壓電式能量收集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】壓電式能量收集系統(tǒng)，包括壓電懸臂梁、壓電片、第一振動(dòng)頻率傳感器、微型電容器、第二振動(dòng)頻率傳感器、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、微型電機(jī)、聯(lián)軸器、支撐架、滾珠螺母、滾珠絲杠、螺帽、連接桿、質(zhì)量塊和滑道；壓電懸臂梁安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，壓電片覆蓋在壓電懸臂梁的正反兩面，第一振動(dòng)頻率傳感器安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，第一振動(dòng)頻率傳感器通過導(dǎo)線分別與微型電容器和單片機(jī)相連，微型電容器、第二振動(dòng)頻率傳感器、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、微型電機(jī)都設(shè)置在壓電懸臂梁正面的壓電片上，微型電容器通過導(dǎo)線與第二振動(dòng)頻率傳感器連接，第二振動(dòng)頻率傳感器通過導(dǎo)線與單片機(jī)連接；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了壓電振子的振動(dòng)頻率可調(diào)。
【專利說明】 壓電式能量收集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓電式能量收集系統(tǒng)，屬于壓電振動(dòng)能量收集【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電振動(dòng)發(fā)電裝置一般要求壓電懸臂梁工作在共振狀態(tài)，這樣產(chǎn)生的能量最大，而現(xiàn)有的壓電振動(dòng)發(fā)電裝置的質(zhì)量塊都是固定在懸臂梁的自由端，壓電振子的振動(dòng)頻率不可調(diào)節(jié)，只能對某一頻率的外界振動(dòng)進(jìn)行吸收，應(yīng)用范圍較窄，不適合多種場合、不同振動(dòng)頻率的環(huán)境使用。為了解決上述問題，需要開發(fā)一種振動(dòng)頻率可調(diào)、適合不同振動(dòng)頻率環(huán)境使用的壓電振動(dòng)能量收集裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供壓電式能量收集系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明要解決的問題是現(xiàn)有壓電振動(dòng)發(fā)電裝置的壓電振子的振動(dòng)頻率不可調(diào)節(jié)的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
壓電式能量收集系統(tǒng)，包括壓電懸臂梁、壓電片、第一振動(dòng)頻率傳感器、微型電容器、第二振動(dòng)頻率傳感器、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、微型電機(jī)、聯(lián)軸器、支撐架、滾珠螺母、滾珠絲杠、螺帽、連接桿、質(zhì)量塊和滑道；所述壓電懸臂梁安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，壓電片覆蓋在壓電懸臂梁的正反兩面，第一振動(dòng)頻率傳感器安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，第一振動(dòng)頻率傳感器通過導(dǎo)線分別與微型電容器和單片機(jī)相連，微型電容器、第二振動(dòng)頻率傳感器、單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、微型電機(jī)都設(shè)置在壓電懸臂梁正面的壓電片上，微型電容器通過導(dǎo)線與第二振動(dòng)頻率傳感器連接，第二振動(dòng)頻率傳感器通過導(dǎo)線與單片機(jī)連接，單片機(jī)外接電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片通過導(dǎo)線與微型電機(jī)連接，微型電機(jī)通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠左端相連，滾珠絲杠左端用支撐架支撐，支撐架的右邊是滑道，滑道設(shè)置在壓電片上，螺帽固定在滾珠絲杠的右端，滾珠螺母可滑動(dòng)的套在滾珠絲杠外，連接桿左端固定在滾珠螺母下，質(zhì)量塊固定在連接桿右端，質(zhì)量塊設(shè)置在滑道內(nèi)。
[0006]所述第一振動(dòng)頻率傳感器、第二振動(dòng)頻率傳感器選擇MVS0409.02型號。
[0007]所述微型電機(jī)選擇FF030型號。
[0008]所述滑道的長度大于連接桿的長度，連接桿的長度大于或等于滾珠絲杠的長度。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:當(dāng)環(huán)境中振動(dòng)頻率改變時(shí),可通過微型電機(jī)來調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的位置，使壓電懸臂梁固有頻率靠近環(huán)境振動(dòng)頻率，產(chǎn)生更大的能量，實(shí)現(xiàn)了壓電振子的振動(dòng)頻率可調(diào)，本發(fā)明應(yīng)用范圍較廣，適合多種場合、不同振動(dòng)頻率的環(huán)境使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明壓電式能量收集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、壓電懸臂梁 2、壓電片 3、第一振動(dòng)頻率傳感器 4、微型電容器5、第二振動(dòng)頻率傳感器 6、單片機(jī) 7、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 8、微型電機(jī) 9、聯(lián)軸器10、支撐架 11、滾珠螺母 12、滾珠絲杠 13、螺帽 14、連接桿 15、質(zhì)量塊16滑道。