本技术公开一种环形宽频压电多维振动能量采集器,包括:内刚性主梁;外柔性主梁,外柔性主梁同轴套设在内刚性主梁外,且内刚性主梁的外壁与外柔性主梁的内壁之间设置有间隔;柔性环状条带,柔性环状条带设置在内刚性主梁与外柔性主梁之间的间隔内,柔性环状条带与间隔均为环状波浪型结构,且柔性环状条带外壁的波峰与外柔性主梁内壁的波峰固定,内壁的波峰与内刚性主梁外壁的波峰固定;压电采集模块,若干组压电采集模块分别设置在柔性环状条带内壁的和外壁的波谷处;压电采集棒,内刚性主梁顶面、外柔性主梁顶面分别轴向等间距固定有若干组压电采集棒。本发明不需要额外增加采集装置,极大程度上降低了装置的体积,减少了装置的制造成本。
背景技术
随着无线传感网络在野外环境、工业监测中的广泛布设以及可穿戴设备、随身医疗电子系统等的迅猛发展,其中的无线传感网络节点及特殊领域中微小型电子器件的电能供给成为了进一步推进其应用的关键问题。传统的电能供给存在一些无法克服的缺陷,如化学电池体积大、寿命短、污染环境的问题,有线电源架接困难的问题,因而采集周围环境中的能量转化为电能来满足无线传感网络或特殊领域微小型电子器件的自供电需求已成为研究热点。其中振动能作为环境中存在形式最多的一种能量,广泛存在于自然环境中(如风致振动、动物运动等)和人类生活生产环境中(如人体运动、汽车火车等运输工具、桥梁、工矿设备等),与太阳能、风能等环境能量形式相比,振动能对无线传感网络和特殊领域微小型电子器件具有明显的供电优势,只要外界存在振动,就可以通过能量采集装置持续收集补充能量,因此振动能的采集利用具有着极大的实用价值。目前用于采集振动能的装置被称为振动能量采集装置,其普遍是在特定频率范围内,实现单一方向的振动能量采集,因此存在工作频带较窄、谐振频率高、能量采集方向单一的问题;同时装置在采集振动能量时面对复杂振动环境时,振动频率随机多变,造成能量采集效率极低且输出的稳定性、连续性极差,对环境的适用性不足,针对该问题,公开号CN112769353A的申请文件公开了一种环形宽频压电多维振动能量采集器,该方案中采用环形设置,可以进行三个维度上的能量采集,但是该方案中对于水平面上能量的采集采用八组采集棒配合,而如果想要进一步提高采集精度需要增设采集棒,因此装置整体较为冗杂,轻量化程度不够,基于此本发明提供一种环形宽频压电多维振动能量采集器。
实现思路