1.一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,其特征在于:包括支架结构(1)、悬臂梁压电结构(2)、弹性碰撞结构(3);所述支架结构(1)包括底座(4)和移动安装柱(5),所述底座(4)为圆盘状,内部有四个呈十字状分布的滑槽,所述移动安装柱(5)有四个,分别设置在底座(4)的四个呈十字状分布的滑槽内,所述移动安装柱(5)上端设置有夹持槽;所述悬臂梁压电结构(2)包括压电陶瓷(6)、变截面悬臂梁(7)和永磁体(8),所述变截面悬臂梁(7)上表面通过导电胶粘贴有压电陶瓷(6),下表面设置为变截面厚度,所述变截面悬臂梁(7)末端固定粘贴有永磁体(8),所述变截面悬臂梁(7)夹持端设置在移动安装柱(5)夹持槽内;所述弹性碰撞结构(3)包括矩形夹具(9)、T形夹具(10)、刚性弹簧(11)、矩形重物(12),所述矩形夹具(9)设置在变截面悬臂梁(7)末端上表面,所述T形夹具(10)底端设置在变截面悬臂梁(7)末端下表面,所述T形夹具(10)顶端设置有环形槽,所述刚性弹簧(11)一端设置在T形夹具(10)的环形槽内,另一端设置在矩形重物(12)的环形槽内,所述矩形重物(12)一面设置有环形槽。
2.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,其特征在于:所述移动安装柱(5)可在底座(4)的滑槽内滑动并夹紧固定,根据不同的工况调节安装位置,可通过螺栓孔(13)螺钉螺栓固定夹紧,所述移动安装柱(5)固定后高度保持一致,所述移动安装柱(5)的夹持槽可通过螺栓孔(13)螺钉螺栓固定夹紧。
3.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,其特征在于:悬臂梁压电结构(2)有四个,自由端设置有二个彼此吸引的永磁体(8),不同悬臂梁压电结构(2)自由端的彼此垂直且距离近的永磁体(8)之间相对磁性相同。
4.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,其特征在于:所述变截面悬臂梁(7)下表面设置为变截面厚度,所述变截面悬臂梁(7)下表面最薄截面0.25mm,最厚截面0.75mm。
5.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,其特征在于:变截面悬臂梁(7)的固定位置决定振动方向,当变截面悬臂梁(7)位置设置在底座(4)左右端时,振动方向为上下振动,当位置设置在上下端时,振动方向为左右振动。
6.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,其特征在于:当振动激励含有垂直于悬臂梁平面的振动分量时,悬臂梁产生受迫振动,同时,不同悬臂梁末端的永磁体(8)之间发生十字式磁耦合,相互影响下使得每个压电陶瓷(6)形变,从而将环境产生的振动能通过正压电效应转化为电能。
7.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,所述矩形夹具(9)和T形夹具(10)设置在变截面悬臂梁(7)末端表面,夹具之间通过安装孔(14)螺钉螺栓固定夹紧。
8.根据权利要求1所述的一种收集二维多方向振动能量的磁耦合碰撞式压电俘能器,所述刚性弹簧(11)两端设置在环形槽内固定;所述刚性弹簧(11)都有不同的谐振频率。