一种能量收集装置、方法和系统

1.本发明涉及振动能量收集技术领域，具体是一种能量收集装置、方法和系统。


背景技术：

2.随着全球经济的快速发展，人类对能源的需求日益增长。传统的化石燃料虽然具有能量密度高、易储存和易使用等优势，但它们的大量消耗也带来了能源危机和环境问题。这些问题包括石油和天然气等化石燃料资源的有限性，以及使用化石燃料产生的温室气体排放导致的气候变化等。为了解决这些问题，人们开始寻找新的、可再生的能源，例如太阳能、风能、水能和地热能等。这些可再生能源具有可持续性、环保性、经济性和灵活性等优势，已经成为全球能源转型的重要方向之一。同样，振动能作为自然界普遍存在的一种可再生能源，通常都是通过振动能量收集技术将振动能转换成电能，转换成电能后可广泛应用于各种使用低功耗设备的工作领域：如：
3.1、无线传感器提供电源，这些传感器广泛应用于智能家居、物联网、工业自动化等领域；
4.2、移动设备(手机、手表、健康监测设备)提供电源，设备不需要再依赖电池或线缆，可以更加便携和耐用；
5.3、用于建筑物的监测方面，可收集建筑物的振动能量，分析建筑物的结构和健康状态，实现对建筑物的实时监测和预警；
6.4、用于交通监测方面，通过振动能量收集装置收集路面的振动能量，分析交通流量和车速，实现对交通情况的实时监测和调节；5、医疗设备(心脏起搏器、人工耳蜗)提供电源，为医疗领域带来了更加便携和持久的医疗设备。所以说，振动能量收集技术的应用范围非常广泛，可以为各个领域提供可靠的电源来源，带来更加方便和实用的解决方案。
7.目前振动能量收集技术主要是通过不断增加结构复杂度的方式来完成振动能量的收集工作，由于能量转换机制单一以及增加结构复杂度后导致空间利用率被大幅降低，这样既不利于振动能量高效地转换为电能，又容易造成发电成本反而超过了原本的供电方式所需要的费用，并且当能量收集器遇到随机的、低频率的能量时收集起来相当具有挑战性，所以目前的振动能量装置无法长期稳定的、全天候的、高效的为各个领域提供可靠的电源来源。
8.造成这些问题的主要原因是因为：
9.1、振动源频率和振幅不稳定：振动源的频率和振幅的变化会影响能量的产生和收集效率，如果振动源频率和振幅变化较大，能量收集效率将大大降低。
10.2、能量收集器与振动源之间的接触不紧密：能量收集器与振动源之间的接触不紧密会导致振动能量的损失，影响能量收集效率。
11.3、振动源的位置不合适：振动源的位置对能量收集效率有很大的影响，如果振动源的位置不合适，能量收集效率将大大降低。
12.4、能量收集器材料性能不足：能量收集器材料的性能会影响能量收集效率，如能
量收集器材料的阻尼、弹性模量、密度等参数。5、能量收集器的损耗：能量收集器本身存在损耗，如能量收集器的内阻、电路元件的损耗等诸多原因使得能量收集技术主要靠不断增加结构复杂度的方式来完成振动能量的收集工作。
13.因此亟需一种能量收集装置尤其是一种复合式能量收集装置、方法和系统来解决上述问题。


技术实现要素：

14.本发明的目的在于提供一种能量收集装置、方法和系统，它通过磁性液体-摩擦纳米发电机-压电三复合式能量收集装置，实现多频协同多模态、高灵敏度以及多影响度。
15.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
16.主体结构包括底座和能量收集电路板，所述底座为矩形框架结构且设置有支撑结构，所述支撑结构上可转动的设置有轴承结构，所述轴承结构上焊接有悬梁臂装置，所述悬梁臂装置的一端设置有磁性液体容器，所述悬梁臂装置的另一端设置有摩擦纳米发电机，所述悬梁臂装置靠近磁性液体容器的一侧设置有压电装置，所述磁性液体容器、摩擦纳米发电机和压电装置分别与能量收集电路板电性连接，所述能量收集电路板的输出端连接有能量存储装置。
