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负压动平衡的振动 能量收集装置

阅读：1033发布：2020-05-08

专利汇可以提供负压动平衡的振动能量收集装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提出了一种负压动平衡的振动能量收集装置，用以提高能量收集效率，包括壳体、两个电极、外振子、内振子、两个紧固环和两个密封端盖；两个电极的削冠平面相对，放置在壳体内部的第一圆柱腔体内，并通过紧固环与壳体两端设置的装配基准面固定，两个密封端盖分别固定在两个电极的导向圆柱体的底端平面上，且两个密封端盖上设置的第二圆形凸起分别嵌入两个定位孔内；内振子位于两个电极的削冠平面之间，且两个端圆柱体分别与两个电极削冠平面上设置的定位孔配合；外振子位于两个电极的半球状体之间。本实用新型可实现静电能和机械振动能的低频重载冲击宽频带多方向能量收集能力，可用于惯性导航、无人驾驶、雷达侦测、水下探测等领域。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是负压动平衡的振动能量收集装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种负压动平衡的振动能量收集装置，包括壳体(1)、两个电极(2)、外振子(3)、内振子(4)、两个紧固环(5)和两个密封端盖(6)，其中：
所述壳体(1)采用绝缘材料，形状为带有第一圆柱腔体(11)的柱体结构，其两端设置有装配基准面(12)；
所述电极(2)采用半导体材料，形状为由导向圆柱体(21)和半球状体(22)通过过渡段(23)连接的中心对称结构，该电极(2)靠近导向圆柱体(21)一侧的对称轴上设置有定位孔(24)，半球状体(22)的球面上设置有与对称轴垂直的削冠平面(25)，该削冠平面(25)上设置有与定位孔(24)贯通的第一安装孔(26)，所述过渡段(23)上设置有一个或多个径向通流孔(27)；
所述外振子(3)采用半导体材料，形状为带有复合腔体的柱体结构，所述复合腔体由第二圆柱腔体(31)和与其两端相连且方向相背的两个半球状腔体(32)组成，第二圆柱腔体(31)中部设有第一环形凹槽(33)，所述半球状腔体(32)的名义曲率半径等于电极(2)半球状体(22)的名义曲率半径；
所述内振子(4)采用半导体材料，形状为带有通流孔(41)的复合圆柱体结构，所述复合圆柱体由中间段圆柱体(42)和与其两端连接且直径小于中间段圆柱体(42)的端圆柱体(43)组成，中间段圆柱体(42)中部设有第二环形凹槽(44)，其中中间段圆柱体(42)的名义直径与第二圆柱腔体(31)名义直径相等，用于实现中间段圆柱体(42)的圆柱表面与第二圆柱腔体(31)的表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体(42)的长度大于第二圆柱腔体(31)的长度，用于实现电极(2)上的半球状体(22)表面与外振子(3)上的半球状腔体(32)表面，以及削冠平面(25)与中间段圆柱体(42)的肩面(45)形成间隙配合；所述两个端圆柱体(43)的名义直径与第一安装孔(26)名义直径相等，用于实现两个端圆柱体(43)的圆柱表面与两个第一安装孔(26)表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体(42)上设置有与通流孔(41)贯通的一个或多个排流孔(46)；
所述紧固环(5)的形状为端面带有第一圆形凸起(51)的第一圆盘(52)结构，该第一圆盘(52)结构的中心轴线上设置有第二安装孔(53)；
