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公开(公告)号：CN110620525A
公开(公告)日：2019-12-27
申请号：CN201911041545.6
申请日：2019-10-30
Applicant: 中国计量大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 本发明公开了一种基于弓字型压电弹簧结构的超低频振动俘能装置，包括封闭外壳、两个固定基座、滑动质量块、导轨和两个弓字型压电弹簧结构，其特征在于将两个弓字型压电弹簧的一端分别与滑动质量块的两侧相连，另一端分别与基座相连并使之处于拉伸状态，通过固定基座与封闭外壳相连。弓字型压电弹簧结构由尼龙螺帽、尼龙螺柱和至少两块压电片构成，滑动质量块包括矩形固定框、带孔金属球和光轴，光轴穿过带孔金属球并将其固定于矩形固定框内，带孔金属球下方设置导轨，滑动质量块通过拉伸和复原弓字型压电弹簧结构，使压电片输出电能。该装置可以将外界超低频振动能量通过压电效应转换成电能，适用于江、河、湖、海等水面波浪能量的收集。
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公开(公告)号：CN109274289A
公开(公告)日：2019-01-25
申请号：CN201811490567.6
申请日：2018-12-07
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置和方法，其特征在于压电片设置在悬臂梁上，悬臂梁安装在固定基座上，微型电机通过电机支架安装在悬臂梁上，微型电机的轴连接丝杆并可以带动丝杆旋转，丝杆的另一端通过丝杆支架也固定在悬臂梁上，质量块通过与丝杆对应的螺纹安装在丝杆上，当丝杆转动的时候，质量块可以沿着丝杆方向移动。电路系统板连接压电片进行振动能量俘获，并且从压电片输出信号判断环境振动频率与压电俘能装置的固有频率是否匹配，通过控制微型电机的正反转动，实现悬臂梁的端部质量块的位置调节，调节质量块与电机的距离，可以实现压电俘能装置一阶共振频率点、一阶和二阶叠加频带带宽的自动调节。
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公开(公告)号：CN106533213A
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201611130330.8
申请日：2016-12-09
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种自供电的低相位滞后的压电振动能量采集电路，特点是包括压电换能器、检测电容、电感、二极管、储能电容、衬底电平切换电路、正极值检测电路、负极值检测电路、正极值互锁开关、负极值互锁开关、正半周检测互锁开关和负半周检测互锁开关；优点是该压电振动能量采集电路在采集振动能量并转换为直流电压输出的过程中，降低了同步电荷采集相位滞后，并回收检测电路中电容所存储的能量，同时由于采用MOS管作为开关电路降低了采集主回路中的导通电压和导通电阻，也减少了元件数量降低了电路功耗，从而提高了压电能量的采集效率；此外，该压电振动能量采集电路采用集成电路的方法减少了电路体积，易于压电能量采集系统的集成。
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公开(公告)号：CN109269627B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN201811363712.4
申请日：2018-11-16
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种动态压电换能器共振状态在线检测电路，在压电换能器处于振动情况下，单片机先控制切换开关将压电换能器与短路电流采样电阻连接，通过信号处理得到短路电流方波信号输入给单片机的外部中断口，测得短路电流方波信号的频率和占空比，采用单片机内部定时器与外部中断触发功能，输出与短路电流方波信号同步的同相位的方波信号给异或门的一个输入端，然后，单片机控制切换开关将换能器开路，通过信号处理得到开路电压方波信号给异或门的另一输入端，异或门将开路电压方波信号和短路电流方波信号的相位差转换为高电平脉冲宽度给单片机，单片机可以通过检测该宽度来判断压电换能器当前的环境振动频率与其固有共振频率的偏差。
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公开(公告)号：CN108832845A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810895454.8
申请日：2018-08-08
Applicant: 中国计量大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 本发明公开了一种压电宽频振动换能器的在线系统辨识电路，包括压电换能器、切换开关、采样电阻、信号放大电路、微分电路、滞回比较器、电平转换电路、单片机和电源。单片机先控制切换开关将压电换能器与正电源连接积累能量，稳定后，单片机控制切换开关将换能器与采样电阻连接，积累的能量会使换能器产生的固有共振频率信号，通过信号放大电路和微分电路处理后，得到指数衰减的固有共振频率正弦波，通过滞回比较器电路将正弦波转换成方波，提供过电平转换电路将信号输入给单片机，单片机能通过检测方波频率实现换能器的固有共振频率检测，根据方波脉冲个数可以计算得到振动衰减系数，实现换能器的固有共振频率和振动衰减系数的在线系统辨识。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109269627A
公开(公告)日：2019-01-25
申请号：CN201811363712.4
申请日：2018-11-16
