CN111478622A - 轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置，其包括：支撑件，设有容纳孔；主动压电组件，包括连杆、曲轴、主动轮和主动压电悬臂梁，曲轴的一端可转动地安装于支撑件，主动轮与曲轴固定连接，多个主动压电悬臂梁在主动轮上均匀分布，连杆与曲轴铰接并用于驱动曲轴转动；从动压电组件，包括从动轴、从动轮和从动压电悬臂梁，从动轴的一端可转动地安装于支撑件，从动轮与从动轴固定连接，多个从动压电悬臂梁在从动轮上均匀分布，主动压电悬臂梁在转动过程中与从动压电悬臂梁相互接触并产生弯曲变形；激励组件用于通过连杆激励曲轴转动。多个主动压电悬臂梁和从动压电悬臂梁通过导电层形成多轴输出结构，可提高压电发电输出功率的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及压电发电技术领域，尤其涉及的是一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置。
背景技术
振动式压电发电机以机械振动作为能量输入，不受光照、风况、温度等环境因素的制约，能量密度大，并能较好的实现微型化，是目前振动式微型发电机研究的热点之一。但是目前振动式压电发电机的输出功率依然在多个领域受限，其中由于线性压电发电机的共振频带狭窄，而外部的环境的激励往往会在宽带范围内发生时变，导致线性压电发电机经常难以满足共振状态，造成了能量输出不稳定，能量收集效率的低的问题。针对现有压电振子形状在多振动模式下的功率局限性问题，设计宽频带、功率输出稳定的振动式压电发电机，越来越有必要。
因此，还需要提供一种新的轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种宽频带、功率输出稳定的轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置，其包括：支撑件，设有容纳孔；主动压电组件，包括连杆、曲轴、主动轮和主动压电悬臂梁，所述曲轴、所述主动轮和所述主动压电悬臂梁均位于所述容纳孔内，所述曲轴的一端可转动地安装于所述支撑件，所述主动轮与所述曲轴的靠近所述容纳孔的中心的一端固定连接，所述主动压电悬臂梁的一端与所述主动轮固定连接，多个所述主动压电悬臂梁在所述主动轮上绕着所述曲轴的旋转轴线均匀分布，所述连杆与所述曲轴铰接并用于驱动所述曲轴转动；从动压电组件，包括从动轴、从动轮和从动压电悬臂梁，所述从动轴、所述从动轮和所述从动压电悬臂梁均位于所述容纳孔内，所述从动轴的一端可转动地安装于所述支撑件，所述从动轮与所述从动轴的靠近所述容纳孔的中心的一端固定连接，所述从动压电悬臂梁的一端与所述从动轮固定连接，多个所述从动压电悬臂梁在所述从动轮上绕着所述从动轴的旋转轴线均匀分布，所述主动压电悬臂梁在转动过程中与所述从动压电悬臂梁相互接触并产生弯曲变形；激励组件，与所述连杆连接，所述激励组件用于通过所述连杆激励所述曲轴转动；其中，所述主动压电悬臂梁的固定端和所述从动压电悬臂梁的固定端均设有两个导电层。
优选地，所述激励组件包括壳体、弹簧和质量块，所述壳体相对所述支撑件固定设置，所述弹簧的两端分别与所述壳体和所述质量块连接，所述质量块与所述连杆连接，所述质量块用于接受外部激励。
优选地，所述容纳孔为圆形，所述曲轴的旋转轴线穿过所述容纳孔的圆心。
优选地，所述压电装置包括多个所述主动压电组件和多个所述从动压电组件，每个所述主动压电组件与至少一个所述从动压电组件接触。
优选地，所述压电装置包括两个所述主动压电组件和四个所述从动压电组件，两个所述主动压电组件的所述曲轴相对设置，每个所述主动压电组件的两侧各设有一个与之接触的所述从动压电组件。
优选地，所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁均由软性取代的压电陶瓷制成。
