JPH08155392A - 圧電磁気振動装置とその駆動方法 - Google Patents
圧電磁気振動装置とその駆動方法Info
- Publication number
- JPH08155392A JPH08155392A JP32389294A JP32389294A JPH08155392A JP H08155392 A JPH08155392 A JP H08155392A JP 32389294 A JP32389294 A JP 32389294A JP 32389294 A JP32389294 A JP 32389294A JP H08155392 A JPH08155392 A JP H08155392A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- piezoelectric vibrator
- electromagnet
- case
- magnetic
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- Pending
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で、小型軽量化、薄型化が容易で
あり、強い振動が得られるようにする。 【構成】 円形または多角形状で平板状の振動板１２と
その表面に貼り付けられた圧電体１４とからなる圧電振
動子１６を有する。圧電振動子１６が一方の部分に固定
された樹脂または金属製のケース１８と、この圧電振動
子１６の中央部とケース１８の他方の部分の、少なくと
も一方に電磁石２４を設け、他方に磁性体２２または電
磁石を設ける。
あり、強い振動が得られるようにする。 【構成】 円形または多角形状で平板状の振動板１２と
その表面に貼り付けられた圧電体１４とからなる圧電振
動子１６を有する。圧電振動子１６が一方の部分に固定
された樹脂または金属製のケース１８と、この圧電振動
子１６の中央部とケース１８の他方の部分の、少なくと
も一方に電磁石２４を設け、他方に磁性体２２または電
磁石を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、圧電振動子と磁気振
動装置を用いて、低周波の振動を発生させ、携帯電話や
ポケットベル等の携帯用通信機器の報知装置として用い
られる圧電磁気振動装置とその駆動方法に関する。
動装置を用いて、低周波の振動を発生させ、携帯電話や
ポケットベル等の携帯用通信機器の報知装置として用い
られる圧電磁気振動装置とその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の比較的薄型の磁気振動装置は、例
えば特開平４−３５５６５２号公報、特開平４−３５５
６５３公報の従来技術に開示されているように、扁平な
ブラシレスモータを内蔵し、そのステータヨーク側に磁
気吸引部を設け、そのロータマグネットの回転に、磁気
吸引部よる振動を発生させるようにして、外部に振動を
伝えているものがあった。さらに、同公報に開示されて
いるように、扁平なコイルと、そのコイルに対面したマ
グネットを設け、そのコイルに所定周期でＯＮ／ＯＦＦ
を繰り返す振動発生用の駆動信号を与え、上記マグネト
またはコイル側の一方が、その取り付け平面上で往復運
動するように駆動するものも提案されている。
えば特開平４−３５５６５２号公報、特開平４−３５５
６５３公報の従来技術に開示されているように、扁平な
ブラシレスモータを内蔵し、そのステータヨーク側に磁
気吸引部を設け、そのロータマグネットの回転に、磁気
吸引部よる振動を発生させるようにして、外部に振動を
伝えているものがあった。さらに、同公報に開示されて
いるように、扁平なコイルと、そのコイルに対面したマ
グネットを設け、そのコイルに所定周期でＯＮ／ＯＦＦ
を繰り返す振動発生用の駆動信号を与え、上記マグネト
またはコイル側の一方が、その取り付け平面上で往復運
動するように駆動するものも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、モータ自体を小型化することが難しく、重量も
重いものになってしまうという問題があり、さらに、小
型すればするほど、振動エネルギーが小さくならざるを
得ないという欠点があった。また、駆動電力も多く必要