17.优选的，所述支撑结构包括四根铝合金方管，所述铝合金方管分别设置于底座的四个顶点处且与底座所在平面垂直，两根相邻所述铝合金方管之间设置有连杆，所述连杆共设置有两根且为对称分布。
18.优选的，所述轴承结构包括两根轴承杆、若干轴承和四个固定座，所述固定座分别设置于两条连杆顶面靠近两端的位置且为对称分布，所述固定座上贯穿的设置有圆孔，所述轴承杆分别设置于两个对称分布的圆孔内且与圆孔转动配合，若干所述轴承分别设置于两条轴承杆上且对于连杆中心位置两两对称。
19.优选的，所述悬梁臂装置为若干不同厚度的l型弹簧钢片，所述l型弹簧钢片的底面靠近弯折点的位置与轴承焊接，所述压电装置为压电薄膜，所述压电薄膜设置于l型弹簧钢片的顶面上且位于焊接点与磁性液体容器中间。
20.优选的，所述纳米发电机包括铜箔片和fep薄膜且铜箔片与fep薄膜粘连，且相互对称的两组纳米发电机接触配合。
21.优选的，所述磁性液体容器包括圆柱体容器，所述圆柱体容器的顶面和底面上分别设置有凹槽，所述凹槽内设置有第一钕铁硼永磁体和第二钕铁硼永磁体，所述圆柱体容器的内部设置有液态磁性材料，所述圆柱体容器的外表面设置有绝缘铜线。
22.优选的，所述能量收集电路板包括第一低功率整流桥、第二低功率整流桥、第三低功耗整流桥、第一输入插排、第二输入插排、第三输入插排和第四输入插排，所述磁性液体容器与第一输入插排电性连接，所述压电装置与第二输入插排电性连接，所述纳米发电机与第三输入插排电性连接，所述第一输入插排与第一低功率整流桥电性连接，所述第二输入插排与第二低功率整流桥电性连接，所述第三输入插排与第三低功率整流桥电性连接，所述第四输入插排连接能量存储装置。
23.优选的，所述能量存储装置包括第一电解电容、第二电解电容和第三电解电容且在电路中并联连接。
24.一种能量收集方法，包括以下步骤：
25.s1：能量收集装置采集低频随机振动；
26.s2：能量收集装置振动带动悬梁臂装置振动；
27.s3：悬梁臂装置振动带动磁性液体振动生成电荷；
28.s4：悬梁臂装置振动进而使附着在其上的压电装置产生形变生成电荷；
29.s5：悬梁臂装置振动使得设置于其末端的纳米发电机产生摩擦从而生成电荷；
30.s6：将上述步骤s3-s5所述的电荷进行收集。
31.一种能量收集系统，包括：振动模块、振动转换模块、振动能收集电路模块和振动能量存储模块，所述振动转换模块固定设置在振动模块上，所述振动能量收集电路模块与振动转换模块电性连接，所述振动能量存储模块与振动能量收集电路模块电性连接。
32.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
33.1、高能量转换效率：敏度高的轴承和弹性系数好的弹簧钢悬臂梁组合可以将机械能高效转换为电能，同时三复合式振动转换模块的组合应用，可以进一步提高能量转换效率。
34.2、长寿命、稳定性好：由于选用了高质量的材料和先进的技术，该振动能量收集系统具有较长的使用寿命和稳定的性能，能够在恶劣环境下长期稳定工作。
35.3、低能耗：低功耗整流桥、低功耗排插以及低功耗的导线的应用，可以降低系统的能耗，并提高系统的效率和稳定性。
附图说明
36.图1是本发明的主视图。
37.图2是本发明的侧视图。
38.图3是本发明的方法步骤流程图。
39.图4是本发明的系统结构示意图。
40.附图中所示标号：
