1.一种低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,包括能量回收装置(1)、一端固定的立杆和具有一定弯曲挠度的悬臂梁(2),悬臂梁(2)的一端与能量回收装置(1)固定连接、另一端与立杆自由端固定连接。
2.根据权利要求1所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,所述悬臂梁(2)与能量回收装置(1)的连接处设置有树脂板,螺钉依次穿过悬臂梁(2)、树脂板、能量回收装置(1)的凸台端固定。
3.根据权利要求2所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,所述立杆和悬臂梁(2)数量对应设置,每个悬臂梁(2)的一端能量回收装置(1)固定连接、另一端与对应的立杆自由端固定连接。
4.根据权利要求3所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,6个悬臂梁(2)均匀分布于能量回收装置(1)的外周。
5.根据权利要求1所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,所述能量回收装置(1)包括空心壳体和设置于空心壳体中的摩擦纳米发电机,空心壳体采用树脂材质。
6.根据权利要求1所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,所述悬臂梁(2)弯曲挠度的总机械能u(z)公式如下:
a=w(2tp+ηstsh)
ηs=ec/ep
其中,ub表示弯曲势能,uc表示压力势能,ep为悬臂梁的杨氏模量,i表示悬臂梁横截面的惯性矩,z表示在对悬臂梁总长度l0施加横向位移为δl静力载荷时,悬臂梁中心的弯曲位移,l表示弯曲悬臂梁首尾连接的直线长度,l=l0-δl,a为悬臂梁的等效横截面积,z0为δl不变时,悬臂梁中心点的最大弯曲位移,e表示悬臂梁的杨氏等效模量,
7.一种低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,包括如权利要求1所述的能量回收装置(1)、立杆和悬臂梁(2),悬臂梁(2)的两端分别与能量回收装置(1)和立杆固定连接;
其中悬臂梁(2)的弯曲挠度设置方法如下:
构建预紧式双稳态结构,得到外部激励力f与悬臂梁(2)本体参数对应的势能函数,所述悬臂梁(2)本体参数包括悬臂梁(2)中间质量块的重量、悬臂梁(2)中间部分的加速度、悬臂梁(2)中间部分的速度以及悬臂梁(2)中间部分的弯曲位移;
基于所述能量回收装置(1)中摩擦纳米发电机的重量和形状体积,构建以所述悬臂梁(2)作为弹性结构的双稳态运动模型;
改变所述悬臂梁(2)长度和横截面积,输入所述双稳态运动模型,输出跨越双稳态壁垒的双稳态势能函数,实现能量回收装置(1)更宽的工作频域和振幅。
8.根据权利要求7所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,所述预紧式双稳态结构的构建公式如下:
其中,f(t)表示模拟外部激励的振动源随时间变化产生的外部激励力,m为悬臂梁中间质量块的重量,d为阻尼系数,
9.根据权利要求7所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器,其特征在于,所述双稳态运动模型的构建公式如下:
a=w(2tp+ηstsh)
ηs=ec/ep
其中,ub表示弯曲势能,uc表示压力势能,ep为悬臂梁的杨氏模量,i表示悬臂梁横截面的惯性矩,z表示在对悬臂梁总长度l0施加横向位移为δl静力载荷时,悬臂梁中心的弯曲位移,l表示弯曲悬臂梁首尾连接的直线长度,l=l0-δl,a为悬臂梁的等效横截面积,z0为δl不变时,悬臂梁中心点的最大弯曲位移,e表示悬臂梁的杨氏等效模量,
10.一种计算机可读储存介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有若干获取分类程序,所述若干获取分类程序用于被处理器调用并执行如权利要求7至9所述的低频预紧式双稳态振动能量收集器。