とし、電池の消耗が早く、駆動用の電池も大きなものが
必要であった。さらに、回転部分等の機械的摩耗や損傷
が多く、装置自体の寿命も短いものであった。
の場合、モータ自体を小型化することが難しく、重量も
重いものになってしまうという問題があり、さらに、小
型すればするほど、振動エネルギーが小さくならざるを
得ないという欠点があった。また、駆動電力も多く必要
とし、電池の消耗が早く、駆動用の電池も大きなものが
必要であった。さらに、回転部分等の機械的摩耗や損傷
が多く、装置自体の寿命も短いものであった。
【０００４】さらに、上記従来の技術の後者の場合、小
型薄型化しようとすると、十分な振動の強さが得られな
いものであった。また、近年、圧電振動子による振動装
置が提供されているが、この場合は薄型化には向いてい
るが、振動の振幅と振動板の直径は比例するので、小型
化しようとすると、振動が弱くなってしまうものであっ
た。特に報知器として、可聴域以下の振動により人に報
知可能な体感振動を得るには、振動板の径をより大きく
しなければならず、報知器が大型化してしまうものであ
った。また、大型化せずに、圧電振動板に重りを付けて
振動数を下げることも可能であるが、その場合、振幅が
十分得られず、報知機能が低下してしまうという問題が
り、小型化と、低周波化及び振幅を大きくするというこ
とは相反する問題であった。
型薄型化しようとすると、十分な振動の強さが得られな
いものであった。また、近年、圧電振動子による振動装
置が提供されているが、この場合は薄型化には向いてい
るが、振動の振幅と振動板の直径は比例するので、小型
化しようとすると、振動が弱くなってしまうものであっ
た。特に報知器として、可聴域以下の振動により人に報
知可能な体感振動を得るには、振動板の径をより大きく
しなければならず、報知器が大型化してしまうものであ
った。また、大型化せずに、圧電振動板に重りを付けて
振動数を下げることも可能であるが、その場合、振幅が
十分得られず、報知機能が低下してしまうという問題が
り、小型化と、低周波化及び振幅を大きくするというこ
とは相反する問題であった。
【０００５】この発明は、上記従来の技術に鑑みて成さ
れたもので、簡単な構成で、小型軽量化、薄型化が容易
であり、強い振動が得られる圧電磁気振動装置とその駆
動方法を提供することを目的とする。
れたもので、簡単な構成で、小型軽量化、薄型化が容易
であり、強い振動が得られる圧電磁気振動装置とその駆
動方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、円形または
多角形状で平板状の振動板とその表面に貼り付けられた
圧電体とからなる圧電振動子と、この圧電振動子が一方
の部分に固定された樹脂または金属製のケースと、この
圧電振動子の中央部と上記ケースの他方の部分の、少な
くとも一方に電磁石を設け、他方に磁性体または電磁石
を設けた圧電磁気振動装置である。上記圧電振動子は、
ほぼ円板状に形成されたものや、長四角形状に形成され
たもの等でも良く、長四角形状に形成した場合には、こ
の振動板は片持状態で支持され振動するものである。さ
らに、上記圧電振動子は、上記ケースの一方の部分に、
その周縁部または中心部が支持固定されているものであ
る。上記磁性体は、永久磁石または磁性を有した金属等
の物質である。さらに、上記電磁石は、上記ケースの他
方の部分にコアまたはコイルが固定されたもので、その
ケースの裏面に平面的にコイルが形成されたものでも良
い。
多角形状で平板状の振動板とその表面に貼り付けられた
圧電体とからなる圧電振動子と、この圧電振動子が一方
の部分に固定された樹脂または金属製のケースと、この
圧電振動子の中央部と上記ケースの他方の部分の、少な
くとも一方に電磁石を設け、他方に磁性体または電磁石
を設けた圧電磁気振動装置である。上記圧電振動子は、
ほぼ円板状に形成されたものや、長四角形状に形成され
たもの等でも良く、長四角形状に形成した場合には、こ
の振動板は片持状態で支持され振動するものである。さ
らに、上記圧電振動子は、上記ケースの一方の部分に、
その周縁部または中心部が支持固定されているものであ
る。上記磁性体は、永久磁石または磁性を有した金属等
の物質である。さらに、上記電磁石は、上記ケースの他
方の部分にコアまたはコイルが固定されたもので、その
ケースの裏面に平面的にコイルが形成されたものでも良
い。