所述密封端盖(6)采用金属材料，形状为一端带有接线柱，另一端面带有第二圆形凸起(61)的第二圆盘(62)结构，第二圆形凸起(61)一侧中心位置设置有盲孔(63)；
所述两个电极(2)的削冠平面(25)相对，放置在壳体(1)内部的第一圆柱腔体(11)内，并通过紧固环(5)与壳体(1)两端设置的装配基准面(12)固定，所述两个密封端盖(6)分别固定在两个电极(2)的导向圆柱体(21)的底端平面(28)上，且两个密封端盖(6)上设置的第二圆形凸起(61)分别嵌入两个定位孔(24)内；所述内振子(4)位于两个电极(2)的削冠平面(25)之间，且两个端圆柱体(43)分别与两个电极(2)削冠平面(25)上设置的第一安装孔(26)配合；所述外振子(3)位于两个电极(2)的半球状体(22)之间；
在负压环境中由外振子(3)和内振子(4)组成的谐振子的质心处产生的哥氏力的向心分量与万有引力平衡，谐振子与两个电极(2)之间的阻尼力与哥氏力的切向分量平衡，在环境能量波作用下，谐振子质心处产生的哥氏力变化使谐振子与两个电极(2)组成的谐振腔产生尺蠖式偏振机械动压，该偏振机械动压使两个电极(2)表层压电半导体尺蠖式变形，根据负压电效应，两个电极(2)产生交流电流输出，该交流电流使两个电极(2)表面的基底压电半导体层上的光电半导体层泵浦发光，并产生偏振，根据逆压电效应，该偏振泵浦光受两个电极(2)对外振子(3)的鲁棒性约束提高输出电流的电压，电极(2)两端输出功率上升，输出功率通过密封端盖(6)的接线柱与外部设备连接，传输给后端电能存储或用于电器设备。
2.根据权利要求1所述的一种负压动平衡的振动能量收集装置，其特征在于：所述壳体(1)的外形为两端带有法兰(13)的圆柱体，所述带有法兰(13)的圆柱体的中心轴与壳体(1)内部设置的第一圆柱腔体(11)的中心轴同轴；所述壳体(1)的装配基准面(12)表面镀铜碳化硅半导体复合膜。
3.根据权利要求2所述的一种负压动平衡的振动能量收集装置，其特征在于：所述紧固环(5)上的第一圆形凸起(51)、第一圆盘(52)和第二安装孔(53)同轴，且圆盘状结构的名义直径与壳体(1)上的法兰(13)的名义直径相等。
4.根据权利要求3所述的一种负压动平衡的振动能量收集装置，其特征在于：所述密封端盖(6)上的第二圆形凸起(61)与第二圆盘(62)同轴，所述第二圆盘(62)的名义直径小于第二安装孔(53)的名义直径；所述第二圆盘(62)设置有第二圆形凸起(61)的一侧端面镀铜碳化硅半导体复合膜。
5.根据权利要求1所述的一种负压动平衡的振动能量收集装置，其特征在于：所述电极(2)上的导向圆柱体(21)的中心轴与定位孔(24)的中心轴，以及半球状体(22)的中心轴与第一安装孔(26)的中心轴同轴；所述半球状体(22)的球面外表面为杯状抛物面；所述导向圆柱体(21)的外表面、半球状体(22)的外表面、削冠平面(25)与第一安装孔(26)表面镀铜碳化硅半导体复合膜。
6.根据权利要求5所述的一种负压动平衡的振动能量收集装置，其特征在于：所述外振子(3)的外形为圆柱体，该圆柱体柱面上长度方向的中间设置有环绕圆柱体中心轴线不规则缺口；所述外振子(3)上的第二圆柱腔体(31)的中心轴和两个半球状腔体(32)的中心轴同轴；所述半球状腔体(32)内表面设置为杯状抛物面，用以与半球状体(22)的杯状抛物面配合，实现能量传输的线性化；所述第二圆柱腔体(31)与两个半球状腔体(32)表面镀铜碳化硅半导体复合膜。
7.根据权利要求1所述的一种负压动平衡的振动能量收集装置，其特征在于：所述内振子(4)的一个或多个排流孔(46)位于第二环形凹槽(44)内，所述中间段圆柱体(42)与通流孔(41)，以及两个端圆柱体(43)同轴；所述中间段圆柱体(42)、端圆柱体(43)与肩面(45)表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

