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专利号: 2014104521205
申请人: 苏州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种升频式振动能量采集系统,其特征在于,包括高频谐振结构与低频谐振结构,所述高频谐振结构与所述低频谐振结构依次间隔固定设置,所述高、低频谐振结构分别包括固定部件、质量块、以及连接固定部件与质量块的振动梁,高频振动梁表面依次设置有底部电极层、压电材料层与顶部电极层,所述高频谐振结构与所述低频谐振结构间的间距小于给定振动激励下低频谐振结构的振动幅值。

2.如权利要求1所述的升频式振动能量采集系统,其特征在于,所述高频谐振结构与所述低频谐振结构平行设置。

3.如权利要求1所述的升频式振动能量采集系统,其特征在于,所述高频谐振结构的振动梁为硅基悬臂梁。

4.如权利要求1所述的升频式振动能量采集系统,其特征在于,所述低频谐振结构的振动梁为硅基或聚合物悬臂梁。

5.如权利要求4所述的升频式振动能量采集系统,其特征在于,所述低频谐振结构的振动梁为直梁、单S型或多S型悬臂梁。

6.如权利要求1所述的升频式振动能量采集系统,其特征在于,所述高频谐振结构设置于所述低频谐振结构一侧,或对称设置于所述低频谐振结构的两侧。

7.如权利要求1所述的升频式振动能量采集系统,其特征在于,所述压电材料层为压电薄膜或压电厚膜。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的升频式振动能量采集系统的采集方法,其特征在于,具体步骤如下:S1:高频谐振结构与低频谐振结构上下固定设置,高频谐振结构可设置于低频谐振结构上、下两侧或一侧,高频谐振结构与低频谐振结构间的间距小于给定振动激励下低频谐振结构的振动幅值;

S2:初始接触,在外界振动激励下,低频谐振结构的振动梁发生摆动,自水平位置向上侧或下侧摆动,与高频谐振结构的振动梁产生接触;

S3:协同运动,低频与高频的振动梁接触耦合并一起运动至一侧最高位置处;

S4:非完全弹性释放,之后低频与高频的振动梁一起反向运动,高频的振动梁开始发生非完全弹性释放,产生自激振动,低频的振动梁继续运动与另一高频振动梁接触,通过接触实现另一高频振动梁的自激振动;

S5:高频振动梁的周期性往复运动会导致压电材料层的周期性拉伸与压缩,基于压电效应,实现振动能向电能的转化输出。