【０００７】さらにこの発明は、上記圧電振動子と上記
電磁石を、所定の駆動信号例えば同位相の駆動信号によ
り駆動させ、可聴域以下の共鳴振動を得る圧電磁気振動
装置の駆動方法である。また、上記圧電振動子と上記電
磁石の振動数を可聴域以下の振動数で、互いにわずかに
異なる振動数になるように駆動し、この両者の振動によ
るうなり振動を得る圧電磁気振動装置の駆動方法であ
る。さらに、上記圧電振動子と上記電磁石の駆動信号の
位相を所定周期で互いに同位相逆位相になるように駆動
信号を切り換え、可聴域以下の振動を間欠的に発生させ
るものである。
電磁石を、所定の駆動信号例えば同位相の駆動信号によ
り駆動させ、可聴域以下の共鳴振動を得る圧電磁気振動
装置の駆動方法である。また、上記圧電振動子と上記電
磁石の振動数を可聴域以下の振動数で、互いにわずかに
異なる振動数になるように駆動し、この両者の振動によ
るうなり振動を得る圧電磁気振動装置の駆動方法であ
る。さらに、上記圧電振動子と上記電磁石の駆動信号の
位相を所定周期で互いに同位相逆位相になるように駆動
信号を切り換え、可聴域以下の振動を間欠的に発生させ
るものである。
【０００８】
【作用】この発明の圧電磁気振動装置とその駆動方法
は、圧電振動子と電磁石による振動とを組み合わせて、
その共鳴効果を利用して、少ないエネルギーで強い振動
を発生させるものである。また、その駆動方法におい
て、信号を間欠的に生じさせることにより、より明確に
振動を体感させることができるものである。
は、圧電振動子と電磁石による振動とを組み合わせて、
その共鳴効果を利用して、少ないエネルギーで強い振動
を発生させるものである。また、その駆動方法におい
て、信号を間欠的に生じさせることにより、より明確に
振動を体感させることができるものである。
【０００９】
【実施例】以下この発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１、図２はこの発明の第一実施例を示す
もので、この実施例の圧電磁気振動装置１０は、図１に
示すように、黄銅等の金属製の円板状の振動板１２の表
面に圧電セラミックス等の圧電体１４が貼り付けられた
ユニモルフ素子である圧電振動子１６を備えたものであ
る。振動板１２は、例えば、直径が５０ｍｍ厚さ０．１
５ｍｍ程度のものである。圧電体１４は、例えば直径が
３０ｍｍ程度のものである。圧電体１４の外側の面に
は、図示しない一方の駆動用の電極が形成され、他方の
電極は、振動板１２が兼ねている。そして、各電極に
は、図示しない端子が接続される。
て説明する。図１、図２はこの発明の第一実施例を示す
もので、この実施例の圧電磁気振動装置１０は、図１に
示すように、黄銅等の金属製の円板状の振動板１２の表
面に圧電セラミックス等の圧電体１４が貼り付けられた
ユニモルフ素子である圧電振動子１６を備えたものであ
る。振動板１２は、例えば、直径が５０ｍｍ厚さ０．１
５ｍｍ程度のものである。圧電体１４は、例えば直径が
３０ｍｍ程度のものである。圧電体１４の外側の面に
は、図示しない一方の駆動用の電極が形成され、他方の
電極は、振動板１２が兼ねている。そして、各電極に
は、図示しない端子が接続される。
【００１０】圧電振動子１６は、樹脂または金属製の薄
型のケース１８内に収容され、ケース１８の一方の部分
であるケース板１８ａに、金属または樹脂製の支持枠２
０によりその外周縁部が保持されて固定されている。圧
電振動子１６は、圧電体１４をケース板１８ａ側に向け
て設けられ、支持体２０は、振動板１２を保持して接着
剤により確実にケース板１８ａに固定されている。ま
た、圧電振動子１６の圧電体１４が設けられた面とは反
対側の面の中央部には、例えば直径１０ｍｍ厚さが１ｍ
ｍの薄い円板状の永久磁石であるフェライト磁石２２が
貼り付けられている。
型のケース１８内に収容され、ケース１８の一方の部分
であるケース板１８ａに、金属または樹脂製の支持枠２
０によりその外周縁部が保持されて固定されている。圧
電振動子１６は、圧電体１４をケース板１８ａ側に向け
て設けられ、支持体２０は、振動板１２を保持して接着
剤により確実にケース板１８ａに固定されている。ま
た、圧電振動子１６の圧電体１４が設けられた面とは反
対側の面の中央部には、例えば直径１０ｍｍ厚さが１ｍ
ｍの薄い円板状の永久磁石であるフェライト磁石２２が
貼り付けられている。
