一种碰撞式微型能量采集阵列结构

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201310114724.4 

申 请 日：20130403 

发 明 人：贺学锋 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400030 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20130619 

公 开 号：CN103166504A 

代 理 人：康海燕 

代理机构：重庆华科专利事务所 50123 

摘　　要：本发明公开了一种碰撞式微型能量采集阵列结构,其主要由基座和固定于基座上的采集单元阵列构成,每个采集单元由柔性带、衬底、压电复合梁、质量块和碰撞挡块构成；质量块通过压电复合梁与衬底连接,碰撞挡块固定于衬底上,衬底通过柔性带固定于基座上,各单元柔性带的长度略有差异。在环境振动及风作用下,各采集单元将发生不同步摆动,导致各单元之间发生相互碰撞,碰撞力导致质量块和压电复合梁发生振动,复合梁上的压电层进一步将振动能转换为电能。本发明提出的碰撞式微型能量采集阵列可以同时采集振动能和风能,对环境中常见的低频、宽带振动能和中低速风能具有高采集效率,对于目前只采集振动能或风能的微型能量采集系统而言,具有更大的环境适应性和更广的应用范围,可促进MEMS能量采集系统在无线传感等领域的广泛应用。 

主 权 项：一种碰撞式微型能量采集阵列结构,其由基座(1)和悬挂固定于基座上的能量采集阵列构成,其特征在于：所述能量采集阵列是由多个分离的采集单元按阵列布置构成,每个采集单元包括柔性带(2)、衬底(3)、压电复合梁(4)、质量块(5)和碰撞挡块(6),质量块通过压电复合梁与衬底连接,碰撞挡块固定于衬底上,衬底通过柔性带悬挂于基座上；所述各采集单元的柔性带的长度不同,导致各采集单元的动力特性存在差异,目的是使各采集单元在环境振动和风作用下的摆动不同步；并且所述各采集单元的柔性带之间的距离大于压电复合梁和质量块的长度之和的0.2倍,小于压电复合梁和质量块的长度之和,柔性带长度大于压电复合梁和质量块长度之和的0.2倍,小于压电复合梁和质量块的长度之和的5倍,使各采集单元在不同步的摆动中发生相互碰撞；当不同步的摆动导致各采集单元之间发生相互碰撞,碰撞使压电复合梁和质量块发生较强烈的振动,压电复合梁中的压电层进一步将振动能转换为电能,实现风能和振动能的采集。 

关 键 词： 

法律状态： 

IPC专利分类号：H02N2/18;B81B3/00