41.1、底座；2、悬梁臂装置；3、磁性液体容器；4、压电装置；5、纳米发电机；6、轴承杆；7、轴承。
具体实施方式
42.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
43.本发明所述是一种能量收集装置、方法和系统，主体结构包括底座和能量收集电路板，所述底座为矩形框架结构且设置有支撑结构，所述支撑结构上可转动的设置有轴承结构，所述轴承结构上焊接有悬梁臂装置，所述悬梁臂装置的一端设置有磁性液体容器，所述悬梁臂装置的另一端设置有摩擦纳米发电机，所述悬梁臂装置靠近磁性液体容器的一侧设置有压电装置，所述磁性液体容器、摩擦纳米发电机和压电装置分别与能量收集电路板电性连接，所述能量收集电路板的输出端连接有能量存储装置，通过将磁性液体容器、压电装置和纳米发电机安装在同一悬梁臂装置上，大大节省了能量收集所要的空间，实现了在
悬梁臂装置出现振动时三种能量产生装置可同时生成电荷，同时在三种能量收集装置末端串联同一能量收集装置也大大减少了能量收集所用时间。
44.为了支撑整个能量收集装置且使整个装置可以适应不同的工作换将，所述支撑结构包括四根铝合金方管，所述铝合金方管分别设置于底座的四个顶点处且与底座所在平面垂直，两根相邻所述铝合金方管之间设置有连杆，所述连杆共设置有两根且为对称分布。
45.为了保证能使能量收集装置产生振动后更好的进行振动传导以及使纳米发电机之间产生摩擦，所述轴承结构包括两根轴承杆、若干轴承和四个固定座，所述固定座分别设置于两条连杆顶面靠近两端的位置且为对称分布，所述固定座上贯穿的设置有圆孔，所述轴承杆分别设置于两个对称分布的圆孔内且与圆孔转动配合，若干所述轴承分别设置于两条轴承杆上且对于连杆中心位置两两对称。
46.为了能够使悬梁臂装置能够接受不同频率的振动达到能够接收低频随机振动，所述悬梁臂装置为若干不同厚度的l型弹簧钢片，所述l型弹簧钢片的底面靠近弯折点的位置与轴承焊接，所述压电装置为压电薄膜，所述压电薄膜设置于l型弹簧钢片的顶面上且位于焊接点与磁性液体容器中间。
47.为了可以在机械振动或应力下产生电荷分离和电势差，所述纳米发电机包括铜箔片和fep薄膜且铜箔片与fep薄膜粘连，且相互对称的两组纳米发电机接触配合。
48.为了可以使得振动激励可以更好的传递给磁性液体装置，使得可以更高效的收集能量，所述磁性液体容器包括圆柱体容器，所述圆柱体容器的顶面和底面上分别设置有凹槽，所述凹槽内设置有第一钕铁硼永磁体和第二钕铁硼永磁体，所述圆柱体容器的内部设置有液态磁性材料，所述圆柱体容器的外表面设置有绝缘铜线。
49.为了进行后续的能量存储的处理，所述能量收集电路板包括第一低功率整流桥、第二低功率整流桥、第三低功耗整流桥、第一输入插排、第二输入插排、第三输入插排和第四输入插排，所述磁性液体容器与第一输入插排电性连接，所述压电装置与第二输入插排电性连接，所述纳米发电机与第三输入插排电性连接，所述第一输入插排与第一低功率整流桥电性连接，所述第二输入插排与第二低功率整流桥电性连接，所述第三输入插排与第三低功率整流桥电性连接，所述第四输入插排连接能量存储装置。
50.为了储存三种不同发电装置产生的电能，所述能量存储装置包括第一电解电容、第二电解电容和第三电解电容且在电路中并联连接。
51.实施例1：一种能量收集装置
52.如图1-2所示，包括底座和能量收集电路板，所述底座为矩形框架结构且设置有支撑结构，所述支撑结构上可转动的设置有轴承结构，所述轴承结构上焊接有悬梁臂装置，所述悬梁臂装置的一端设置有磁性液体容器，所述悬梁臂装置的另一端设置有摩擦纳米发电机，所述悬梁臂装置靠近磁性液体容器的一侧设置有压电装置，所述磁性液体容器、摩擦纳米发电机和压电装置分别与能量收集电路板电性连接，所述能量收集电路板的输出端连接有能量存储装置。
