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公开(公告)号：CN101714834B
公开(公告)日：2012-12-05
申请号：CN200910238145.4
申请日：2009-11-16
Applicant: 清华大学
Abstract: 一种碰撞式压电振动能量收集装置，属于压电材料能量转化与收集装置技术领域。装置包括支撑基片(2)、垫片(3)、振动块(4)、固定块(6)等；支撑基片(2)固定在垫片(3)上，垫片(3)固定在振动块(4)上，振动块(4)在环境振动或冲击的作用下与固定块之间产生相对运动，与固定块(6)发生碰撞，碰撞后支撑基片带动压电层以其自振频率振动。所述支撑基片为压电材料或固定有压电层(1)。所述支撑基片上有质量块(7)。本发明可以有效收集低频、高强度冲击能量，解决了因环境固有振动频率与振动结构谐振频率不易匹配、能量转换效率低等问题，适用于低频、冲击能量高、非连续振动环境，可应用于传感器或其他低功耗系统中自供电。
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公开(公告)号：CN102751910A
公开(公告)日：2012-10-24
申请号：CN201210210358.8
申请日：2012-06-19
Applicant: 清华大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 本发明公开了一种适于从低频振动中收集能量的上变频振动能量收集装置，属于振动能量收集技术领域。本发明利用在运动和碰撞过程中视为刚体的铰接臂和扭簧组装成一个可将系统外部低频振动的能量转化为蕴含在系统内部机构之间的机械能的谐振频率很低的弹簧-质量二阶系统，再利用铰接臂和弹性结构的碰撞，使低频振动的能量转化成高频振动的能量，从而实现了上变频；再通过压电片将高频振动的能量转化成电能。本发明的装置结构简单，制作成本低，将机械能向电能转化的效率高；可为工作在低频振动环境中的传感器等低功耗系统提供能量，尤其适用于那些需长期工作在人工难以维护或更换部件、且存在低频振动的环境中的传感器节点。
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公开(公告)号：CN102946212B
公开(公告)日：2016-08-03
申请号：CN201210445979.4
申请日：2012-11-08
Applicant: 清华大学
IPC: H02N3/00
Abstract: 本发明属于能量收集与转换装置技术领域，特别涉及一种边缘电场驱动的静电式振动能量收集装置。本装置由电极、驻极体和可动结构组成；电极部分覆盖驻极体上表面；可动结构感知面内振动、离面振动、俯仰激励或冲击激励，在驻极体上方、各电极之间的区域内运动。电极由电阻率不超过2×10-6Ω·m的导电性材料制成；驻极体为具有电荷存储能力的电介质材料；驻极体或可动结构可以以固连方式级联，形成阵列式装置。本发明可以有效收集各种振动或冲击类型的动能，同时解决了因环境固有振动频率具有多值、可变等特点所导致的振动结构的谐振频率不易匹配、能量转换效率低等问题，可广泛应用于宽频带振动、冲击或激励方式多样的振动环境的能量收集。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102983775A
公开(公告)日：2013-03-20
申请号：CN201210442386.2
申请日：2012-11-08
Applicant: 清华大学
IPC: H02N1/06
Abstract: 本发明属于能量收集与转换装置技术领域，特别涉及一种球体驱动的静电式振动能量收集装置。该装置由球体、驻极体、电极和接触结构组成；驻极体与接触结构构成腔体，球体放置在所述腔体内；球体在驻极体上表面滚动，其运动受接触结构调节；所述电极在驻极体下表面。驻极体为具有电荷存储能力的电介质材料构成，电极由电阻率不超过2×10-6Ω·m的导电性材料制成。驻极体和所述接触结构还可以以固连方式级联，形成阵列式装置。本发明适用于低频、宽频带的面内振动、离面振动、俯仰激励和冲击激励，可以高效收集环境振动能量。
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公开(公告)号：CN102751910B
公开(公告)日：2014-12-24
申请号：CN201210210358.8
申请日：2012-06-19
Applicant: 清华大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 本发明公开了一种适于从低频振动中收集能量的上变频振动能量收集装置，属于振动能量收集技术领域。本发明利用在运动和碰撞过程中视为刚体的铰接臂和扭簧组装成一个可将系统外部低频振动的能量转化为蕴含在系统内部机构之间的机械能的谐振频率很低的弹簧-质量二阶系统，再利用铰接臂和弹性结构的碰撞，使低频振动的能量转化成高频振动的能量，从而实现了上变频；再通过压电片将高频振动的能量转化成电能。本发明的装置结构简单，制作成本低，将机械能向电能转化的效率高；可为工作在低频振动环境中的传感器等低功耗系统提供能量，尤其适用于那些需长期工作在人工难以维护或更换部件、且存在低频振动的环境中的传感器节点。
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公开(公告)号：CN102946212A
公开(公告)日：2013-02-27
申请号：CN201210445979.4
申请日：2012-11-08
Applicant: 清华大学
IPC: H02N3/00
Abstract: 本发明属于能量收集与转换装置技术领域，特别涉及一种边缘电场驱动的静电式振动能量收集装置。本装置由电极、驻极体和可动结构组成；电极部分覆盖驻极体上表面；可动结构感知面内振动、离面振动、俯仰激励或冲击激励，在驻极体上方、各电极之间的区域内运动。电极由电阻率不超过2×10-6Ω·m的导电性材料制成；驻极体为具有电荷存储能力的电介质材料；驻极体或可动结构可以以固连方式级联，形成阵列式装置。本发明可以有效收集各种振动或冲击类型的动能，同时解决了因环境固有振动频率具有多值、可变等特点所导致的振动结构的谐振频率不易匹配、能量转换效率低等问题，可广泛应用于宽频带振动、冲击或激励方式多样的振动环境的能量收集。
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公开(公告)号：CN102983775B
公开(公告)日：2015-12-02
申请号：CN201210442386.2
申请日：2012-11-08
Applicant: 清华大学
IPC: H02N1/06
Abstract: 本发明属于能量收集与转换装置技术领域，特别涉及一种球体驱动的静电式振动能量收集装置。该装置由球体、驻极体、电极和接触结构组成；驻极体与接触结构构成腔体，球体放置在所述腔体内；球体在驻极体上表面滚动，其运动受接触结构调节；所述电极在驻极体下表面。驻极体为具有电荷存储能力的电介质材料构成，电极由电阻率不超过2×10-6Ω·m的导电性材料制成。驻极体和所述接触结构还可以以固连方式级联，形成阵列式装置。本发明适用于低频、宽频带的面内振动、离面振动、俯仰激励和冲击激励，可以高效收集环境振动能量。
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公开(公告)号：CN101714834A
公开(公告)日：2010-05-26
申请号：CN200910238145.4
申请日：2009-11-16
Applicant: 清华大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 一种碰撞式压电振动能量收集装置，属于压电材料能量转化与收集装置技术领域。装置包括支撑基片(2)、垫片(3)、振动块(4)、固定块(6)等；支撑基片(2)固定在垫片(3)上，垫片(3)固定在振动块(4)上，振动块(4)在环境振动或冲击的作用下与固定块之间产生相对运动，与固定块(6)发生碰撞，碰撞后支撑基片带动压电层以其自振频率振动。所述支撑基片为压电材料或固定有压电层(1)。所述支撑基片上有质量块(7)。本发明可以有效收集低频、高强度冲击能量，解决了因环境固有振动频率与振动结构谐振频率不易匹配、能量转换效率低等问题，适用于低频、冲击能量高、非连续振动环境，可应用于传感器或其他低功耗系统中自供电。
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