优选地，设在所述主动压电悬臂梁上的两个所述导电层分别位于靠近所述主动轮的中心的内侧顶点处和远离所述主动轮的中心的外侧顶点处，设在所述从动压电悬臂梁上的两个所述导电层分别位于靠近所述从动轮的中心的内侧顶点处和远离所述从动轮的中心的外侧顶点处。
优选地，所述导电层为导电薄膜且与所述主动压电悬臂梁或所述从动压电悬臂梁通过导电胶粘合。
优选地，所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁的中心轴线均为非线性空间曲线，所述非线性空间曲线选自空间圆柱螺旋线、空间椭圆曲线、空间锥形螺旋线和空间抛物线中的任一种。
优选地，所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁的横截面形状为矩形、三角形、六边形或圆形。
与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：
外部激励通过所述连杆和所述曲轴激励所述主动轮转动，所述主动压电悬臂梁在转动过程中与所述从动压电悬臂梁接触，从而激励所述从动压电悬臂梁，多个所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁通过导电层形成多轴输出结构，可获得宽频带、功率输出稳定的振动式压电发电功率输出。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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。
图1是本发明提供的压电装置的结构示意图；
图2是本发明提供的支撑件、主动压电组件和从动压电组件的装配结构示意图；
图3是本发明提供的主动压电组件的结构示意图；
图4是本发明提供的从动压电组件的结构示意图；
图5是本发明提供的激励组件的结构示意图。
附图标记：
1000-压电装置，100-主动压电组件，110-连杆，120-曲轴，130-主动悬臂梁轮组，131-主动轮，132-主动压电悬臂梁，140-曲轴轴承，200-从动压电组件，210-从动轴轴承，220-从动轴，230-从动悬臂梁轮组，231-从动轮，232-从动压电悬臂梁，300-从动压电组件，400-主动压电组件，500-从动压电组件，600-从动压电组件，700-支撑件，800-激励组件，810-壳体，820-弹簧，830-质量块。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图1是本发明提供的压电装置1000的结构示意图；图2是本发明提供的支撑件、主动压电组件和从动压电组件的装配结构示意图。
如图1和图2所示，本发明较佳实施例提供的一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置1000，用于将外部激励转换为电能，其包括:支撑件700、主动压电组件100、从动压电组件200和激励组件800。主动压电组件100和主动压电组件400均为主动压电组件，为便于说明，以主动压电组件100作为代表。从动压电组件200、从动压电组件300、从动压电组件500和从动压电组件600均为从动压电组件，为便于说明，以从动压电组件200作为代表。
支撑件700用于支撑主动压电组件100和从动压电组件200，可以由金属制成。支撑件700设有容纳孔，主动压电组件100和从动压电组件200可以布置在容纳孔内。支撑件700的外观和容纳孔的形式不定，可以为圆环、矩形等，可根据支撑形式要求与实际空间要求进行调整。优选地，支撑件700呈等厚圆环状，容纳孔呈圆形，从而有利于主动压电组件100和从动压电组件200的均匀性布置。
图3是本发明提供的主动压电组件100的结构示意图。图3的(a)为主动压电组件100的结构示意图，其包含的主动压电悬臂梁132均匀分布于主动轮131上面的边缘位置，主动压电悬臂梁132为圆形截面，其中心轴线的曲线形式为圆柱螺旋型空间曲线；图3的(b)为主动压电悬臂梁132在自由端的接触受力图，F代表主动压电悬臂梁132与从动压电悬臂梁232相互接触产生的力。