53.所述支撑结构包括四根铝合金方管，所述铝合金方管分别设置于底座的四个顶点处且与底座所在平面垂直，两根相邻所述铝合金方管之间设置有连杆，所述连杆共设置有两根且为对称分布。
54.所述轴承结构包括两根轴承杆、若干轴承和四个固定座，所述固定座分别设置于
两条连杆顶面靠近两端的位置且为对称分布，所述固定座上贯穿的设置有圆孔，所述轴承杆分别设置于两个对称分布的圆孔内且与圆孔转动配合，若干所述轴承分别设置于两条轴承杆上且对于连杆中心位置两两对称。
55.所述悬梁臂装置为若干不同厚度的l型弹簧钢片，所述l型弹簧钢片的底面靠近弯折点的位置与轴承焊接，所述压电装置为压电薄膜，所述压电薄膜设置于l型弹簧钢片的顶面上且位于焊接点与磁性液体容器中间。
56.所述纳米发电机包括铜箔片和fep薄膜且铜箔片与fep薄膜粘连，且相互对称的两组纳米发电机接触配合。
57.所述磁性液体容器包括圆柱体容器，所述圆柱体容器的顶面和底面上分别设置有凹槽，所述凹槽内设置有第一钕铁硼永磁体和第二钕铁硼永磁体，所述圆柱体容器的内部设置有液态磁性材料，所述圆柱体容器的外表面设置有绝缘铜线。
58.所述能量收集电路板包括第一低功率整流桥、第二低功率整流桥、第三低功耗整流桥、第一输入插排、第二输入插排、第三输入插排和第四输入插排，所述磁性液体容器与第一输入插排电性连接，所述压电装置与第二输入插排电性连接，所述纳米发电机与第三输入插排电性连接，所述第一输入插排与第一低功率整流桥电性连接，所述第二输入插排与第二低功率整流桥电性连接，所述第三输入插排与第三低功率整流桥电性连接，所述第四输入插排连接能量存储装置。
59.所述能量存储装置包括第一电解电容、第二电解电容和第三电解电容且在电路中并联连接。
60.实施例2：一种能量收集方法
61.如图3所示，包括以下步骤：
62.s1：能量收集装置采集低频随机振动；
63.s2：能量收集装置振动带动悬梁臂装置振动；
64.s3：悬梁臂装置振动带动磁性液体振动生成电荷；
65.s4：悬梁臂装置振动进而使附着在其上的压电装置产生形变生成电荷；
66.s5：悬梁臂装置振动使得设置于其末端的纳米发电机产生摩擦从而生成电荷；
67.s6：将上述步骤s3-s5所述的电荷进行收集。
68.具体为：
69.s1：采集低频随机振动：振动收集装置接收到低频随机振动；
70.s2：悬臂梁振动：不同厚度的悬臂梁将会有使得某根悬臂梁产生振动；
71.s3：磁性液体振动：振动的悬臂梁将带动磁性液体装置进行振动，磁性液体装置具有协同性，进而导致磁性液体装置的上下钕铁硼永磁体与两边的磁性液体装置排斥产生非线性力，该非线性磁力将会带动其他悬臂梁振动，在磁性液体振动的过程中可以产生电能，其能量收集方法的步骤如下：
72.s31：能量传递到结构支撑装置，再传递到不同厚度的悬臂梁，使其产生形变；
73.s32：悬臂梁连接装置将振动激励传递到磁性液体装置，引起液体表面晃动，磁性颗粒磁矩沿外磁场方向排列，晃动液体运动改变磁性颗粒排列方向，产生变化的磁通量；
74.s33：绕在圆柱形外壳周围的线圈中产生感应电动势。当达到液态磁性液体的模态频率时，会发生共振现象，激发水平和旋转的大振幅表面波，感应电动势最大；
75.因此，能量从机械能到电能的转化是通过结构支撑装置和悬臂梁的形变以及液态磁性液体的磁通量变化和电磁感应原理实现的。
76.s4：压电装置发电：在悬臂梁振动形变时，压电装置的pvdf形变产生电能，具体收集步骤如下：
