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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明提供了一种用于膜翅目昆虫振翅运动能量收集的3D压电能量收集装置，包括昆虫翅膀连接结构、折叠变形结构、中间连接结构以及胸部连接结构。昆虫翅膀连接结构设计为能够与距翅基13处的前缘脉部分结合的开口槽形状，同时还有边缘翻折部分可以和翅面进行粘接。折叠变形结构仿照折纸进行设计，可以在昆虫振翅拍打过程中有效折展。中间连接结构设计为蜿蜒形状，用于连接两侧折叠变形结构的同时保持空间纵向的自由度。胸部连接结构设计为拱形的胸部共型结构，可以保证压电薄膜结构与昆虫胸部进行粘合。本发明能够实现膜翅目昆虫振翅飞行过程中的能量收集，从而为半机械昆虫飞行器所携带的微控制器提供电能。

主权项：1.一种用于膜翅目昆虫振翅运动能量收集的3D压电能量收集装置，其特征在于，包括用于安装于昆虫本体（3）上的左右两个压电能量收集结构，所述压电能量收集结构包括翅膀连接结构（1-1）、第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）、中间连接结构（1-3）以及胸部连接结构（1-4）；所述翅膀连接结构（1-1）为开口槽形状，用于与膜翅目昆虫翅膀离翅基13的前缘脉部分（3-1）结合，所述翅膀连接结构（1-1）的边缘折叠部分经过翻折后通过生物粘合剂与昆虫翅膀的翅面进行粘合；所述第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）位于所述中间连接结构两侧，并通过所述中间连接结构（1-3）连接；所述第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）、中间连接结构（1-3）的一端与所述翅膀连接结构（1-1）连接，另一端与所述胸部连接结构（1-4）连接；所述第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）采用折纸折叠设计，可随着昆虫振翅拍打折叠与展开；所述第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）形成120°拱形夹角，并通过所述中间连接结构（1-3）连接，使得压电能量收集结构整体呈空间多自由度3D结构；所述中间连接结构（1-3）为容易变形的蜿蜒结构，同时沿着折叠结构纵向阵列；所述胸部连接结构（1-4）为局部轻量化的拱形形状，用于与昆虫胸部位置（3-2）贴合固定；所述压电能量收集结构由中间PVDF薄层（1-B）、PVDF厚层（1-C），以及上表面电极层（1-A）、下表面的电极层1-D组成；所述第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）折叠变形部分的波峰（1-5A）和折叠变形部分的波谷（1-5B）位置采用厚度减薄设计；所述第一折叠变形结构（1-2）、第二折叠变形结构（1-5）表面电极分布采用图案化分布，即对于折叠变形部分的波峰（1-5A）位置喷涂电极，折叠变形部分的波谷（1-5B）位置不进行喷涂，以避免极化方向不同所带来的电能抵消，提升能量收集输出效率。

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