一种交错梳状结构的能量采集器及其应用

本发明属于能量收集，尤其是涉及一种交错梳状结构的能量采集器及其应用。

背景技术：

1、随着微型技术的快速发展，大量新型微型器件与系统不断被开发出来，如微型发电机、纳米结构光电子器件、微型传感器等，这类微型电子产品的供电问题正成为困扰其应用的主要障碍。因此人们拟采用能量采集技术来解决上述问题。能量采集是一种利用能量采集器从其周围环境中获取能量的技术，其实质是利用光伏、热电、压电、电磁等物理和化学效应把器件周围环境中广泛存在的光能、热能、机械能、风能等能量转换为可以使用的电能。

2、随着低功耗的微型传感器不断更新发展，使得微型传感器和微型电子设备等微型系统的应用范围不断扩大。由于低功耗的微型电子器件所需要的实际电能较少，利用传统的电池供电方法显然不适用于此类微小结构。

3、因此，如何快速方便地进行能量采集给低功耗的微型电子器件供电成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了快速方便地进行能量采集给低功耗的微型电子器件供电而提供一种交错梳状结构的能量采集器及其应用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种交错梳状结构的能量采集器，包括：

4、底座，其内部设有能量收集电路；

5、支架，分别安装于底座的两端；

6、pvdf压电尺，安装于支架上并与能量收集电路连接，多个pvdf压电尺形成交错的梳状结构；

7、拨动模块，设于pvdf压电尺下方，用于拨动pvdf压电尺使pvdf压电尺弯曲。

8、进一步地，所述pvdf压电尺包括导电片和粘贴于导电片两面的pvdf薄膜，形成三明治结构。

9、进一步地，所述导电片与pvdf薄膜之间设有导线，导线与导电片连接并串联接入底座的能量收集电路中。

10、进一步地，所述导电片的材质包括铜、银、铝、镍中的一种或多种，优选为铜。

11、进一步地，所述pvdf压电尺彼此平行且互不接触，pvdf压电尺之间的间距相等。

12、进一步地，所述pvdf压电尺均具有相同的长度、宽度和厚度。

13、进一步地，所述拨动模块包括杠杆支架和设置于杠杆支架上的杠杆。

14、进一步地，所述杠杆包括用于施加外力的施压段和能与pvdf压电尺接触的接触段。

15、进一步地，所述底座开设有供接触段放置的凹槽，凹槽的宽度不小于杠杆的宽度。

16、进一步地，所述杠杆的重心在接触段上，使自然状态下杠杆接触段的顶端能置于底座的凹槽中。

17、进一步地，所述底座和支架的材质均包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯中的一种或多种。

18、本发明还提供一种上述的交错梳状结构的能量采集器在给微型电子器件供电方面的应用，其中微型电子器件优选为led灯泡和温度传感器。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、(1)本发明的能量采集器基于pvdf压电尺的压电特性和易于弯曲的特点，在使用过程中通过拨动模块使得pvdf压电尺依次弯折，快速产生电能，并能通过能量收集电路收集产生的电能，用于给低功耗的微型电子器件供电。

21、(2)本发明的pvdf压电尺选取pvdf压电薄膜和导电片组成三明治结构。pvdf压电薄膜是一种体积小、可弯折的柔性材料，pvdf压电薄膜具有独特的介电效应、压电效应，与传统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高等特点。

22、(3)本发明巧妙地运用杠杆机构作为触发pvdf压电尺之间电路连接的拨动模块。自然状态下，杠杆放置于底座的凹槽中，pvdf压电尺之间互不接触且不弯折，不会触发电路；拨动杠杆时，pvdf压电尺依次弯折并产生电能，通过能量采集电路可以实现给低功耗的微型电子器件进行供电。

23、(4)本发明的装置简单，容易实施，不仅具有较好的灵敏性，还通过交错梳状结构、杠杆等巧妙设计增加了使用过程中的趣味性，可用于缓解身心压力。

技术特征：

1.一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述pvdf压电尺(3)包括导电片(31)和粘贴于导电片(31)两面的pvdf薄膜(32)。

3.根据权利要求2所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述导电片(31)与pvdf薄膜(32)之间设有导线，导线与导电片(31)连接并串联接入底座(1)的能量收集电路中。

4.根据权利要求2所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述导电片(32)的材质包括铜、银、铝、镍中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述pvdf压电尺(3)彼此平行且互不接触，pvdf压电尺(3)之间的间距相等。

6.根据权利要求1所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述pvdf压电尺(3)均具有相同的长度、宽度和厚度。

7.根据权利要求1所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述拨动模块(4)包括杠杆支架(41)和设置于杠杆支架(41)上的杠杆(42)；

8.根据权利要求7所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述底座(1)开设有供接触段(422)放置的凹槽(11)，凹槽(11)的宽度不小于杠杆(42)的宽度。

9.根据权利要求1所述的一种交错梳状结构的能量采集器，其特征在于，所述底座(1)和支架(2)的材质均包括聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯中的一种或多种。

10.一种权利要求1-9任一项所述的交错梳状结构的能量采集器在给微型电子器件供电方面的应用。

技术总结
本发明涉及一种交错梳状结构的能量采集器及其应用。本发明的交错梳状结构的能量采集器包括底座(1)，其内部设有能量收集电路；支架(2)，分别安装于底座(1)的两端；PVDF压电尺(3)，安装于支架(2)上并与能量收集电路连接，多个PVDF压电尺(3)形成交错的梳状结构；拨动模块(4)，设于PVDF压电尺(3)下方，用于拨动PVDF压电尺(3)使PVDF压电尺(3)弯曲。与现有技术相比，本发明具有装置简单、容易实施、兼具趣味性等优点，可用于给低功耗的微型电子器件进行供电。

技术研发人员：金妍,吕旖雯,冯博翊,欧阳玉玲,居家奇
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7