固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置制造方法
【專利摘要】固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，包括壓電懸臂梁、壓電片、第一振動頻率傳感器、微型電容器、第二振動頻率傳感器、單片機、電機驅動芯片、微型電機、聯軸器、支撐架、滾珠螺母、滾珠絲杠、螺帽、連接桿、質量塊和滑道；壓電懸臂梁安裝在振動結構體上，壓電片覆蓋在壓電懸臂梁的正反兩面，第一振動頻率傳感器安裝在振動結構體上，第一振動頻率傳感器通過導線分別與微型電容器和單片機相連，微型電容器、第二振動頻率傳感器、單片機、電機驅動芯片、微型電機都設置在壓電懸臂梁正面的壓電片上，微型電容器通過導線與第二振動頻率傳感器連接，第二振動頻率傳感器通過導線與單片機連接；本實用新型實現了壓電振子的振動頻率可調。
【專利說明】固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，屬于壓電振動能量收集【技術領域】。
【背景技術】
[0002]壓電振動發電裝置一般要求壓電懸臂梁工作在共振狀態，這樣產生的能量最大，而現有的壓電振動發電裝置的質量塊都是固定在懸臂梁的自由端，壓電振子的振動頻率不可調節，只能對某一頻率的外界振動進行吸收，應用范圍較窄，不適合多種場合、不同振動頻率的環境使用。為了解決上述問題，需要開發一種振動頻率可調、適合不同振動頻率環境使用的壓電振動能量收集裝置。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置。
[0004]本實用新型要解決的問題是現有壓電振動發電裝置的壓電振子的振動頻率不可調節的問題。
[0005]為實現本實用新型的目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，包括壓電懸臂梁、壓電片、第一振動頻率傳感器、微型電容器、第二振動頻率傳感器、單片機、電機驅動芯片、微型電機、聯軸器、支撐架、滾珠螺母、滾珠絲杠、螺帽、連接桿、質量塊和滑道；所述壓電懸臂梁安裝在振動結構體上，壓電片覆蓋在壓電懸臂梁的正反兩面，第一振動頻率傳感器安裝在振動結構體上，第一振動頻率傳感器通過導線分別與微型電容器和單片機相連，微型電容器、第二振動頻率傳感器、單片機、電機驅動芯片、微型電機都設置在壓電懸臂梁正面的壓電片上，微型電容器通過導線與第二振動頻率傳感器連接，第二振動頻率傳感器通過導線與單片機連接，單片機外接電機驅動芯片，電機驅動芯片通過導線與微型電機連接，微型電機通過聯軸器與滾珠絲杠左端相連，滾珠絲杠左端用支撐架支撐，支撐架的右邊是滑道，滑道設置在壓電片上，螺帽固定在滾珠絲杠的右端，滾珠螺母可滑動的套在滾珠絲杠外，連接桿左端固定在滾珠螺母下，質量塊固定在連接桿右端，質量塊設置在滑道內。
[0007]所述第一振動頻率傳感器、第二振動頻率傳感器選擇MVS0409.02型號。
[0008]所述微型電機選擇FF030型號。
[0009]所述滑道的長度大于連接桿的長度，連接桿的長度大于或等于滾珠絲杠的長度。
[0010]本實用新型的優點是:當環境中振動頻率改變時,可通過微型電機來調節質量塊的位置，使壓電懸臂梁固有頻率靠近環境振動頻率，產生更大的能量，實現了壓電振子的振動頻率可調，本實用新型應用范圍較廣，適合多種場合、不同振動頻率的環境使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置整體結構示意圖；
[0012]圖中:1、壓電懸臂梁 2、壓電片 3、第一振動頻率傳感器 4、微型電容器5、第二振動頻率傳感器6、單片機7、電機驅動芯片8、微型電機9、聯軸器10、支撐架
11、滾珠螺母12、滾珠絲杠13、螺帽14、連接桿15、質量塊16滑道。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0014]固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，包括壓電懸臂梁1、壓電片2、第一振動頻率傳感器3、微型電容器4、第二振動頻率傳感器5、單片機6、電機驅動芯片7、微型電機8、聯軸器9、支撐架10、滾珠螺母11、滾珠絲杠12、螺帽13、連接桿14、質量塊15和滑道16 ；所述壓電懸臂梁I安裝在振動結構體上，壓電片2覆蓋在壓電懸臂梁I的正反兩面，第一振動頻率傳感器3安裝在振動結構體上，第一振動頻率傳感器3通過導線分別與微型電容器4和單片機6相連，微型電容器4、第二振動頻率傳感器5、單片機6、電機驅動芯片7、微型電機8都設置在壓電懸臂梁I正面的壓電片2上，微型電容器4通過導線與第二振動頻率傳感器5連接，第二振動頻率傳感器5通過導線與單片機6連接，單片機6外接電機驅動芯片