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0012]壓電式能量收集系統(tǒng)，包括壓電懸臂梁1、壓電片2、第一振動(dòng)頻率傳感器3、微型電容器4、第二振動(dòng)頻率傳感器5、單片機(jī)6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片7、微型電機(jī)8、聯(lián)軸器9、支撐架10、滾珠螺母11、滾珠絲杠12、螺帽13、連接桿14、質(zhì)量塊15和滑道16 ;所述壓電懸臂梁I安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，壓電片2覆蓋在壓電懸臂梁I的正反兩面，第一振動(dòng)頻率傳感器3安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，第一振動(dòng)頻率傳感器3通過導(dǎo)線分別與微型電容器4和單片機(jī)6相連，微型電容器4、第二振動(dòng)頻率傳感器5、單片機(jī)6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片7、微型電機(jī)8都設(shè)置在壓電懸臂梁I正面的壓電片2上，微型電容器4通過導(dǎo)線與第二振動(dòng)頻率傳感器5連接，第二振動(dòng)頻率傳感器5通過導(dǎo)線與單片機(jī)6連接，單片機(jī)6外接電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片7，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片7通過導(dǎo)線與微型電機(jī)8連接，微型電機(jī)8通過聯(lián)軸器9與滾珠絲杠12左端相連，滾珠絲杠12左端用支撐架10支撐，支撐架10的右邊是滑道16，滑道16設(shè)置在壓電片2上，螺帽13固定在滾珠絲杠12的右端，防止?jié)L珠螺母11滑出滾珠絲杠12，滾珠螺母11可滑動(dòng)的套在滾珠絲杠12外,連接桿14左端固定在滾珠螺母11下,質(zhì)量塊15固定在連接桿14右端,質(zhì)量塊15設(shè)置在滑道16內(nèi)；第一振動(dòng)頻率傳感器3、第二振動(dòng)頻率傳感器5選擇MVS0409.02型號；微型電機(jī)8選擇FF030型號；滑道16的長度大于連接桿14的長度，連接桿14的長度大于或等于滾珠絲杠12的長度。
[0013]本發(fā)明使用方法:第一振動(dòng)頻率傳感器3和第二振動(dòng)頻率傳感器5由微型電容器4供電,第一振動(dòng)頻率傳感器3和第二振動(dòng)頻率傳感器5實(shí)時(shí)將環(huán)境中的振動(dòng)頻率和壓電懸臂梁I的固有頻率傳遞給單片機(jī)6，當(dāng)環(huán)境中振動(dòng)頻率小于壓電懸臂梁I的固有頻率時(shí)，單片機(jī)6通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片7控制微型電機(jī)8的反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾珠絲杠12反轉(zhuǎn)，從而使?jié)L珠螺母11帶著質(zhì)量塊15向左移動(dòng)，使壓電懸臂梁I的固有頻率靠近環(huán)境振動(dòng)頻率，產(chǎn)生更大的能量；當(dāng)環(huán)境中振動(dòng)頻率大于壓電懸臂梁I的固有頻率時(shí)，單片機(jī)6通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片7控制微型電機(jī)8的正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾珠絲杠12正轉(zhuǎn)，從而使?jié)L珠螺母11帶著質(zhì)量塊15向右移動(dòng)，使壓電懸臂梁I的固有頻率靠近環(huán)境振動(dòng)頻率，產(chǎn)生更大的能量。
【權(quán)利要求】
1.壓電式能量收集系統(tǒng)，包括壓電懸臂梁(I)、壓電片(2)、第一振動(dòng)頻率傳感器(3)、微型電容器(4)、第二振動(dòng)頻率傳感器(5)、單片機(jī)(6)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(7)、微型電機(jī)(8)、聯(lián)軸器(9)、支撐架(10)、滾珠螺母(11)、滾珠絲杠(12)、螺帽(13)、連接桿(14)、質(zhì)量塊(15)和滑道(16)，其特征是:所述壓電懸臂梁(I)安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，壓電片(2)覆蓋在壓電懸臂梁(I)的正反兩面，第一振動(dòng)頻率傳感器(3)安裝在振動(dòng)結(jié)構(gòu)體上，第一振動(dòng)頻率傳感器(3)通過導(dǎo)線分別與微型電容器(4)和單片機(jī)(6)相連，微型電容器(4)、第二振動(dòng)頻率傳感器(5)、單片機(jī)(6)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(7)、微型電機(jī)(8)都設(shè)置在壓電懸臂梁(I)正面的壓電片(2)上，微型電容器(4)通過導(dǎo)線與第二振動(dòng)頻率傳感器(5)連接，第二振動(dòng)頻率傳感器(5)通過導(dǎo)線與單片機(jī)(6)連接，單片機(jī)(6)外接電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(7)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片(7)通過導(dǎo)線與微型電機(jī)(8)連接，微型電機(jī)(8)通過聯(lián)軸器(9)與滾珠絲杠(12)左端相連，滾珠絲杠(12)左端用支撐架(10)支撐，支撐架(10)的右邊是滑道(16)，滑道(16)設(shè)置在壓電片(2 )上，螺帽(13 )固定在滾珠絲杠(12 )的右端，滾珠螺母(11)可滑動(dòng)的套在滾珠絲杠(12 )夕卜，連接桿(14)左端固定在滾珠螺母(11)下，質(zhì)量塊(15)固定在連接桿(14)右端，質(zhì)量塊(15)設(shè)置在滑道(16)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式能量收集系統(tǒng)，其特征是:所述第一振動(dòng)頻率傳感器(3)、第二振動(dòng)頻率傳感器(5)選擇MVS0409.02型號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式能量收集系統(tǒng)，其特征是:所述微型電機(jī)(8)選擇FF030型號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式能量收集系統(tǒng)，其特征是:所述滑道(16)的長度大于連接桿(14)的長度，連接桿(14)的長度大于或等于滾珠絲杠(12)的長度。
【文檔編號】H02N2/18GK103986367SQ201410173249
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】馮武衛(wèi) 申請人:浙江海洋學(xué)院