说明书全文

负压动平衡的振动 能量收集装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于能量收集技术领域，涉及一种负压动平衡的振动能量收集装置，可用于惯性导航、无人驾驶、雷达侦测、地质勘探、水下探测等领域。

背景技术

[0002] 随着半导体技术的发展，各种由微机械原理设计制造的电子设备层出不穷。特别是在国防安全、环境监测系统、感应充电、地质勘探和海底侦测应用系统等方面发挥着各种各样的作用。电子设备对于有限能源的利用效率和续航能力备受关注，尤其在航空航天领域，运载工具的载荷和携带能源有限，要求设备具有小体积，轻质量和续航能力强的特点，设计一种能量收集器把未被利用的机械能量和静电能量转化为电能提供给微机电系统使用很有意义。

[0003] 自然环境中能量都是以波的形式存在，能量可以分为核能、光能、热能、静电能和机械能。其中机械能能量收集器又可分为电磁式、静电式、磁致伸缩式及压电式，而压电式振动能量收集器又分为正压电效应式和负压电效应式，正压电效应是指当压电材料产生机械变形时，在压电材料表面出现电荷的现象，其收集的是垂直于机械轴的竖直方向能量，负压电效应与正压电效应原理相似，其收集的是垂直于机械轴的水平方向能量。逆压电效应是指对压电材料施加交变电场引起材料机械变形的现象,也叫电致伸缩效应。压电式振动能量收集器具有易集成、能量输出密度大、无需外接电源、无污染、能更好地与微系统集成等优点被广泛应用。

[0004] 压电式振动能量收集装置，包括夹具、弹性梁、压电片、质量块。其中夹具用于固定弹性基板，质量块设置于弹性梁上用于调整整个能量收集装置的谐振频率。其中压电片均匀粘贴于弹性梁表面，当感知到外部振动时，压电片的正压电效应使其表面有电流输出，压电片表面的电极将产生的电流输出给后端电路储能或用电设备。电场能量收集装置主要包括压电材料、驻极体和支撑结构，其原理是运用压电材料的逆压电效应，即放置在交变电场中的驻极体会产生形变，从而使压电材料产生输出电压。

[0005] 目前，已公开文献中，都是非空间对称力平衡结构形式。例如：申请公开号为CN110071661A，名称为“一种具有低频及宽频带多模态阵列式能量收集装置”的专利申请，公开了针对提高压电能量回收装置在低频振动能量回收和宽带频率响应特性两个方面的性能的振动能量收集器。在低频振动收集能力上主要通过增大质量和减小刚度来降低能量收集技术的谐振频率，使之与激励源频率相同，并且利用频率变频技术将低频振动转换为高频振动再吸收利用。在外界激励的驱动下，悬臂梁发生受迫振动，并且致使压电片发生形变产生电流，从而实现机械能向电能的转换。该实用新型为了提高低频能量电流输出能力，仅实现了单谐振环平面对称轻载低频及宽频带多方向能量的收集能力，系统质量刚性不足，由于刚度下将导致失去重载冲击能量收集能力，使得功能适用性范围不足和重载收集功率效率低下。实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种负压动平衡的振动能量收集装置，旨在提高能量收集效率。

[0007] 为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案包括壳体1、两个电极2、外振子3、内振子4、两个紧固环5和两个密封端盖6，其中：

[0008] 所述壳体1采用绝缘材料，形状为带有第一圆柱腔体11的柱体结构，其两端设置有装配基准面12；

[0009] 所述电极2采用半导体材料，形状为由导向圆柱体21和半球状体22通过过渡段23连接的中心对称结构，该电极2靠近导向圆柱体21一侧的对称轴上设置有定位孔24，半球状体22的球面上设置有与对称轴垂直的削冠平面25，该削冠平面25上设置有与定位孔24贯通的第一安装孔26，所述过渡段23上设置有一个或多个径向通流孔27；

[0010] 所述外振子3采用半导体材料，形状为带有复合腔体的柱体结构，所述复合腔体由第二圆柱腔体31和与其两端相连且方向相背的两个半球状腔体32组成，第二圆柱腔体31中部设有第一环形凹槽33，所述半球状腔体32的名义曲率半径等于电极2半球状体22的名义曲率半径；

[0011] 所述内振子4采用半导体材料，形状为带有通流孔41的复合圆柱体结构，所述复合圆柱体由中间段圆柱体42和与其两端连接且直径小于中间段圆柱体42 的端圆柱体43组成，中间段圆柱体42中部设有第二环形凹槽44，其中中间段圆柱体42的名义直径与第二圆柱腔体31名义直径相等，用于实现中间段圆柱体 42的圆柱表面与第二圆柱腔体31的表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体42 的长度大于第二圆柱腔体31的长度，用于实现电极2上的半球状体22表面与外振子3上的半球状腔体32表面，以及削冠平面25与中间段圆柱体42的肩面45 形成间隙配合；所述两个端圆柱体43的名义直径与第一安装孔26名义直径相等，用于实现两个端圆柱体43的圆柱表面与两个第一安装孔26表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体42上设置有与通流孔41贯通的一个或多个排流孔46；

