1.一种基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,特征在于:其是由磁铁层(1)、中间支撑层(2)和线圈层(3)构成的三明治结构;其中,所述磁铁层包括有外边框Ⅰ(1‑
1)、中间质量块Ⅰ(1‑3)和弹性臂Ⅰ(1‑2),所述中间质量块Ⅰ上腐蚀出有凹坑(1‑4)并在凹坑上加载有磁铁(1‑5),所述弹性臂Ⅰ连接于外边框Ⅰ与中间质量块Ⅰ之间以为磁铁的振动提供支持;所述线圈层包括有外边框Ⅲ(3‑1)、中间质量块Ⅲ(3‑3)和弹性臂Ⅲ(3‑2),所述中间质量块Ⅲ的左上、左下、右上、右下四个区域上制备有相同的4个独立的回字型线圈(3‑4),所述弹性臂Ⅲ连接于外边框Ⅲ与中间质量块Ⅲ之间以为线圈的振动提供支持;所述支撑层支撑于磁铁层和线圈层之间为磁铁和线圈的振动提供空间,所述支撑层包括有外边框Ⅱ(2‑1),所述外边框Ⅱ与磁铁层的外边框Ⅰ、线圈层的外边框Ⅲ通过粘结的方式形成整体;
所述磁铁层具有Z轴方向、XY对角线轴旋转方向和X‑Y对角线轴旋转方向的三种振动模态;所述线圈层具有Z轴方向、X轴旋转方向和Y轴旋转方向的三种振动模态;
所述磁铁层的外边框Ⅰ、弹性臂Ⅰ和中间质量块Ⅰ,所述线圈层的外边框Ⅲ、弹性臂Ⅲ和中间质量块Ⅲ,所述支撑层的外边框Ⅱ均为硅材质。
2.根据权利要求1所述基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,其特征在于:
所述磁铁层的弹性臂Ⅰ是包括有4个L形弹性臂Ⅰ且依次连接于外边框Ⅰ与中间质量块Ⅰ的4个对应面之间;所述线圈层的弹性臂Ⅲ是包括有4个弹性臂Ⅲ且连接在外边框Ⅲ和中间质量块Ⅲ的前、后两个相对面或左右两个相对面之间。
3.根据权利要求1或2所述基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,其特征在于:所述磁铁层中,外边框Ⅰ的外边长8600um,内边长6600um,厚度为300um;质量块Ⅰ的边长为4000um,厚度为300um, 质量块Ⅰ中间腐蚀出半径为1800um的圆形凹坑,腐蚀掉200um,仅剩100um用来在外部加载磁铁;弹性臂Ⅰ是包括有4个L形弹性臂Ⅰ且依次连接于外边框Ⅰ与中间质量块Ⅰ的4个对应面之间,弹性臂Ⅰ宽度为200um,厚度为60um,弹性臂Ⅰ间距300um;该磁铁层的材料为100晶向的硅,密度2300 kg/m³。
4.根据权利要求3所述基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,其特征在于:
所述磁铁的半径为1500um,厚度1000um,磁铁的材料为NdFeB,密度7750 kg/m³,磁化强度
915KA/m。
5.根据权利要求1或2所述基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,其特征在于:所述线圈层中,外边框Ⅲ的外边长8600um,内边长6600um,厚度为200um;质量块Ⅲ的边长为5000um,厚度200um,质量块Ⅲ的左上、左下、右上、右下四个区域上制备有相同的4个独立的回字型线圈;弹性臂Ⅲ是包括有4个弹性臂Ⅲ且连接在外边框Ⅲ和中间质量块Ⅲ的前、后两个相对面或左右两个相对面之间,弹性臂Ⅲ宽度为100um,厚度为30um,弹性臂Ⅲ间距为200um;线圈层的材料和磁铁层一致。
6.根据权利要求1所述基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,其特征在于:
所述回字型线圈的线宽和间距均为10um,高度20um,匝数为20匝,内边长为1mm,外边长
1.8mm,材料为金。
7.根据权利要求1所述基于MEMS的多模态低频电磁式振动型能量采集器,其特征在于:
所述支撑层中外边框Ⅱ的外边长8600um,内边长6600um,厚度为200‑500um,支撑层的材料和磁铁层一致。