互补型压电能量收集器及其制作方法

    公开(公告)号:CN108199619B

    公开(公告)日:2019-06-21

    申请号:CN201810062460.5

    申请日:2018-01-23

    Abstract: 本发明公开了一种互补型压电能量收集器及其制作方法,是一种高效,具有较高的方向兼容性,且集成度高的压电式能量收集器及其制作方法。该收集器以单晶硅为衬底,在衬底上设置有多个固支梁桥墩,不同的固支梁桥墩上设置有不同方向的固支梁,固支梁表面覆有压电材料层,固支梁中心向内设置有质量块。其结构支撑方式:每个固支梁均由独立的两个桥墩支撑,桥墩同时起着引脚的作用。由于各固支梁方向相互垂直,因此外界激励沿坐标方向传播时,固支梁将只工作在同一种工作模式下,由于激励沿X轴或Y轴传播时,能量收集器中既有固支梁工作在d33模式,也有固支梁工作在d31模式,实现了工作模式的互补,极大的提高了吸收效率。

    六维压电式能量收集器及其制作方法

    公开(公告)号:CN107947636B

    公开(公告)日:2024-01-19

    申请号:CN201711441423.7

    申请日:2017-12-27

    Abstract: 本发明公开了一种六维压电式能量收集器及其制作方法,该能量收集器以单晶硅为衬底,在衬底上设计有支持梁、主悬臂梁、一对第一副悬臂梁、两对第二副悬臂梁以及悬臂梁两侧的质量块、悬臂梁上的压电层。支持梁负责连接能量收集器和衬底,每个悬臂梁两端均设置有质量块,可以控制质量块的尺寸及质量来控制悬臂梁的谐振频率,同时可以加大悬臂梁的振幅,质量块还起着悬臂梁之间的连接作用。每个悬臂梁的表面设有压电材料层,在悬臂梁接收外界振动产生形变的同时,压电材料伴随悬臂梁同时振动发生形变,此时压电材料两端将产生一定的电势差,同时产生微弱电流,多路电流将沿着悬臂梁集中汇入支持梁,最终输出到外界系统。

    双自由度圆弧型压电能量收集器

    公开(公告)号:CN107919816A

    公开(公告)日:2018-04-17

    申请号:CN201711362030.7

    申请日:2017-12-18

    CPC classification number: H02N2/18

    Abstract: 本发明公开了一种双自由度圆弧型压电能量收集器,该结构中悬臂梁由圆弧型薄片部分与正方形薄片部分连接而成,压电层也为圆弧型,均为非传统直型结构,通过叠加两个单自由度圆弧型压电能量收集器,固定双自由度圆弧型压电能量收集器的主悬臂梁,副圆弧型悬臂梁可以连接副正方形悬臂梁薄片的四个侧面,将副圆弧型悬臂梁的底面与顶面翻转,并连接副正方形悬臂梁薄片的四个侧面,从而得到八种结构不同的双自由度圆弧型压电能量收集器。双自由度圆弧型压电能量收集器实现了在两个自由度下吸收振动能量,克服了单自由度圆弧型压电能量收集器共振频率高,多阶频率间距大的缺陷,同时保留了单自由度圆弧型压电能量收集器的优点。

    互补型压电能量收集器及其制作方法

    公开(公告)号:CN108199619A

    公开(公告)日:2018-06-22

    申请号:CN201810062460.5

    申请日:2018-01-23

    CPC classification number: H02N2/188

    Abstract: 本发明公开了一种互补型压电能量收集器及其制作方法,是一种高效,具有较高的方向兼容性,且集成度高的压电式能量收集器及其制作方法。该收集器以单晶硅为衬底,在衬底上设置有多个固支梁桥墩,不同的固支梁桥墩上设置有不同方向的固支梁,固支梁表面覆有压电材料层,固支梁中心向内设置有质量块。其结构支撑方式:每个固支梁均由独立的两个桥墩支撑,桥墩同时起着引脚的作用。由于各固支梁方向相互垂直,因此外界激励沿坐标方向传播时,固支梁将只工作在同一种工作模式下,由于激励沿X轴或Y轴传播时,能量收集器中既有固支梁工作在d33模式,也有固支梁工作在d31模式,实现了工作模式的互补,极大的提高了吸收效率。

