1.一种基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述能量收集器包括极化方向同向或者反向、以实现电学信号的串联或者并联的压电片(101),可使得压电片(101)在扭转模式下工作、以实现能量输出功率的非对称弯折梁结构(102),用于实现能量收集的质量块(103),以及用于将非对称弯折梁结构(102)安装在刚性底座上的固定螺杆(104);所述压电片(101)的极化方向沿厚度方向设置、并且沿厚度方向在压电片(101)的两侧面均设置有电极涂层、定义两侧面的电极涂层分别为粘接电极面和导出电极面,所述非对称弯折梁结构(102)包括一体式结构设置的主梁(201)、长肢(202)和短肢(203),所述主梁(201)的中部设置有固定孔,所述粘接电极面通过环氧树脂与主梁(201)进行粘接固定、且分布在固定孔的左右两侧,所述导出电极面通过导线将电学信号引出,所述质量块(103)通过磁力固定在非对称弯折梁结构(102)上,所述固定螺杆(104)的一端与固定孔连接;所述能量收集器的工作方法包括:当能量收集器在外界振动信号或磁场信号使得非对称弯折梁结构(102)发生周期性的扭转形变时,将诱导压电片(101)发生周期性形变,压电片(101)将基于压电材料特有的正压电效应原理,在表面产生周期性的电学信号;当外界的振动信号或磁场信号的激励频率与该能量收集器的固有谐振频率保持一致时,由此产生的振动信号最大;当该能量收集器在力-电转换的服役情景下,根据外界振动信号的频率的不同,可以激发出长肢(202)同向振动模态和短肢(203)同向振动模态,即两个长肢(202)部位同时上下振动和两个短肢(203)部位同时上下振动,这保证了压电片(101)的交变电学信号之间的相位差固定为零;当该能量收集器在磁-电转换的服役情景下,根据外界交变磁场的频率的不同,可以激发出长肢(202)反向振动模态和短肢(203)反向振动模态,即两个长肢(202)部位一上一下振动和两个短肢(203)部位一上一下振动,这保证了压电片(101)的交变电学信号之间的相位差固定为半个周期。
2. 根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述压电片(101)的材质为锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷、钪酸铋-钛酸铅(BS-PT)压电陶瓷、钛酸钡(BaTiO3)压电陶瓷、铌酸钾钠(KNN)压电陶瓷,以及铌镁酸铅-钛酸铅( PMN-PT)压电单晶或铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)压电单晶材料。
3.根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述质量块(103)采用金属块或永磁体,其中永磁体的N、S极相向连接,并通过之间的磁力固定在长肢(202)、短肢(203)的末端。
4.根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述非对称弯折梁结构(102)是指一种在其长度方向上发生了非对称弯曲或折曲的梁结构,所述非对称弯折梁结构(102)采用铍青铜或不锈钢,具有弹性模量较高的材料制备。
5.根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述固定螺杆(104)的一端穿过固定孔,通过点夹持方式将非对称弯折梁结构(102)固定,所述固定螺杆(104)的另一端固定在刚性底座上。
6.根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述主梁(201)、长肢(202)、短肢(203)呈矩形或梯形结构设置。
7.根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:所述压电片(101)呈方形或圆形结构设置。
8.根据权利要求1所述的基于非对称扭转模态的磁-力-电耦合能量收集器的工作方法,其特征在于:当该能量收集器以多单元矩阵形式工作时,其包括多个相互独立工作的能量收集器,多个相互独立工作的能量收集器以矩阵形式排列,各自能够根据不同的磁-电转换、力-电转换服役情景需求进行能量收集,进一步适应宽频化能量收集需求。