 形結構體(3)，是不銹鋼或鋁材構成的梁形結構體。
專利摘要本實用新型公開了一種壓電能量收集裝置，構成包括經固定蓋(2)固定在振動結構體(1)上的梁形結構體(3)，梁形結構體(3)上設有壓電片(4)和可移動質量塊(5)。本實用新型的懸臂梁一端或兩端固定在振動結構體，再通過懸臂梁的模態振型可得出不同共振頻率下所導致的懸臂梁產生應變最大位置，在最大位置上設置壓電片，使得能在很寬的頻率范圍中吸收周圍環境的振動能量，可大大提高能量收集轉化效率。本實用新型應用于網絡和無線通信設備的電源供應裝置。
文檔編號H02N2/18GK201821288SQ20102057672
公開日2011年5月4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 申請人:溫州大學