图4是本发明提供的从动压电组件200的结构示意图。图4的(a)为从动压电组件200的结构示意图，其包含的从动压电悬臂梁232均匀的分布在从动轮231侧面上边缘位置处，从动压电悬臂梁232为圆形截面，其中心轴线的曲线形式为锥形螺旋线型空间曲线，锥度为45°，为轴轮一体式结构；图4的(b)为从动压电悬臂梁232在自由端的接触受力图，F代表主动压电悬臂梁132与从动压电悬臂梁232相互接触产生的力。
主动压电组件100包括连杆110、曲轴120、主动轮131、主动压电悬臂梁132、键和曲轴轴承140。曲轴120、主动轮131和主动压电悬臂梁132均位于容纳孔内，曲轴120的一端可转动地安装于支撑件700，主动轮131与曲轴120的靠近容纳孔的中心的一端固定连接，主动压电悬臂梁132的一端与主动轮131固定连接，多个主动压电悬臂梁132在主动轮131上绕着曲轴120的旋转轴线均匀分布，连杆110与曲轴120铰接并用于驱动曲轴120转动。主动轮131与曲轴120可以通过键连接。曲轴120的旋转轴线可以穿过容纳孔的圆心。主动轮131和主动压电悬臂梁132可以组成主动悬臂梁轮组130。
从动压电组件200包括从动轴220、从动轮231、从动压电悬臂梁232和从动轴轴承210。从动轴220、从动轮231和从动压电悬臂梁232均位于容纳孔内，从动轴220的一端可转动地安装于支撑件700，从动轮231与从动轴220的靠近容纳孔的中心的一端固定连接，从动压电悬臂梁232的一端与从动轮231固定连接，多个从动压电悬臂梁232在从动轮231上绕着从动轴220的旋转轴线均匀分布，主动压电悬臂梁132在转动过程中与从动压电悬臂梁232相互接触并产生弯曲变形。从动轮231与从动轴220可以通过键连接，也可以一体成型。从动轴220的旋转轴线可以穿过容纳孔的圆心。从动轮231和从动压电悬臂梁232可以组成从动悬臂梁轮组230。
支撑件700设有用于安装曲轴轴承140和从动轴轴承210的轴承孔，曲轴120通过曲轴轴承140支撑于支撑件700，从动轴220通过从动轴轴承210支撑于支撑件700。主动压电悬臂梁132的固定端和从动压电悬臂梁232的固定端均设有两个导电层。
压电装置1000可以包括多个主动压电组件100和多个从动压电组件200，每个主动压电组件100与至少一个从动压电组件200接触。优选地，压电装置1000包括两个主动压电组件100和四个从动压电组件200，两个主动压电组件100的曲轴120相对设置，每个主动压电组件100的两侧各设有一个与之接触的从动压电组件200。主动压电组件100和从动压电组件200为无间隙相互作用，旋转方向不定，可以正向转动，也可以反向转动。主动轮131与从动轮231之间的相互接触旋转为可逆旋转，相邻的两个从动轮231之间是否有相互作用，旋转是否可逆，由从动压电悬臂梁232的中心轴空间曲线形式而定。一个主动轮131所包含的主动压电悬臂梁132的数量为c，则与之相作用的一个从动轮231的从动压电悬臂梁232的数量为i×c，所述的i为单个从动轮231与单个主动轮131的压电悬臂梁数量比，需满足正反转，i的具体值与轮组的尺寸大小有关。每个轮组的压电悬臂梁数与轮组直径大小有关，压电悬臂梁在轮组圆环上的分布采用无间隙接触作用的分布形式，即支持空间弯曲悬臂梁轮组的正转与反转。
主动轮131的轴线与质量块830的振动方向垂直，从动轮231的轴线与质量块830的振动方向没有必然联系，其夹角可视实际情况而定。主动轮131的轴线与从动轮231的轴线共面且其轴线夹角Ω＝60°。
主动压电悬臂梁132和从动压电悬臂梁232均为压电悬臂梁。压电悬臂梁所用材质为较柔软的压电材料，满足变形与振动要求，其压电材料的布置形式主要有分层式和一体式。主动压电悬臂梁132和从动压电悬臂梁232均由软性取代的压电陶瓷制成。压电材料的布置形式可以为一体式，即整个压电悬臂梁为压电陶瓷材质。压电悬臂梁采用PZT压电陶瓷，软性取代，在其中掺入La3+、Bi3+、Sb3+合金等电价比Pb2+高的离子，或者电价比Ti4+高的Ta5+、Nb5+、Sb5+、W6+等离子，添加后能使矫顽场强Ec下降，因而在应力作用下更软，使得电畴容易运动。不仅能够提高压电悬臂梁的机械性能，延长压电悬臂梁在振动中的工作寿命，还能提高能量收集效率。