7,電機驅動芯片7通過導線與微型電機8連接，微型電機8通過聯軸器9與滾珠絲杠12左端相連，滾珠絲杠12左端用支撐架10支撐，支撐架10的右邊是滑道16，滑道16設置在壓電片2上，螺帽13固定在滾珠絲杠12的右端，防止滾珠螺母11滑出滾珠絲杠12，滾珠螺母11可滑動的套在滾珠絲杠12外，連接桿14左端固定在滾珠螺母11下，質量塊15固定在連接桿14右端，質量塊15設置在滑道16內；第一振動頻率傳感器3、第二振動頻率傳感器5選擇MVS0409.02型號；微型電機8選擇FF030型號；滑道16的長度大于連接桿14的長度，連接桿14的長度大于或等于滾珠絲杠12的長度。
[0015]本實用新型使用方法:第一振動頻率傳感器3和第二振動頻率傳感器5由微型電容器4供電，第一振動頻率傳感器3和第二振動頻率傳感器5實時將環境中的振動頻率和壓電懸臂梁I的固有頻率傳遞給單片機6，當環境中振動頻率小于壓電懸臂梁I的固有頻率時，單片機6通過電機驅動芯片7控制微型電機8的反轉，帶動滾珠絲杠12反轉，從而使滾珠螺母11帶著質量塊15向左移動，使壓電懸臂梁I的固有頻率靠近環境振動頻率，產生更大的能量；當環境中振動頻率大于壓電懸臂梁I的固有頻率時，單片機6通過電機驅動芯片7控制微型電機8的正轉，帶動滾珠絲杠12正轉，從而使滾珠螺母11帶著質量塊15向右移動，使壓電懸臂梁I的固有頻率靠近環境振動頻率，產生更大的能量。
【權利要求】
1.固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，包括壓電懸臂梁(I)、壓電片(2)、第一振動頻率傳感器(3)、微型電容器(4)、第二振動頻率傳感器(5)、單片機(6)、電機驅動芯片(7)、微型電機(8)、聯軸器(9)、支撐架(10)、滾珠螺母(11)、滾珠絲杠(12)、螺帽(13)、連接桿(14)、質量塊(15)和滑道(16)，其特征是:所述壓電懸臂梁(I)安裝在振動結構體上，壓電片(2)覆蓋在壓電懸臂梁(I)的正反兩面，第一振動頻率傳感器(3)安裝在振動結構體上，第一振動頻率傳感器(3)通過導線分別與微型電容器(4)和單片機(6)相連，微型電容器(4)、第二振動頻率傳感器(5)、單片機(6)、電機驅動芯片(7)、微型電機(8)都設置在壓電懸臂梁(I)正面的壓電片(2)上，微型電容器(4)通過導線與第二振動頻率傳感器(5)連接，第二振動頻率傳感器(5)通過導線與單片機(6)連接，單片機(6)外接電機驅動芯片(7)，電機驅動芯片(7)通過導線與微型電機(8)連接，微型電機(8)通過聯軸器(9)與滾珠絲杠(12)左端相連，滾珠絲杠(12)左端用支撐架(10)支撐，支撐架(10)的右邊是滑道(16)，滑道(16)設置在壓電片(2)上，螺帽(13)固定在滾珠絲杠(12)的右端，滾珠螺母(11)可滑動的套在滾珠絲杠(12)外，連接桿(14)左端固定在滾珠螺母(11)下，質量塊(15)固定在連接桿(14)右端，質量塊(15)設置在滑道(16)內。
2.根據權利要求1所述的固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，其特征是:所述第一振動頻率傳感器(3)、第二振動頻率傳感器(5)選擇MVS0409.02型號。
3.根據權利要求1所述的固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，其特征是:所述微型電機(8 )選擇FF030型號。
4.根據權利要求1所述的固有頻率可調型壓電振動能量收集裝置，其特征是:所述滑道(16)的長度大于連接桿(14)的長度，連接桿(14)的長度大于或等于滾珠絲杠(12)的長度。
【文檔編號】H02N2/18GK203859705SQ201420210015
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】馮武衛 申請人:浙江海洋學院