利索能及
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专利号: 2015105862752
申请人: 青岛海信移动通信技术股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种振动能量收集装置,其特征在于,包括:加速度传感器以及至少一个能量转换单元;

所述能量转换单元,包括:压电悬臂梁、步进电机和控制器;

其中,所述压电悬臂梁包括基板,所述基板的夹持端与所述步进电机的转轴末端相啮合;所述步进电机连接至所述控制器;

所述加速度传感器,用于检测当前所处振动环境的振动信息,并将所述振动信息上报给所述控制器;

所述控制器用于根据预设的压电悬臂梁谐振频率与压电悬臂梁长度的对应关系以及所述振动信息,确定所述步进电机的转轴末端与所述夹持端之间的目标啮合位置,并将所述目标啮合位置发送给所述步进电机;

所述步进电机,用于根据所述目标啮合位置调节所述步进电机的转轴的旋转角度,以使所述压电悬臂梁与当前所处振动环境谐振;

所述压电悬臂梁,用于将机械能转换为电能,并输出所述电能。

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述夹持端沿基板长度方向上设有至少两个预设间距的锯齿状突起,所述步进电机的转轴末端上设置有可与所述锯齿状突起相拟合的锯齿结构。

3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,还包括:与所述压电悬臂梁的电能输出端连接的能量管理电路;

所述能量管理电路,用于将所述压电悬臂梁输出的电能传输至负载。

4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述压电悬臂梁的基板的上表面贴合一压电片,所述压电片上引出第一电极,所述压电悬臂梁的基板的夹持端引出第二电极;所述第一电极和第二电极与所述能量管理电路的两个输入端对应连接。

5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述压电悬臂梁的基板的上表面贴合第一压电片,所述基板的下表面贴合第二压电片,所述第一压电片上引出第一电极,所述第二压电片上引出第二电极,所述压电悬臂梁的基板的夹持端引出第三电极,所述第一压电片与所述第二压电片的极化方向相同;所述第一电极和所述第二电极连接至所述能量管理电路的同一输入端,所述第三电极连接至所述能量管理电路的另一输入端。

6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述压电悬臂梁的基板的上表面贴合第一压电片,所述基板的下表面贴合第二压电片,所述第一压电片上引出第一电极,所述第二压电片上引出第二电极,所述第一压电片与所述第二压电片的极化方向相反;所述第一电极和所述第二电极与所述能量管理电路的两个输入端对应连接。

7.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述能量管理电路包括:整流电路、超级电容、DC-DC降压电路及滤波电容;其中,所述能量管理电路的第一输入端与所述整流电路的第一输入端连接,所述整流电路的第一输出端与所述超级电容的正极及所述DC-DC降压电路的第一输入端连接,所述能量管理电路的第二输入端与所述整流电路的第二输入端连接,所述整流电路的第二输出端与所述超级电容的负极及所述DC-DC降压电路的第二输入端连接,所述DC-DC降压电路的第一输出端与所述滤波电容的正极连接至所述能量管理电路的第一输出端,所述DC-DC降压电路的第二输出端与所述滤波电容的负极连接至所述能量管理电路的第二输出端;其中,所述能量管理电路的第一输出端用于连接至所述负载的第一输入端,所述能量管理电路的第二输出端用于连接至所述负载的第二输入端。

8.一种终端设备,其特征在于,包括:如权利要求1-7中任一项所述的振动能量收集装置;其中,所述振动能量收集装置固定于所述终端设备上。

9.一种振动能量收集方法,其特征在于,所述振动能量收集方法应用于如权利要求8所述的终端设备中,所述方法包括:获取所述终端设备当前所处振动环境的振动信息;

根据所述振动信息调整步进电机的转轴末端与基板的夹持端之间的啮合位置,以使压电悬臂梁与当前所处振动环境谐振。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述获取所述终端设备当前所处振动环境的振动信息,包括:获取加速度传感器上报的所述终端设备当前所处振动环境的振动信息。

11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述振动信息调整步进电机的转轴末端与基板的夹持端之间的啮合位置,包括:根据预设的压电悬臂梁谐振频率与压电悬臂梁长度的对应关系以及所述振动信息,确定所述振动环境的振动频率对应的压电悬臂梁的谐振长度以及所述步进电机的转轴末端与所述夹持端之间的目标啮合位置;

将所述目标啮合位置发送给所述步进电机,以使所述步进电机根据所述目标啮合位置调节所述步进电机的转轴的旋转角度。

12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述振动信息调整步进电机的转轴末端与基板的夹持端之间的啮合位置之前,还包括:将所述振动环境的加速度与预设加速度门限值进行对比;

确定所述加速度高于所述预设加速度门限值。