[0012] 所述紧固环5的形状为端面带有第一圆形凸起51的第一圆盘52结构，该第一圆盘52结构的中心轴线上设置有第二安装孔53；

[0013] 所述密封端盖6采用金属材料，形状为一端带有接线柱，另一端面带有第二圆形凸起61的第二圆盘62结构，第二圆形凸起61一侧中心位置设置有盲孔63；

[0014] 所述两个电极2的削冠平面25相对，放置在壳体1内部的第一圆柱腔体11 内，并通过紧固环5与壳体1两端设置的装配基准面12固定，所述两个密封端盖6分别固定在两个电极2的导向圆柱体21的底端平面28上，且两个密封端盖 6上设置的第二圆形凸起61分别嵌入两个定位孔24内；所述内振子4位于两个电极2的削冠平面25之间，且两个端圆柱体43分别与两个电极2削冠平面25 上设置的第一安装孔26配合；所述外振子3位于两个电极2的半球状体22之间；

[0015] 在负压环境中由外振子3和内振子4组成的谐振子的质心处产生的哥氏力的向心分量与万有引力平衡，谐振子与两个电极2之间的阻尼力与哥氏力的切向分量平衡，在环境能量波作用下，谐振子质心处产生的哥氏力变化使谐振子与两个电极2组成的谐振腔产生尺蠖式偏振机械动压，该偏振机械动压使两个电极2 表层压电半导体尺蠖式变形，根据负压电效应，两个电极2产生交流电流输出，该交流电流使两个电极2表面的基底压电半导体层上的光电半导体层泵浦发光，并产生偏振，根据逆压电效应，该偏振泵浦光受两个电极2对外振子3的鲁棒性约束提高输出电流的电压，电极2两端输出功率上升，输出功率通过密封端盖6 的接线柱与外部设备连接，传输给后端电能存储或用于电器设备。

[0016] 上述一种负压动平衡的振动能量收集装置，所述壳体1的外形为两端带有法兰13的圆柱体，所述带有法兰13的圆柱体的中心轴与壳体1内部设置的第一圆柱腔体11的中心轴同轴；所述壳体1的装配基准面12表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0017] 上述一种负压动平衡的振动能量收集装置，所述紧固环5上的第一圆形凸起 51、第一圆盘52和第二安装孔53同轴，且圆盘状结构的名义直径与壳体1上的法兰13的名义直径相等。

[0018] 上述一种负压动平衡的振动能量收集装置，所述密封端盖6上的第二圆形凸起61与第二圆盘62同轴，所述第二圆盘62的名义直径小于第二安装孔53的名义直径；所述第二圆盘62设置有第二圆形凸起61的一侧端面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0019] 上述一种负压动平衡的振动能量收集装置，所述电极2上的导向圆柱体21 的中心轴与定位孔24的中心轴，以及半球状体22的中心轴与第一安装孔26的中心轴同轴；所述半球状体22的球面外表面为杯状抛物面；所述导向圆柱体21 的外表面、半球状体22的外表面、削冠平面25与第一安装孔26表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0020] 上述一种负压动平衡的振动能量收集装置，所述外振子3的外形为圆柱体，该圆柱体柱面上长度方向的中间设置有环绕圆柱体中心轴线不规则缺口；所述外振子3上的第二圆柱腔体31的中心轴和两个半球状腔体32的中心轴同轴；所述半球状腔体32内表面设置为杯状抛物面，用以与半球状体22的杯状抛物面配合，实现能量传输的线性化；所述第二圆柱腔体31与两个半球状腔体32表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0021] 上述一种负压动平衡的振动能量收集装置，所述内振子4的一个或多个排流孔46位于第二环形凹槽44内，所述中间段圆柱体42与通流孔41，以及两个端圆柱体43同轴；所述中间段圆柱体42、端圆柱体43与肩面45表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0022] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

[0023] 1、本实用新型采用内外振子与两个电极组成的空间对称力平衡结构设计，基于对称性的考虑，一个平面对称谐振环需要至少八个谐振梁使平面结构平衡并有两个相同自然频率的弯曲模态，而空间上实现对称需要至少八对平面对称谐振环，采用负压电效应吸收能量，增加谐振子质量刚性及阻尼效应，实现低频重载冲击宽频带多方向能量收集能力。

[0024] 2、本实用新型的外振子与内振子之间、电极与内振子之间采用了滚动配合，外振子与内振子、电极与内振子旋向始终相反，实现了电极对外振子的鲁棒控制。

[0025] 3、本实用新型的导向圆柱体的外表面、半球状体的外表面、削冠平面、第一安装孔表面、第二圆柱腔体与两个半球状腔体表面、中间段圆柱体、端圆柱体、肩面表面采用了铜碳化硅半导体复合膜结构，负压电效应和逆压电效应能够动态转换，实现了对环境中的机械振动能和静电能收集的双重功能，并且利用光电放大功能，进一步提高能量收集效率。