主动压电悬臂梁132和从动压电悬臂梁232的中心轴线均为非线性空间曲线，非线性空间曲线的形式可以多种多样，例如可以选自空间圆柱螺旋线、空间椭圆曲线、空间锥形螺旋线和空间抛物线中的任一种。
主动压电悬臂梁132和从动压电悬臂梁232的横截面形状可以多种多样，例如可以为矩形、三角形、六边形或圆形。在本实施例中，选用的压电悬臂梁截面形状是圆形，有助于相邻轮组的压电悬臂梁更好的受力，降低相对运动时的摩擦消耗。
优选地，设在主动压电悬臂梁132上的两个导电层分别位于靠近主动轮131的中心的内侧顶点处和远离主动轮131的中心的外侧顶点处，设在从动压电悬臂梁232上的两个导电层分别位于靠近从动轮231的中心的内侧顶点处和远离从动轮231的中心的外侧顶点处。优选地，导电层为导电薄膜且与主动压电悬臂梁132或从动压电悬臂梁232通过导电胶粘合。导电层为导电薄膜，可以由共聚物聚偏氟乙烯制成，有助于延长压电悬臂梁的工作寿命，也能够提高其产生的电荷的移动速度，提高能量收集效率。导电层与压电悬臂梁通过导电胶粘合。可选地，导电胶为RTP—801室温固化胶粘剂或环氧树脂胶。
激励组件800与连杆110连接，激励组件800用于通过连杆110激励曲轴120转动。激励组件800包括壳体810、弹簧820和质量块830，壳体810相对支撑件700固定设置，弹簧820的两端分别与壳体810和质量块830连接，质量块830与连杆110连接，质量块830用于接受外部激励。壳体810形状与质量块830的形状与材质可以多种多样，壳体810可以为形状规则的金属壳体810，质量块830可以为形状规则的金属实体。质量块830可以为矩形铁块，弹簧820的一端与铁块上表面中心处固接，另一端与壳体810内侧上表面中心位置固接。质量块830为矩形铁块，通过弹簧820悬吊于壳体810内侧上面的中心位置，铁块在外部激励带动下产生振动。外部激励是指环境振动，也可以是短暂的机械接触振动，铁块进行一定的防锈处理。铁块上表面中心位置与弹簧820粘结牢固，粘结点位于铁块重心轴线上，随环境振动时主要为竖直方向的振动。
所述压电装置1000的工作原理为：受环境的振动影响，质量块830会受到惯性力的作用，产生振动形式主要为竖直方向的上下振动，质量块830带动连杆110一同上下运动，与连杆110相连的曲轴120产生旋转，曲轴120带动与之键接的主动轮131旋转，主动轮131上的主动压电悬臂梁132与从动轮231的从动压电悬臂梁232发生点接触，主动轮131上的主动压电悬臂梁132与从动轮231的从动压电悬臂梁232在力与反作用力的影响下，在接触作用期间压电悬臂梁发生弯曲变形，随着接触作用点向压电悬臂梁末端的移动，其变形的程度逐渐增大，当主动压电悬臂梁132与从动压电悬臂梁232作用完成分离后，压电悬臂梁产生持续时间较短的简谐振动，与此同时，下一个主动压电悬臂梁132与从动压电悬臂梁232发生相互作用，周而复始。压电悬臂梁在接触作用时发生的弯曲变形与接触作用后产生的短暂振动，都会引起压电材料内有应变和应力的变化，由于压电效应，在压电悬臂梁上下两侧将产生变化的电势差，上下两侧的导电层作为引出电极，可以为负载供电。质量块830的上下振动，带动连杆110运动，所引起的曲轴120旋转，主动压电组件100与主动压电组件400的曲轴120初相相同布置，因此其旋转方向也应相同；若由于偶然因素影响，导致旋转中途发生反转，空间弯曲悬臂梁轮组是无间隙接触作用布置，在反转初期主动压电悬臂梁132与从动压电悬臂梁232发生较大的碰撞后，依然能正常接触作用产生旋转。
多个主动压电悬臂梁132和主动压电悬臂梁132通过导电层形成多轴输出结构，可获得宽频带、功率输出稳定的振动式压电发电功率输出。本申请的轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置1000相较于传统的直板式悬臂梁压电，发电稳定，结构紧凑，适用频带宽，因此可广泛应用在微小压电发电领域。