    六维压电式能量收集器及其制作方法

    公开(公告)号:CN107947636A

    公开(公告)日:2018-04-20

    申请号:CN201711441423.7

    申请日:2017-12-27

    CPC classification number: H02N2/18 B81B3/0021 B81C1/0015 H02N2/22

    Abstract: 本发明公开了一种六维压电式能量收集器及其制作方法,该能量收集器以单晶硅为衬底,在衬底上设计有支持梁、主悬臂梁、一对第一副悬臂梁、两对第二副悬臂梁以及悬臂梁两侧的质量块、悬臂梁上的压电层。支持梁负责连接能量收集器和衬底,每个悬臂梁两端均设置有质量块,可以控制质量块的尺寸及质量来控制悬臂梁的谐振频率,同时可以加大悬臂梁的振幅,质量块还起着悬臂梁之间的连接作用。每个悬臂梁的表面设有压电材料层,在悬臂梁接收外界振动产生形变的同时,压电材料伴随悬臂梁同时振动发生形变,此时压电材料两端将产生一定的电势差,同时产生微弱电流,多路电流将沿着悬臂梁集中汇入支持梁,最终输出到外界系统。

    高性能圆弧型压电式能量收集器

    公开(公告)号:CN107947635A

    公开(公告)日:2018-04-20

    申请号:CN201711361801.0

    申请日:2017-12-18

    Inventor: 朱宇宬 王德波

    CPC classification number: H02N2/186 H01L41/1136 H02N2/188

    Abstract: 本发明公开了一种高性能圆弧型压电式能量收集器,该结构中梁基板采用延展性较好的磷青铜材料;压电层选择PZT-5H;质量块采用镍材料。传统能量收集器均为直型结构,该能量收集器采用了一定弧度的圆弧型结构设计。当激励作用于质量块时,特定弧度的圆弧型压电能量收集器产生更高的电势。该圆弧型能量收集器除了可以吸收顶面的振动能量外,还可以吸收侧面的振动能量,提高了能量吸收效率,研究价值较高。

    高性能圆弧型压电式能量收集器

    公开(公告)号:CN107947635B

    公开(公告)日:2024-06-28

    申请号:CN201711361801.0

    申请日:2017-12-18

    Inventor: 朱宇宬 王德波

    Abstract: 本发明公开了一种高性能圆弧型压电式能量收集器,该结构中梁基板采用延展性较好的磷青铜材料;压电层选择PZT‑5H;质量块采用镍材料。传统能量收集器均为直型结构,该能量收集器采用了一定弧度的圆弧型结构设计。当激励作用于质量块时,特定弧度的圆弧型压电能量收集器产生更高的电势。该圆弧型能量收集器除了可以吸收顶面的振动能量外,还可以吸收侧面的振动能量,提高了能量吸收效率,研究价值较高。

    双自由度圆弧型压电能量收集器

    公开(公告)号:CN107919816B

    公开(公告)日:2024-01-19

    申请号:CN201711362030.7

    申请日:2017-12-18

    Abstract: 本发明公开了一种双自由度圆弧型压电能量收集器,该结构中悬臂梁由圆弧型薄片部分与正方形薄片部分连接而成,压电层也为圆弧型,均为非传统直型结构,通过叠加两个单自由度圆弧型压电能量收集器,固定双自由度圆弧型压电能量收集器的主悬臂梁,副圆弧型悬臂梁可以连接副正方形悬臂梁薄片的四个侧面,将副圆弧型悬臂梁的底面与顶面翻转,并连接副正方形悬臂梁薄片的四个侧面,从而得到八种结构不同的双自由度圆弧型压电能量收集器。双自由度圆弧型压电能量收集器实现了在两个自由度下吸收振动能量,克服了单自由度圆弧型压电能量收集器共振频率高,多阶频率间距大的缺陷,同时保留了单自由度圆弧型压电能量收集器的优点。

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