[0026] 4、本实用新型的装配基准面、导向圆柱体表面与第二圆盘表面采用了铜碳化硅半导体复合膜结构，装配基准面与导向圆柱体表面之间配合间隙中压强和导向圆柱体底端平面与第二圆盘表面之间配合间隙中压强上升，增强了密封性。附图说明

[0027] 图1为本实用新型的整体结构示意图；

[0028] 图2为本实用新型壳体的结构示意图；

[0029] 图3为本实用新型电极的结构示意图；

[0030] 图4为本实用新型外振子的结构示意图；

[0031] 图5为本实用新型内振子的结构示意图；

[0032] 图6为本实用新型紧固环的结构示意图；

[0033] 图7为本实用新型密封端盖的结构示意图。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

[0035] 参照图1，本实用新型包括壳体1、两个电极2、外振子3、内振子4、两个紧固环5和两个密封端盖6，其中：

[0036] 所述壳体1，其结构如图2所示，采用玻璃陶瓷材料，形状为带有第一圆柱腔体11的柱体结构，第一圆柱腔体11中部内腔材料和柱体结构的中部外圆材料被相背去除，以减轻质量和增加结构刚性，提高系统抗干扰能力，柱体结构的两端带有法兰13，法兰13上每侧平面均布四个螺纹孔，用以安装紧固环5，每个法兰13的端面与第一圆柱腔体11相交的位置设置有环状装配基准面12，用来保证装配密封限位，且表面镀有铜碳化硅半导体复合膜，第一圆柱腔体11与柱体结构、装配基准面12以及法兰13同轴，保证装配同轴度为装配垂直度为0.03mm。

[0037] 所述电极2，其结构如图3所示，采用磷青铜材料，形状为由导向圆柱体21 和半球状体22通过过渡段23连接的中心对称结构，该电极2靠近导向圆柱体 21一侧的对称轴上设置有定位孔24，定位孔24的名义直径为10mm，导向圆柱体21外圆和导向端面用以密封限位，且表面为铜碳化硅半导体复合膜，与壳体 1的装配基准面12过盈配合，用以增强密封性，半球状体22的球面外表面设置为杯状抛物面，杯状抛物面大端名义直径为15mm，杯状抛物面小端名义直径为 8mm，半球状体22内腔设置为半球形，半球形名义半径为5mm，与定位孔24 平滑相接，以增强半球状体22的结构刚性，半球状体22的杯状外表面上设置有与对称轴垂直的削冠平面25，削冠平面25上设置有与定位孔24贯通的第一安装孔26，第一安装孔26的名义直径为5.4mm，将第一安装孔26的削冠平面25 一侧倒角，设置第一安装孔26的柱面名义长度尺寸为2mm，半球状体22的杯状外球面、削冠平面25和第一安装孔26表面为铜碳化硅半导体复合膜；所述过度段23设置为抛物面，增强结构刚性，过度段23上设置有圆周均布的六个名义直径为2mm的径向通流孔27，用来收集游离于电极内腔的光子能够重新进入半球状体22的杯状外球面，底端平面28用以密封限位，且表面为铜碳化硅半导体复合膜，底端平面28上设置有四个平面均布的螺纹孔，用以安装密封端盖6；所述电极2上的导向圆柱体21的中心轴与定位孔24的中心轴，以及半球状体 22的中心轴与第一安装孔26的中心轴同轴，保证装配同轴度为

