一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器的制作方法

文档序号:21684953发布日期:2020-07-31 21:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器,包括可动极板(1),其特征在于:可动极板(1)的前侧连接有第一支撑梁(2),可动极板(1)的后侧连接有第二支撑梁(3),第一支撑梁(2)和第二支撑梁(3)共同支撑可动极板(1),使得可动极板(1)能够围绕第一支撑梁(2)与第二支撑梁(3)旋转,可动极板(1)的运动方式类似跷跷板,第一支撑梁(2)和第二支撑梁(3)能发生扭转变形;可动极板(1)的左侧下方设有第一电极(4),可动极板(1)的右侧下方设有第二电极(5),第一电极(4)与第二电极(5)之间连接直流电源(8)。

2.根据权利要求1所述的一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器,其特征在于:所述的可动极板(1)由导电材料加工,或者在非导电材料的表面有一层导电层使得可动极板(1)的表面导电。

3.根据权利要求1所述的一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器,其特征在于:所述的可动极板(1)与第一电极(4)形成第一电容c1(6);可动极板(1)与第二电极(5)形成第二电容c2(7),当第一电极(4)与第二电极(5)之间连接直流电源(8)时,第一电容c1(6)的两个极板之间产生第一静电吸引力fe1(9),第二电容c2(7)两个极板之间产生第二静电吸引力fe2(10),第一静电吸引力fe1(9)和第二静电吸引力fe2(10)同时吸引可动极板(1);理想情况下,当第一电容c1(6)和第二电容c2(7)完全对称时,第一静电吸引力fe1(9)和第二静电吸引力fe2(10)大小相同、方向相反,两者是一对平衡力,可动极板(1)处于平衡状态;但是由于加工误差、外界干扰的存在,理想的平衡状态并不存在;合力fe=fe1-fe2,因此fe≠0,可动极板(1)在合力fe的作用下,绕第一支撑梁(2)和第二支撑梁(3)产生旋转运动。

4.根据权利要求3所述的一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器,其特征在于:如果可动极板(1)在任意旋转角度下,合力fe施加于可动极板(1)的扭矩te均大于第一支撑梁(2)和第二支撑梁(3)的合弹性恢复扭矩tm,那么扭矩te将会拉动可动极板(1)产生绕第一支撑梁(2)、第二支撑梁(3)的旋转运动,直至碰撞第一电极(4)或第二电极(5);碰撞发生时,可动极板(1)与直流电源(8)电连接,发生放电和再充电现象,然后fe方向发生改变,驱动可动极板(1)往相反方向运动,去碰撞另外一边的第二电极(5)或第一电极(4);此类过程周而复始,每次碰撞过程的充放电会在电路中产生频率稳定的电流变化,电路中串联的电阻(11)两端的电压也会出现频率稳定的周期性变化,从而形成谐振器的工作方式。

5.根据权利要求4所述的一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器,其特征在于:当可动极板(1)的旋转角度为0时,第一静电吸引力fe1(9)和第二静电吸引力fe2(10)的合力不等于0,其实现方法包括以下三种:

第一种:通过加工误差使得第一电容c1(6)和第二电容c2(7)的尺寸不完全一致;

第二种:通过设计使得第二电极(5)与第一电极(4)的形状、尺寸不一致或者位置不对应;

第三种:通过设计使得第一支撑梁(2)和第二支撑梁(3)没有位于可动极板(1)的对称轴上。


技术总结
一种跷跷板结构的自主碰撞式谐振器,包括可动极板,可动极板的前、后侧连接有第一支撑梁、第二支撑梁,支撑梁共同支撑可动极板,使得可动极板能够围绕支撑梁旋转,可动极板的运动方式类似跷跷板;可动极板的左、右侧下方设有第一电极、第二电极,两个电极之间连接直流电源;可动极板在电极的吸引下,产生旋转运动,并与其中一个电极发生发生碰撞,碰撞发生时,可动极板上发生放电和再充电过程,改变了电极对可动极板的静电吸引力方向,使得可动极板产生与碰撞前相反方向的运动,去碰撞另外一侧的电极,此过程周而复始,在线路中产生了频率稳定的电信号;本发明具有结构简单、信号强、功耗低、环境适应性好等优点。

技术研发人员:李村;赵玉龙;韩超;蒋庄德
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:2020.04.22
技术公布日:2020.07.31
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