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种动态压电换能器共振状态在线检测电路与方法，在压电换能器处于振动情况下，单片机先控制切换开关将压电换能器与短路电流采样电阻连接，通过信号处理得到短路电流方波信号输入给单片机的外部中断口，测得短路电流方波信号的频率和占空比，采用单片机内部定时器与外部中断触发功能，输出与短路电流方波信号同步的同相位的方波信号给异或门的一个输入端，然后，单片机控制切换开关将换能器开路，通过信号处理得到开路电压方波信号给异或门的另一输入端，异或门将开路电压方波信号和短路电流方波信号的相位差转换为高电平脉冲宽度给单片机，单片机可以通过检测该宽度来判断压电换能器当前的环境振动频率与其固有共振频率的偏差。
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公开(公告)号：CN210380695U
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201921839743.2
申请日：2019-10-30
Applicant: 中国计量大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 本实用新型公开了一种基于弓字型压电弹簧结构的超低频振动俘能装置，包括封闭外壳、两个固定基座、滑动质量块、导轨和两个弓字型压电弹簧结构，其特征在于将两个弓字型压电弹簧的一端分别与滑动质量块的两侧相连，另一端分别与基座相连并使之处于拉伸状态，通过固定基座与封闭外壳相连。弓字型压电弹簧结构由尼龙螺帽、尼龙螺柱和至少两块压电片构成，滑动质量块包括矩形固定框、带孔金属球和光轴，光轴穿过带孔金属球并将其固定于矩形固定框内，带孔金属球下方设置导轨，滑动质量块通过拉伸和复原弓字型压电弹簧结构，使压电片输出电能。该装置可以将外界超低频振动能量通过压电效应转换成电能，适用于江、河、湖、海等水面波浪能量的收集。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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公开(公告)号：CN209329983U
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201822044510.5
申请日：2018-12-07
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本实用新型公开了一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于压电片设置在悬臂梁上，悬臂梁安装在固定基座上，微型电机通过电机支架安装在悬臂梁上，微型电机的轴连接丝杆并可以带动丝杆旋转，丝杆的另一端通过丝杆支架也固定在悬臂梁上，质量块通过与丝杆对应的螺纹安装在丝杆上，当丝杆转动的时候，质量块可以沿着丝杆方向移动。电路系统板连接压电片进行振动能量俘获，并且从压电片输出信号判断环境振动频率与压电俘能装置的固有频率是否匹配，通过控制微型电机的正反转动，实现悬臂梁的端部质量块的位置调节，调节质量块与电机的距离，可以实现压电俘能装置一阶共振频率点、一阶和二阶叠加频带带宽的自动调节。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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公开(公告)号：CN206313680U
公开(公告)日：2017-07-07
申请号：CN201621348941.5
申请日：2016-12-09
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本实用公开了一种自供电的低相位滞后的压电振动能量采集电路，特点是包括压电换能器、检测电容、电感、二极管、储能电容、衬底电平切换电路、正极值检测电路、负极值检测电路、正极值互锁开关、负极值互锁开关、正半周检测互锁开关和负半周检测互锁开关；优点是该压电振动能量采集电路在采集振动能量并转换为直流电压输出的过程中，降低了同步电荷采集相位滞后，并回收检测电路中电容所存储的能量，同时由于采用MOS管作为开关电路降低了采集主回路中的导通电压和导通电阻，也减少了元件数量降低了电路功耗，从而提高了压电能量的采集效率；此外，该压电振动能量采集电路采用集成电路的方法减少了电路体积，易于压电能量采集系统的集成。
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公开(公告)号：CN208797852U
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201821271404.4
申请日：2018-08-08
Applicant: 中国计量大学
IPC: H02N2/18
Abstract: 本实用新型公开了一种压电宽频振动换能器的在线系统辨识电路，包括压电换能器、切换开关、采样电阻、信号放大电路、微分电路、滞回比较器、电平转换电路、单片机和电源。单片机先控制切换开关将压电换能器与正电源连接积累能量，稳定后，单片机控制切换开关将换能器与采样电阻连接，积累的能量会使换能器产生的固有共振频率信号，通过信号放大电路和微分电路处理后，得到指数衰减的固有共振频率正弦波，通过滞回比较器电路将正弦波转换成方波，提供过电平转换电路将信号输入给单片机，单片机能通过检测方波频率实现换能器的固有共振频率检测，根据方波脉冲个数可以计算得到振动衰减系数，实现换能器的固有共振频率和振动衰减系数的在线系统辨识。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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