研究了一种带质量块的压电悬臂梁结构,利用压电薄膜的正压电效应将机械能转化成电能,可以用于振动能的收集.利用有限元分析软件ANSYS对结构进行建模,通过模态分析和谐波分析得到:悬臂梁在一阶模态时上下振动,形成恰当的工作状态;通过改变梁的各个几何参数和振动源的频率,得到了悬臂梁上下电极间峰值电压的变化情况;当振动源的频率为悬臂梁的一阶共振频率时,得到的峰值电压最大。

传统的电池体积大、寿命短，无法满足无线传感器网络、嵌入式系统等新技术的供能要求。基于 MEMS 的能量采集技术可以将环境中的能源采集转换为电能，其寿命长，无须更换，可以实现供能模块和电子器件的集成化和自供能，是目前的研究热点之一。环境振动驱动的微型发电装置主要有三种能量转换形式：压电转换、电磁转换和静电转换。其中，压电转换具有能量密度高、工作可靠、适应性强等突出优点。本文主要利用专利数据库的检索结果为分析样本，从中国、全球的专利申请量，申请人分布等多方面进行统计分析，总结了与压电式MEMS振动能量收集装置技术相关的国内和国外专利的申请趋势、主要申请人分布。