本发明的轮组式空间弯曲悬臂梁压电理论拟用于压电发电机理中，由于采用的是空间弯曲悬臂梁的相互作用变形，导致压电悬臂梁的牵引曲线的参数方程更多也更丰富，同时压电悬臂梁的截面形状也可灵活多变，由于本压电悬臂梁轮组体积小、压电悬臂梁的几何结构多变，可广泛应用在微小压电发电领域。
传统的线性压电振子的共振频带狭窄，而外部环境的激励往往会在宽带范围内发生时变，导致线性压电振子经常难以满足共振状态，无法获得良好的性能输出。为改善以上性能，拓宽共振频带方法之一就是在线性压电振子上外加非线性磁场(永磁铁或者电磁铁)。但是，外加非线性磁场之后，要求解力-电-磁多场耦合关系以及涉及龙格库塔等数值计算方法较为繁琐，计算比较困难，因此本申请提出将外部激励的带宽范围通过减震原理，缩小频率范围，并采用多个压电悬臂梁弥补其发电功率不足的缺点。该空间弯曲压电悬臂梁的形状通过截面曲线沿着牵引曲线扫描而得到，这里提到的牵引曲线为各式的三维光滑曲线，而非平面曲线。三维曲线方向灵活，截面图形丰富多变，可为圆形、六边形、四边形等；同时，相较于要解决增加非线性场的力-电-磁多场耦合关系，解决建立力-电耦合关系的方程相对更简单。
在本实施例中，压电悬臂梁可以是通过空间的一条曲线进行构型的简单实体。可选地，压电悬臂梁的延伸路径为非线性空间曲线。相较于传统的直线式悬臂结构的压电振子，本申请所涉及的压电悬臂梁的形状更为灵活，其延伸路径为非线性空间曲线，能量收集效率更高。压电悬臂梁的延伸路径所形成的空间曲线可以称为牵引曲线，其参数方程可以表示为：
其中，t为运动参数变量。参数方程的不同，会使压电悬臂梁的结构形状产生明显差异；同时压电悬臂梁的截面形状多变，可为矩形、三角形、圆形等等；牵引曲线参数方程，与截面形状的选择，以及空间弯曲悬臂梁轮组轴线之间夹角有关，不同的截面形状与轴线夹角，参数方程会有所不同；通过接触作用过程中压力方向的变化，可以得到在不同方向上的变形。本申请所涉及的空间弯曲压电悬臂梁，采用了空间曲线的构型方式，其结构简单、重量轻、截面形状多变、体积小。故而，将其应用于微型振动式压电发电机中，实现高效的压电发电效应。
本申请所包含的空间弯曲悬臂梁的延伸路径所形成的空间曲线选择多样，主要有空间圆柱螺旋线、空间椭圆曲线、空间锥形螺旋线、空间抛物线，在本实施例中所应用的空间曲线为空间圆柱螺旋线。
图3所示的主动压电悬臂梁132的延伸路径所形成的空间曲线为空间圆柱螺旋线，空间圆柱螺旋线的参数方程为：
其中：m为牵引圆柱螺旋线的螺旋半径，m＝5mm；t为运动参数变量，π/2≤t≤π；n为牵引圆柱螺旋线的螺距，n＝20mm。主动压电悬臂梁132的截面形状为圆形。
图4所示的从动压电悬臂梁232的延伸路径所形成的空间曲线，是由选取相对速度与公法线之间的夹角θ＝89°，主动轮131与从动轮231轴线夹角为Ω＝60°，主动轮131和从动轮231中心点之间的距离为a，主动压电悬臂梁132中心轴线为空间圆柱型轮旋曲线，单个从动轮231组与相作用的单个主动轮131组的压电悬臂梁数量比i＝1等一系列基础条件，通过接触点运动方程v12·β＝η得到；从动轮231组的从动压电悬臂梁232的中心曲线的参数方程为：
其中：
分别为主动轮131组与从动轮231组的旋转角度，其中n1为公法线矢量n1＝nx1i1+ny1j1+nz1k1，D为主动压电悬臂梁132中心与从动压电悬臂梁232中心的距离。从动压电悬臂梁232的截面形状为圆形。
本申请包括如下有益效果：
1、与传统的悬臂梁压电装置相比较而言，轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置1000大大拓宽了外界振动的可用频带，使质量块830的振动幅值大于等于曲轴120半径的振动频带，都可以运用本发明进行压电发电，拓宽了压电发电频带。