[0038] 所述外振子3，其结构如图4所示，采用磷青铜材料，用以增加振子质量，形状为带有复合腔体的柱体结构，所述复合腔体由第二圆柱腔体31和与其两端相连且方向相背的两个半球状腔体32组成，第二圆柱腔体31中部设有第一环形凹槽33，所述半球状腔体32的名义曲率半径等于电极2半球状体22的名义曲率半径；所述外振子3的外形为圆柱体，该圆柱体柱面上长度方向的中间设置有环绕圆柱体中心轴线不规则缺口，该不规则缺口形状为中间部为直径16mm且长度8mm的第一圆柱面，两端为直径22mm且长度为2.5mm的第二圆柱体，两个半径10mm的球面连接第一圆柱面与第二圆柱体相交，用于调整外振子3与内振子4的质量比，同时增加外振子3的结构刚性；所述外振子3上的第二圆柱腔体 31的中心轴和两个半球状腔体32的中心轴同轴，保证装配同轴度所述半球状腔体32内表面设置为杯状抛物面，用以与半球状体22的杯状抛物面配合，实现能量传输的线性化；所述第二圆柱腔体31与两个半球状腔体32表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0039] 所述内振子4，其结构如图5所示，采用磷青铜材料，用以增加振子质量，形状为带有通流孔41的复合圆柱体结构，所述复合圆柱体由中间段圆柱体42 和与其两端连接且直径小于中间段圆柱体42的端圆柱体43组成，中间段圆柱体 42中部设有第二环形凹槽44，其中中间段圆柱体42的名义直径与第二圆柱腔体 31名义直径相等，用于实现中间段圆柱体42的圆柱表面与第二圆柱腔体31的表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体42的长度大于第二圆柱腔体31的长度，用于实现电极2上的半球状体22表面与外振子3上的半球状腔体32表面，以及削冠平面25与中间段圆柱体42的肩面45形成间隙配合；所述两个端圆柱体43 的名义直径与第一安装孔26名义直径相等，两个端圆柱体43被切除部分材料形成阶梯状，残余部分长度与倒角后的第一安装孔26长度相等，用于实现两个端圆柱体43的圆柱表面与两个第一安装孔26表面形成滚动配合；所述中间段圆柱体42上设置有与通流孔41贯通的一个或多个排流孔46位于第二环形凹槽44 内；所述中间段圆柱体42与通流孔41，以及两个端圆柱体43同轴，保证装配同轴度所述中间段圆柱体42、端圆柱体43与肩面45表面镀铜碳化硅半导体复合膜。

[0040] 所述紧固环5，其结构如图6所示，采用玻璃陶瓷材料，形状为端面带有第一圆形凸起51的第一圆盘52结构，该第一圆盘52结构的中心轴线上设置有第二安装孔53；所述紧固环5上的第一圆形凸起51、第一圆盘52和第二安装孔 53同轴，且圆盘状结构的直径与壳体1上的法兰13的名义直径相等，配合为滑动配合，第一圆盘52端面上设置有四个平面均布的螺钉沉孔，用以固定紧固环 5在壳体1上。

[0041] 所述密封端盖6，其结构如图7所示，采用磷青铜材料，形状为一端带有接线柱，接线柱上带有外螺纹，起连接作用；另一端面带有第二圆形凸起61 的第二圆盘62结构，第二圆盘62在第二圆形凸起61一侧的端面用以密封限位，且表面为铜碳化硅半导体复合膜，与电极2的底端平面28过盈配合用以增强密封性，第二圆盘62端面设置有四个平面均布的螺钉沉孔，用以固定密封端盖6在电极2上，第二圆形凸起61一侧中心位置设置有盲孔63，用以减轻重量并增强结构刚性；所述密封端盖6上的第二圆形凸起61与第二圆盘62 同轴，所述第二圆盘62的名义直径小于第二安装孔53的名义直径，第二圆形凸起61名义直径小于定位孔24的名义直径，便于抽真空。

[0042] 所述两个电极2的削冠平面25相对，放置在壳体1内部的第一圆柱腔体11 内，并通过紧固环5与壳体1两端设置的装配基准面12固定，所述两个密封端盖6分别固定在两个电极2的导向圆柱体21的底端平面28上，且两个密封端盖 6上设置的第二圆形凸起61分别嵌入两个定位孔24内；所述内振子4位于两个电极2的削冠平面25之间，且两个端圆柱体43分别与两个电极2削冠平面25 上设置的第一安装孔26配合；所述外振子3位于两个电极2的半球状体22之间；

[0043] 本实用新型的工作原理是：

[0044] 在负压环境中由外振子3和内振子4组成的谐振子的质心处产生的哥氏力的向心分量与万有引力平衡，谐振子与两个电极2之间的阻尼力与哥氏力的切向分量平衡，在环境能量波作用下，谐振子质心处产生的哥氏力变化使谐振子与两个电极2组成的谐振腔产生尺蠖式偏振机械动压，该偏振机械动压使两个电极2 表层压电半导体尺蠖式变形，根据负压电效应，两个电极2产生交流电流输出，该交流电流使两个电极2表面的基底压电半导体层上的光电半导体层泵浦发光，并产生偏振，根据逆压电效应，该偏振泵浦光受两个电极2对外振子3的鲁棒性约束提高输出电流的电压，电极2两端输出功率上升，输出功率通过密封端盖6 的接线柱与外部设备连接，传输给后端电能存储或用于电器设备。

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负压动平衡的振动能量收集装置

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