77.s41：当悬臂梁受到外界振动作用时，会发生形变；
78.s42：形变会导致压电薄膜的压电效应产生，使得薄膜两侧产生电荷分布的不对称性；
79.s43：这种电荷分布不对称性会导致电势差的产生，从而使得电子在薄膜上发生移动；
80.s44：电子移动的方向与悬臂梁振动的方向相反，从而产生电流；
81.s45：电流在外接负载上产生功率输出，从而实现了能量的收集；
82.s5：摩擦纳米发电机发电：两侧弯曲的悬臂梁通过轴承进行相互摩擦，由铜箔与fep薄膜组成的摩擦纳米发电机利用机械振动将机械能转化为电能，其工作过程可以分为以下几个步骤：
83.s51：初始状态：铜箔与fep薄膜静止接触，无电荷分布；
84.s52：振动激励：当接收到振动激励时，铜箔与fep薄膜会因为振动而相互接触和分离，从而产生摩擦力；
85.s53：电荷分布：摩擦力会导致铜箔与fep薄膜表面电荷的分布不均，使得铜箔表面带正电荷，fep薄膜表面带负电荷；
86.s54：电流输出：由于铜箔与fep薄膜之间存在电势差，因此会在两者之间产生电流输出。这种电流输出可以被外部电路捕获并用于供电或储存；
87.s55：循环工作：振动能量收集装置中的摩擦纳米发电机可以在机械振动的作用下循环工作，不断将机械能转化为电能。同时，随着振动能量的不断输入，铜箔与fep薄膜之间的电荷分布也会不断变化，从而保持电流输出的稳定性；
88.s6：能量收集：将产生的电能收集起来，以提高能量转换效率。
89.综上所述，磁性液体-摩擦纳米发电机-压电三复合式悬臂梁振动能量收集方法具有能量转化效率高、应用范围广等优点，可以用于各种能源收集场合，为能源收集提供了新的技术途径。
90.实施例3：一种能量收集系统
91.如图4所示，包括振动模块、振动转换模块、振动能收集电路模块和振动能量存储模块，所述振动转换模块固定设置在振动模块上，所述振动能量收集电路模块与振动转换模块电性连接，所述振动能量存储模块与振动能量收集电路模块电性连接。
92.振动模块通常选用易于发生振动的结构来感受外部激励并随之振动，从而吸收外部环境中的振动能。振动模块选用带有灵敏度高的轴承与弹性系数好的弹簧钢悬臂梁组合而成，其优点有：
93.1、高效能：选用高灵敏度的轴承可以增加振动模块的灵敏度，使得振动能够更加有效地转化为机械能，从而提高能量收集效率；
94.2、耐久性好：弹簧钢材料具有良好的弹性特性和耐久性，可以承受长期的重复振动，不易疲劳损坏；
95.3、维护成本低：由于选用了高质量的材料，振动模块的寿命更长，降低了维护和更换部件的成本；
96.4、稳定性好：弹性系数好的弹簧钢材料可以保证振动模块的稳定性，避免因振动频率的变化而引起的能量收集效率的下降。5、可定制性强：弹簧钢悬臂梁的结构可以根据具体的应用需求进行定制，以适应不同的振动条件和收集要求。
97.振动转换模块是利用相关物理效应将振动的机械能转换为电能的元件。本发明专利选用磁性液体振动转换装置、压电振动转换装置、摩擦纳米发电机振动转换装置组合而成的三复合式振动转换模块。其优点有以下几个方面：
98.1、高效能转换：由于采用了多种不同的振动转换技术，可以实现对不同频率和振幅的振动能量的高效能转换，从而提高了能量收集效率；
99.2、高灵敏度：三种不同的振动转换装置具有不同的灵敏度和响应特性，可以相互补充，使得振动能量收集转换装置在不同振动环境下都能够实现高效能转换；
100.3、高可靠性：由于采用了多种不同的振动转换技术，可以实现对不同频率和振幅的振动能量的高效能转换，从而提高了能量收集效率；