2、与传统的悬臂梁压电装置相比较而言，轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置1000功率输出更加稳定，并采用多轴输出结构，可有效地提高输出功率。
3、与采用切割磁感线发电和电磁激励形式的压电发电相比较而言，轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置1000没有电磁干扰，结构紧凑，无力-电-磁多场耦合关系，计算较为容易。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置，其特征在于，包括：
支撑件，设有容纳孔；
主动压电组件，包括连杆、曲轴、主动轮和主动压电悬臂梁，所述曲轴、所述主动轮和所述主动压电悬臂梁均位于所述容纳孔内，所述曲轴的一端可转动地安装于所述支撑件，所述主动轮与所述曲轴的靠近所述容纳孔的中心的一端固定连接，所述主动压电悬臂梁的一端与所述主动轮固定连接，多个所述主动压电悬臂梁在所述主动轮上绕着所述曲轴的旋转轴线均匀分布，所述连杆与所述曲轴铰接并用于驱动所述曲轴转动；
从动压电组件，包括从动轴、从动轮和从动压电悬臂梁，所述从动轴、所述从动轮和所述从动压电悬臂梁均位于所述容纳孔内，所述从动轴的一端可转动地安装于所述支撑件，所述从动轮与所述从动轴的靠近所述容纳孔的中心的一端固定连接，所述从动压电悬臂梁的一端与所述从动轮固定连接，多个所述从动压电悬臂梁在所述从动轮上绕着所述从动轴的旋转轴线均匀分布，所述主动压电悬臂梁在转动过程中与所述从动压电悬臂梁相互接触并产生弯曲变形；
激励组件，与所述连杆连接，所述激励组件用于通过所述连杆激励所述曲轴转动；
其中，所述主动压电悬臂梁的固定端和所述从动压电悬臂梁的固定端均设有两个导电层。
2.根据权利要求1所述的压电装置，其特征在于，
所述激励组件包括壳体、弹簧和质量块，所述壳体相对所述支撑件固定设置，所述弹簧的两端分别与所述壳体和所述质量块连接，所述质量块与所述连杆连接，所述质量块用于接受外部激励。
3.根据权利要求2所述的压电装置，其特征在于，
所述容纳孔为圆形，所述曲轴的旋转轴线穿过所述容纳孔的圆心。
4.根据权利要求3所述的压电装置，其特征在于，
所述压电装置包括多个所述主动压电组件和多个所述从动压电组件，每个所述主动压电组件与至少一个所述从动压电组件接触。
5.根据权利要求4所述的压电装置，其特征在于，
所述压电装置包括两个所述主动压电组件和四个所述从动压电组件，两个所述主动压电组件的所述曲轴相对设置，每个所述主动压电组件的两侧各设有一个与之接触的所述从动压电组件。
6.根据权利要求1所述的压电装置，其特征在于，
所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁均由软性取代的压电陶瓷制成。
7.根据权利要求1所述的压电装置，其特征在于，
设在所述主动压电悬臂梁上的两个所述导电层分别位于靠近所述主动轮的中心的内侧顶点处和远离所述主动轮的中心的外侧顶点处，设在所述从动压电悬臂梁上的两个所述导电层分别位于靠近所述从动轮的中心的内侧顶点处和远离所述从动轮的中心的外侧顶点处。
8.根据权利要求7所述的压电装置，其特征在于，
所述导电层为导电薄膜且与所述主动压电悬臂梁或所述从动压电悬臂梁通过导电胶粘合。
9.根据权利要求1所述的压电装置，其特征在于，
所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁的中心轴线均为非线性空间曲线，所述非线性空间曲线选自空间圆柱螺旋线、空间椭圆曲线、空间锥形螺旋线和空间抛物线中的任一种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压电装置，其特征在于，
所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁的横截面形状为矩形、三角形、六边形或圆形。
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