[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0028] 实施例1：
[0029] 本实施例的双向振动能量收集装置，包括底座1、支撑立柱2、套环3、四根支撑弹簧4、四根联动弹簧5、四根能量转换悬臂梁6、顶座7和四根导向杆8。
[0030] 本实施例的底座1为顶部敞口的中空圆柱体结构，支撑立柱2竖直安装在底座1的中部；套环3套设在支撑立柱2之外，且套环3仅能沿支撑立柱2的轴向活动；具体地，支撑立柱2具有竖向的限位槽，套环3的内圈具有与限位槽相配的凸耳，以使套环3仅能沿支撑立柱2的轴向活动，防止套环3的旋转；其中，套环3的材质优选为不导磁材料。
[0031] 四根导向杆8竖直安装在顶座的中部之下，且四根导向杆8沿套环3的周向均匀分布；导向杆8与支撑弹簧4一一对应，支撑弹簧4套设在相应的导向杆8之外，支撑弹簧4的顶端与顶座7连接，支撑弹簧4的底端与套环3连接，导向杆8的底端贯穿至套环3之下，且导向杆8活动配合于套环3。具体地，套环3具有对应于各导向杆的贯通孔，用于导向杆的贯穿，以便导向杆8活动配合于套环3。
[0032] 本实施例的联动弹簧5与能量转换悬臂梁6一一对应，各联动弹簧的顶端连接至套环，各联动弹簧的底端与能量转换悬臂梁的一端连接，能量转换悬臂梁的另一端连接至底座，以使联动弹簧与能量转换悬臂梁联动，通过能量转换悬臂梁将机械能转换为电能。其中，联动弹簧5且沿支撑立柱2的周向均匀分布。
[0033] 如图2所示，本实施例的能量转换悬臂梁6包括金属基板6a和安装在金属基板上下两板面局部区域的压电薄膜A；其中，金属基板优选为铍青铜材质，具有良好的弹塑性能以及导电性能，其结构为等截面结构。
[0034] 当本实施例的双向振动能量收集装置的顶座位于底座的上方，即正向安装时，联动弹簧5为压缩弹簧；正向安装时，本实施例的双向振动能量收集装置可用于鞋底的振动能量收集或健身器材的振动能量收集；外部激励给顶座一个向下的压力，通过与支撑弹簧相连接的套环进行力的传递，通过压缩弹簧使得能量转换悬臂梁产生振动，位于金属基板上层的压电薄膜受拉伸力，位于金属基板下层的压电薄膜受压缩力，压电薄膜由于压电效应，在受力条件下使得原本重合的正、负电荷重心受压后产生分离而形成电偶极子，从而使压电薄膜特定方向的两端带有符号不同的电荷量，产生电流，实现能量收集。
[0035] 当本实施例的双向振动能量收集装置的底座位于顶座的上方，即反向安装时，联动弹簧为拉伸弹簧。反向安装时，本实施例的双向振动能量收集装置的顶座与振动源固定，底座向上安装时，可用于例如：各种机械设备的振动能量收集。当顶座与机械设备接触，接收到振动激励后，通过支撑弹簧传递振动信号，套环受到下方顶座传递的振动信号以及自身的重力影响，通过拉伸弹簧带动能量转换悬臂梁振动变形，能量转换悬臂梁面向顶座方向的压电薄膜受压缩作用，另一面的压电薄膜受到拉伸作用，压电薄膜通过压电效应将机械能转换为电能，实现能量收集。
[0036] 本实施例的双向振动能量收集装置接收到振动信号产生振动，整个结构在振动过程中会出现一个谐振频率，可以根据不同的振源信号频率特性，调整弹簧的弹性系数可改变系统的谐振频率，适应不同激振信号的频率特性，提高能量收集效率。
[0037] 实施例2：
[0038] 本实施例的双向振动能量收集装置与实施例1的不同之处在于：能量转换悬臂梁的结构不同。
[0039] 具体地，如图3和4所示，本实施例的能量转换悬臂梁60包括金属基板和安装于金属基板上下两板面局部区域的磁致伸缩片B，上下两板面的磁致伸缩片之间缠绕包裹有感应线圈C；金属基板上对应于感应线圈安装有磁铁9，磁铁9的磁极方向与金属基板的轴向平行。其中，磁致伸缩片为铁镓合金(即Galfenol薄片)，金属基板为铍青铜材质，具有良好的弹塑性能以及导电性能，其结构为等截面结构。
[0040] 本实施例的磁致伸缩片在受到应力变化时，根据磁致伸缩材料维拉里效应，材料应力状态的改变会引起材料感应强度的变化，此时缠绕在磁致伸缩片上的感应线圈内的磁通量会发生改变；在磁铁产生的偏置磁场下，根据法拉第电磁感应定律，变化的磁感应强度会在感应线圈中会产生感应电动势，从而实现从机械能到磁能再到电能的转换。
[0041] 其他结构可以参考实施例1。
[0042] 实施例3：
[0043] 本实施例的双向振动能量收集装置与实施例1的不同之处在于：
[0044] 支撑弹簧、联动弹簧、能量转换悬臂梁、导向杆的数量不限于实施例1所限定的四根，具体可根据实际应用进行调整；
[0045] 其他结构可以参考实施例1。
[0046] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