101.4、易于集成：振动能量收集转换装置可以通过简单的装配方式与其他设备集成，从而实现能量收集功能，使得其具有广泛的应用前景；
102.5、环保节能：振动能量收集转换装置可以实现对环境中的振动能量进行收集和利用，从而减少对传统能源的依赖，实现能源的节约和环境的保护。
103.振动能量收集电路模块包括低功耗整流桥、低功耗排插以及低功耗的导线，同时振动能量收集电路模块板内导线选用粗导线。振动能量收集电路模块需要从环境中收集微小的振动能量，并将其转化为电能。在这个过程中，功耗是一个重要的考虑因素，因为高功耗会导致能量转换效率低下，从而降低电路的性能。因此，选用低功耗的电子元件是非常必要的。其优点有以下几个方面：
104.1、提高能量转换效率：低功耗的整流桥可以将振动能量转换为直流电能，并最大程度地减少能量的损失，低功耗的排插和导线可以降低能量传输过程中的能量损失，提高能量转换效率；
105.2、增加电路寿命：低功耗的电子元件可以降低电路发热，减少元件的老化，从而延长电路寿命；
106.3、降低功耗：低功耗的电子元件可以降低整个电路的功耗，从而延长电池使用寿命，减少能源消耗；
107.4、便于集成：低功耗的电子元件通常体积小，便于集成到微型设备中，增加系统的可靠性和稳定性。所以说，选用低功耗的整流桥、排插和导线可以提高能量转换效率，增加电路寿命，降低功耗，便于集成，从而提高振动能量收集电路模块的性能。
108.振动能量存储模块选用电解电容来存储振动能量收集装置产生的电能。其优点包括：
109.1、高能量密度：电解电容具有高能量密度，可以在小体积内存储大量的电能，这对于微型设备来说非常重要，因为微型设备的空间有限，需要在尽可能小的体积内存储尽可能多的能量；
110.2、高可靠性：电解电容的寿命较长，通常可以使用几年甚至更长时间。这使得电解
电容非常适合用于长期运行的振动能量收集装置中；
111.3、低内阻：电解电容的内阻比较低，可以快速地充放电。这对于需要频繁进行充放电的振动能量收集装置来说非常重要，可以使得装置更加高效；
112.4、低成本：电解电容的制造成本相对较低，可以在大规模生产中得到广泛应用；
113.5、良好的环境适应性：电解电容的环境适应性较好，可以在宽温度范围内正常工作。这使得电解电容非常适合在各种不同的环境中应用，所以说，电解电容是一种非常适合振动能量收集装置中的振动能量存储模块的元件，具有高能量密度、高可靠性、低内阻、低成本和良好的环境适应性等优点。

技术特征：
1.一种能量收集装置，其特征在于，包括底座和能量收集电路板，所述底座为矩形框架结构且设置有支撑结构，所述支撑结构上可转动的设置有轴承结构，所述轴承结构上焊接有悬梁臂装置，所述悬梁臂装置的一端设置有磁性液体容器，所述悬梁臂装置的另一端设置有摩擦纳米发电机，所述悬梁臂装置靠近磁性液体容器的一侧设置有压电装置，所述磁性液体容器、摩擦纳米发电机和压电装置分别与能量收集电路板电性连接，所述能量收集电路板的输出端连接有能量存储装置。2.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述支撑结构包括四根铝合金方管，所述铝合金方管分别设置于底座的四个顶点处且与底座所在平面垂直，两根相邻所述铝合金方管之间设置有连杆，所述连杆共设置有两根且为对称分布。3.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述轴承结构包括两根轴承杆、若干轴承和四个固定座，所述固定座分别设置于两条连杆顶面靠近两端的位置且为对称分布，所述固定座上贯穿的设置有圆孔，所述轴承杆分别设置于两个对称分布的圆孔内且与圆孔转动配合，若干所述轴承分别设置于两条轴承杆上且对于连杆中心位置两两对称。