宁波大学王宣轶获国家专利权
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龙图腾网获悉宁波大学申请的专利一种全方向压电能量俘获与振动监测系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114977883B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210572620.7,技术领域涉及:H02N2/18;该发明授权一种全方向压电能量俘获与振动监测系统是由王宣轶;夏桦康;柴星雨;陈曦;夏银水;叶益迭设计研发完成,并于2022-05-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种全方向压电能量俘获与振动监测系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种全方向压电能量俘获与振动监测系统,包括信号采集机构和接口电路,通过支撑座和相同规格的两两垂直的3个常规悬臂梁式压电器件构成信号采集机构,3个常规悬臂梁式压电器件感应三个方向振动分量,三个能量俘获子模块俘获三个方向振动分量传输给多输入反激式变换器模块转换得到电信号进行供电,三个振动传感子模块采集空间内三个方位的振动分量对应的信号传递给信号处理模块,通过信号处理模块计算得到信号采集机构所感受到的总体振动加速度的幅值、方向角与频率;优点是环境适应能力强,能量俘获效率和加速度检测准确度不受振动方向影响,在振动方向处于任意方向时,均具有较高的能量俘获效率以及较高的加速度检测准确度。
本发明授权一种全方向压电能量俘获与振动监测系统在权利要求书中公布了:1.一种全方向压电能量俘获与振动监测系统,包括信号采集机构和接口电路,其特征在于所述的信号采集机构包括支撑座和相同规格的3个常规悬臂梁式压电器件,3个常规悬臂梁式压电器件分别安装在所述的支撑座上,且在空间上任意两个常规悬臂梁式压电器件均呈垂直状态,3个常规悬臂梁式压电器件的安装方向相交于所述的支撑座的几何中心,将所述的支撑座的几何中心作为原点O,3个常规悬臂梁式压电器件的安装方向分别作为X方向、Y方向和Z方向构建空间直角坐标系XYZ,此时得到两两相互垂直的3个平面,分别为XOY、XOZ、YOZ;将安装方向沿X方向的常规悬臂梁式压电器件称为X方向常规悬臂梁式压电器件,将安装方向沿Y方向的常规悬臂梁式压电器件称为Y方向常规悬臂梁式压电器件,将安装方向沿Z方向的常规悬臂梁式压电器件称为Z方向常规悬臂梁式压电器件,所述的X方向常规悬臂梁式压电器件用于感受X方向振动加速度分量并将其转换为相应的差分交流电压输出,所述的Y方向常规悬臂梁式压电器件用于感受Y方向振动加速度分量并将其转换为相应的差分交流电压输出,所述的Z方向常规悬臂梁式压电器件用于感受Z方向振动加速度分量并将其转换为相应的差分交流电压输出; 所述的接口电路包括能量俘获模块、振动传感模块、多输入反激式变换器模块、信号处理模块和无线发射模块,所述的能量俘获模块包括3个相同的能量俘获子模块,将3个能量俘获子模块分别称为X方向能量俘获子模块、Y方向能量俘获子模块和Z方向能量俘获子模块,所述的X方向能量俘获子模块用于接入所述的X方向常规悬臂梁式压电器件输出的差分交流电压并将该差分交流电压转换为第一直流电压输出给所述的多输入反激式变换器模块,所述的Y方向能量俘获子模块用于接入所述的Y方向常规悬臂梁式压电器件输出的差分交流电压并将该差分交流电压转换为第二直流电压输出给所述的多输入反激式变换器模块,所述的Z方向能量俘获子模块用于接入所述的Z方向常规悬臂梁式压电器件输出的差分交流电压并将该差分交流电压转换为第三直流电压输出给所述的多输入反激式变换器模块;所述的多输入反激式变换器模块对输入其内的第一直流电压、第二直流电压和第三直流电压进行直流变换、线性稳压、电能储存以及同时为所述的振动传感模块、所述的信号处理模块和所述的无线发射模块提供工作电源电压; 所述的振动传感模块包括三个结构相同的振动传感子模块,将三个振动传感子模块分别称为X方向振动传感子模块、Y方向振动传感子模块和Z方向振动传感子模块,所述的X方向振动传感子模块感应所述的X方向常规悬臂梁式压电器件输出的差分交流电压并对其感应到的差分交流电压进行峰值跟踪生成峰值电压信号以及整形触发生成同频方波信号输出给所述的信号处理模块,所述的Y方向振动传感子模块感应所述的Y方向常规悬臂梁式压电器件输出的差分交流电压并对其感应到的差分交流电压进行峰值跟踪生成峰值电压信号以及整形触发生成同频方波信号输出给所述的信号处理模块,所述的Z方向振动传感子模块感应所述的Z方向常规悬臂梁式压电器件输出的差分交流电压并对其感应到的差分交流电压进行峰值跟踪生成峰值电压信号以及整形触发生成同频方波信号输出给所述的信号处理模块,所述的信号处理模块基于输入其内的三路峰值电压信号和三路同频方波信号来确定X方向振动加速度分量、Y方向振动加速度分量和Z方向振动加速度分量,进而计算出所述的信号采集机构所感受到的总体振动加速度的幅值、方向角与频率,并传递给所述的无线发射模块进行无线发射。
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