本实用新型属于压电式能量收集器，具体涉及一种应用于发动机上的微型宽频带振动能量收集器。
背景技术：
：基于发动机振动信号分析的发动机状态监测是提高发动机应用的可靠性和减少修理维护工作的盲目性的重要手段。为了尽可能完整、准确的提取发动机的振动信号，常需要在发动机的不同位置放置多个无线加速度传感器来获取振动信息。然而，为无线加速度传感节点寻找“无电池”的自供电方式是不可避免的需要解决的关键问题。微型振动能量收集器能将发动机的振动能转换成电能，为加速度传感器提供无源的自供能解决方案。现有的微型振动能量收集器包括基座、悬梁臂和质量块，悬梁臂的头端固定在的基座上，悬梁臂的末端安装质量块，悬梁臂上、下两面具有PZT压电层，质量块在悬梁臂产生振动，带动PZT压电层变形获得电能，电能通过输出电路供给用电的器件。但是，现有微型振动能量收集器仅有单一共振频率点，导致适用范围较窄，输出功率较低，不能满足发动机多个无线加速度传感器的用电需求。技术实现要素：针对现有微型振动能量收集器存在的问题，本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种微型宽频带振动能量收集器，它能拓宽共振频率的范围，提高输出能量，扩大其应用范围。本实用新型所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括基座、第一悬梁臂、第一质量块、第二悬梁臂和第二质量块，第一悬梁臂的头端固定在的基座上，第一悬梁臂的末端安装第一质量块；第二悬梁臂的头端固定在第一质量块上，第二悬梁臂的末端安装第二质量块，第一悬梁臂与第二悬梁臂相交成90°角。由于第一悬梁臂与第一质量块和第二悬梁臂与第二质量块构成了L型悬臂梁-质量块能量收集器，与传统的单悬臂梁结构相比，能降低器件二阶固有振动频率，使器件的前两阶固有振动频率非常接近，并且L型悬臂梁可以实现器件的第二阶固有振动频率2倍于第一阶固有振动频率，正好适用于发动机振动信号的频率变化范围。所以，本实用新型拓宽了共振频率的范围，提高了输出能量，扩大了其应用范围。附图说明本实用新型的附图说明如下：图1为本实用新型的结构示意图。图中：1.基座；2.第一悬梁臂；3.第一质量块；4.第二悬梁臂；5.第二质量块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：如图1所示，本实用新型包括基座1、第一悬梁臂2、第一质量块3、第二悬梁臂4和第二质量块5，第一悬梁臂2的头端固定在的基座1上，第一悬梁臂2的末端安装第一质量块3；第二悬梁臂4的头端固定在第一质量块3上，第二悬梁臂4的末端安装第二质量块5，第一悬梁臂2与第二悬梁臂4相交成90°角。本实用新型的工作原理：在外界振动环境的激励下，本实用新型的两个质量块3、5受惯性力的作用也随之上下振动，引起第一悬梁臂2和第二悬梁臂4上压电层内的应变和应力沿x轴方向变化。根据正压电效应，在d31工作模式下，第一悬梁臂2和第二悬梁臂4的上、下压电层均会有沿z轴方向的电能输出。本实用新型设计的器件因为第二悬梁臂4和第二质量块5的引入，与传统的线性振动能量收集器（单一悬梁臂结构）相比，其谐振频率大幅降低，使本实用新型既满足低频振动环境又实现低频宽频响应。与此同时，第一悬梁臂2和第二悬梁臂4提供了很大的转动惯量力矩，使得第一悬梁臂2的应变大大增加，提高了电能输出效率。本实用新型的固有频率与第一悬梁臂2和第二悬梁臂4的等效刚度、尺寸参数和两个质量块3、5的质量有关。在固有频率处，本实用新型的输出电压则主要与结构的阻尼比有关，阻尼比越小，输出电压值越大，而阻尼比的改变可通过本实用新型的结构参数的改变来实现。实施例本实施例的结构参数如表1所示：表1第一悬梁臂第二悬梁臂悬臂梁长度Lb1(mm)28悬臂梁长度Lb2(mm)30悬臂梁宽度Wb1(mm)5.5悬臂梁宽度Wb2(mm)5压电晶片厚度tp1(mm)0.25压电晶片厚度tp2(mm)0.25弹性体厚度tb1(mm)0.25弹性体厚度tb2(mm)0.25第一质量块M1(g)2.90第二质量块M2(g)1.37本实施例的前两阶固有振动频率都在50~130Hz的范围内，这样振动能量收集器在汽车发动机运行全程各种转速下的振动环境中均有较好的响应，以保证能量收集的效率，从而为无线传感节点供电。当前第1页1 2 3