【００１１】ケース１８の圧電振動子１６が取り付けら
れた部分と対面する他方の部分であるケース板１８ｂに
は、フェライト磁石２２と対面して薄い電磁石２４が固
定されている。電磁石２５は、扁平なコア２５の周囲に
扁平にコイル２６が形成されている。
れた部分と対面する他方の部分であるケース板１８ｂに
は、フェライト磁石２２と対面して薄い電磁石２４が固
定されている。電磁石２５は、扁平なコア２５の周囲に
扁平にコイル２６が形成されている。
【００１２】この実施例の圧電磁気振動装置の駆動方法
は、先ず、圧電振動子１６と電磁石２４とを同位相の駆
動信号により駆動させるものである。これにより、約４
０Ｈｚ付近の可聴域以下周波数で振動の強さのピークが
得られた。駆動電圧は１５ｖ電流は１００ｍＡ以下で、
十分な体感を得ることができる振動を発生した。なお、
この圧電振動子１６及び電磁石２４の駆動回路は、図示
しない可変発振器とその出力の増幅器からなる。
は、先ず、圧電振動子１６と電磁石２４とを同位相の駆
動信号により駆動させるものである。これにより、約４
０Ｈｚ付近の可聴域以下周波数で振動の強さのピークが
得られた。駆動電圧は１５ｖ電流は１００ｍＡ以下で、
十分な体感を得ることができる振動を発生した。なお、
この圧電振動子１６及び電磁石２４の駆動回路は、図示
しない可変発振器とその出力の増幅器からなる。
【００１３】また、圧電振動子１６を例えは３９Ｈｚ、
電磁石２４を４１Ｈｚ付近に振動のピークがくるように
駆動信号を調整し、互いにほぼ同強度の振幅になるよう
にして駆動させ、この振動数の差によるうなり振動を発
生させる様にして駆動しても良い。これによっても、可
聴域以下のうなりによる強い体感が得られるものであ
る。さらに、圧電振動子１６と電磁石２４の駆動信号の
位相を、互いに０．１〜０．２秒程の度所定周期で互い
に同位相逆位相になるように駆動信号を切り換え、間欠
的な振動が得られるようにした。これにより、可聴域以
下の振動を間欠的に発生させ、振動時と無振動時の差が
明確になり、より強く振動を体感させるものである。
電磁石２４を４１Ｈｚ付近に振動のピークがくるように
駆動信号を調整し、互いにほぼ同強度の振幅になるよう
にして駆動させ、この振動数の差によるうなり振動を発
生させる様にして駆動しても良い。これによっても、可
聴域以下のうなりによる強い体感が得られるものであ
る。さらに、圧電振動子１６と電磁石２４の駆動信号の
位相を、互いに０．１〜０．２秒程の度所定周期で互い
に同位相逆位相になるように駆動信号を切り換え、間欠
的な振動が得られるようにした。これにより、可聴域以
下の振動を間欠的に発生させ、振動時と無振動時の差が
明確になり、より強く振動を体感させるものである。
【００１４】この実施例の圧電磁気振動装置によれば、
圧電素子１６と電磁石２４とが互いに共振し、極めて強
い振動が得られ、且つ全体としての消費電力も、振動の
強さに比べて小さいものである。
圧電素子１６と電磁石２４とが互いに共振し、極めて強
い振動が得られ、且つ全体としての消費電力も、振動の
強さに比べて小さいものである。
【００１５】次のこの発明の第二実施例の圧電磁気振動
装置について図３を基にして説明する。ここで上述の実
施例と同様の部材は同一符号を付して説明を省略する。
この実施例の圧電磁気振動装置は、圧電振動子１６が中
央部の支持体３０により支持されているものである。こ
れにより、装置をより小型化することができ、振動も確
実にケース１８に伝達されるものである。また、電磁石
２４のコア２５を省略しても良いものである。
装置について図３を基にして説明する。ここで上述の実
施例と同様の部材は同一符号を付して説明を省略する。
この実施例の圧電磁気振動装置は、圧電振動子１６が中
央部の支持体３０により支持されているものである。こ
れにより、装置をより小型化することができ、振動も確
実にケース１８に伝達されるものである。また、電磁石
２４のコア２５を省略しても良いものである。
【００１６】尚、この発明の圧電磁気振動装置の圧電振
動子は、バイモルフ素子でも良く、圧電素子に面振動を
生じさせるものであれば良い。また、電磁石は、比較的
薄型のものであれば良く、コアを省略したものや、ケー
ス１８の裏面に直接、平面的にコイルを形成したもので
も良い。さらに、電磁石を取り付けた部分のケース１８
の厚さを薄くして、駆動することにより、より強い振動