4.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述悬梁臂装置为若干不同厚度的l型弹簧钢片，所述l型弹簧钢片的底面靠近弯折点的位置与轴承焊接，所述压电装置为压电薄膜，所述压电薄膜设置于l型弹簧钢片的顶面上且位于焊接点与磁性液体容器中间。5.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述纳米发电机包括铜箔片和fep薄膜且铜箔片与fep薄膜粘连，且相互对称的两组纳米发电机接触配合。6.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述磁性液体容器包括圆柱体容器，所述圆柱体容器的顶面和底面上分别设置有凹槽，所述凹槽内设置有第一钕铁硼永磁体和第二钕铁硼永磁体，所述圆柱体容器的内部设置有液态磁性材料，所述圆柱体容器的外表面设置有绝缘铜线。7.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述能量收集电路板包括第一低功率整流桥、第二低功率整流桥、第三低功耗整流桥、第一输入插排、第二输入插排、第三输入插排和第四输入插排，所述磁性液体容器与第一输入插排电性连接，所述压电装置与第二输入插排电性连接，所述纳米发电机与第三输入插排电性连接，所述第一输入插排与第一低功率整流桥电性连接，所述第二输入插排与第二低功率整流桥电性连接，所述第三输入插排与第三低功率整流桥电性连接，所述第四输入插排连接能量存储装置。8.根据权利要求1所述一种能量收集装置，其特征在于，所述能量存储装置包括第一电解电容、第二电解电容和第三电解电容且在电路中并联连接。9.一种能量收集方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：能量收集装置采集低频随机振动；s2：能量收集装置振动带动悬梁臂装置振动；s3：悬梁臂装置振动带动磁性液体振动生成电荷；s4：悬梁臂装置振动进而使附着在其上的压电装置产生形变生成电荷；s5：悬梁臂装置振动使得设置于其末端的纳米发电机产生摩擦从而生成电荷；s6：将上述步骤s3-s5所述的电荷进行收集。
10.一种能量收集系统，其特征在于，包括振动模块、振动转换模块、振动能收集电路模块和振动能量存储模块，所述振动转换模块固定设置在振动模块上，所述振动能量收集电路模块与振动转换模块电性连接，所述振动能量存储模块与振动能量收集电路模块电性连接。

技术总结
本发明公开了一种能量收集装置、方法和系统，主要涉及振动能量收集技术领域。包括底座和能量收集电路板，所述底座为矩形框架结构且设置有支撑结构，所述支撑结构上可转动的设置有轴承结构，所述轴承结构上焊接有悬梁臂装置，所述悬梁臂装置的一端设置有磁性液体容器，所述悬梁臂装置的另一端设置有摩擦纳米发电机，所述悬梁臂装置靠近磁性液体容器的一侧设置有压电装置，所述磁性液体容器、摩擦纳米发电机和压电装置分别与能量收集电路板电性连接，所述能量收集电路板的输出端连接有能量存储装置。本发明的有益效果在于：它通过磁性液体-摩擦纳米发电机-压电三复合式能量收集装置，实现多频协同多模态、高灵敏度以及多影响度。响度。响度。


技术研发人员：杨仁明 曹正鑫 侯明冬 李光叶
受保护的技术使用者：山东交通学院
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/1