が得られるものである。電磁石は、圧電振動子側に設け
ても良く、永久磁石の代わりに両側に電磁石を取り付け
ても良いものである。さらに、永久磁石は、磁化されて
いない鉄等の磁性体でも良い。また、振動板の保持は、
片持梁状に保持して、その保持した振動板に圧電素子を
取り付け、その振動板の先端部又は中央部に磁性体又は
電磁石を配置し、この電磁石又は磁性タイに対面して、
磁石又は磁性体をケース１８のケース板１８ａに固定し
ても良い。
動子は、バイモルフ素子でも良く、圧電素子に面振動を
生じさせるものであれば良い。また、電磁石は、比較的
薄型のものであれば良く、コアを省略したものや、ケー
ス１８の裏面に直接、平面的にコイルを形成したもので
も良い。さらに、電磁石を取り付けた部分のケース１８
の厚さを薄くして、駆動することにより、より強い振動
が得られるものである。電磁石は、圧電振動子側に設け
ても良く、永久磁石の代わりに両側に電磁石を取り付け
ても良いものである。さらに、永久磁石は、磁化されて
いない鉄等の磁性体でも良い。また、振動板の保持は、
片持梁状に保持して、その保持した振動板に圧電素子を
取り付け、その振動板の先端部又は中央部に磁性体又は
電磁石を配置し、この電磁石又は磁性タイに対面して、
磁石又は磁性体をケース１８のケース板１８ａに固定し
ても良い。
【００１７】
【発明の効果】この発明の圧電磁気振動装置は、圧電振
動子都電磁石による振動が互いに作用し合い、共振し
て、共鳴やうなり振動を発生し、強い振動を得ることが
できるものである。また、この両者の振動の位相を逆転
させ、振動を間欠的に生じさせることにより、より体感
性を高めることができるものである。
動子都電磁石による振動が互いに作用し合い、共振し
て、共鳴やうなり振動を発生し、強い振動を得ることが
できるものである。また、この両者の振動の位相を逆転
させ、振動を間欠的に生じさせることにより、より体感
性を高めることができるものである。
【図１】この発明の第一実施例の圧電磁気振動装置の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】この発明の第一実施例の圧電振動子を示す平面
図である。
図である。
【図３】この発明の第二実施例の圧電磁気振動装置を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
１０ 圧電磁気振動装置 １２ 振動板 １４ 圧電体 １６ 圧電振動子 １８ ケース ２０ 支持枠 ２２ フェライト磁石 ２４ 電磁石
Claims (7)
- 【請求項１】 平板状の振動板とその表面に貼り付けら
れた圧電体とからなる圧電振動子と、この圧電振動子が
一方の部分に固定されたケースと、上記ケースの他方の
部分であって上記圧電振動子と対面する部分及び上記圧
電振動子のうちの少なくとも一方に電磁石を設け、他方
に磁性体または電磁石を上記電磁石と対面させて設けた
圧電磁気振動装置。 - 【請求項２】 上記圧電振動子の振動板をほぼ円形に形
成し、上記ケースの他方の部分であって上記圧電振動子
と対面する部分に電磁石を設け、上記圧電振動子の中央
部に磁性体または電磁石を設けた請求項１記載の圧電磁
気振動装置。 - 【請求項３】 上記圧電振動子は、上記ケースの一方の
部分に、その周縁部または中心部が支持固定されている
請求項２記載の圧電磁気振動装置。 - 【請求項４】 上記電磁石は、上記ケースの圧電振動子
が形成された部分と対面する部分にコアまたはコイルが
固定されたもので、その部分のケースの裏面に平面的に
コイルが形成されている請求項１，２又は３記載の圧電
磁気振動装置。 - 【請求項５】 平板状の振動板とその表面に貼り付けら
れた圧電体とからなる圧電振動子と、この圧電振動子が
一方の部分に固定されたケースと、上記ケースの他方の
部分であって上記圧電振動子と対面する部分及び上記圧
電振動子の中央部のうちの少なくとも一方に電磁石を設
け、他方に磁性体または電磁石を設け、上記圧電振動子
と上記電磁石を所定の駆動信号により駆動させ、可聴域
以下の共鳴振動を得る圧電磁気振動装置の駆動方法。 - 【請求項６】 上記圧電振動子と上記電磁石の振動数を
可聴域以下の振動数で、互いにわずかに異なる振動数に
なるように駆動し、この両者の振動によるうなり振動を
得る請求項４記載の圧電磁気振動装置の駆動方法。 - 【請求項７】 上記圧電振動子と上記電磁石の駆動信号
の位相を所定周期で互いに同位相逆位相になるように駆
動信号を切り換え、可聴域以下の振動を間欠的に発生さ
せる請求項４又は５記載の圧電磁気振動装置の駆動方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32389294A JPH08155392A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 圧電磁気振動装置とその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32389294A JPH08155392A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 圧電磁気振動装置とその駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155392A true JPH08155392A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18159780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32389294A Pending JPH08155392A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 圧電磁気振動装置とその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08155392A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113926680A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-14 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 超声换能器、超声扫描显微镜以及超声换能器的制作方法 |
| CN113992061A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 西安电子科技大学 | 一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置 |
| JP2022516897A (ja) * | 2018-12-31 | 2022-03-03 | アップ２ユー | 増幅変形型圧電アクチュエータ |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP32389294A patent/JPH08155392A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022516897A (ja) * | 2018-12-31 | 2022-03-03 | アップ２ユー | 増幅変形型圧電アクチュエータ |
| CN113926680A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-14 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 超声换能器、超声扫描显微镜以及超声换能器的制作方法 |
| CN113926680B (zh) * | 2021-09-01 | 2022-12-13 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 超声换能器、超声扫描显微镜以及超声换能器的制作方法 |
| CN113992061A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 西安电子科技大学 | 一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置 |
| CN113992061B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-07-28 | 西安电子科技大学 | 一种压电和电磁混合式超低频振动能量收集装置 |
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