[實用新型]壓電自供電式低功耗遙控器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820072434.2
• 申請日: 2008-09-12
• 公開（公告）號: CN201252497Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 闞君武;唐可洪;楊志剛;王主玉;程光明
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02J15/00;G08C17/02;G08C23/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本實用新型屬于能源和電子技術領域，具體涉及一種壓電發(fā)電裝置和由該發(fā)電裝置供電的低功耗遙控器。通過手動方法使壓電振子發(fā)生彎曲變形并產(chǎn)生電能，經(jīng)整流濾波后為遙控器提供電力。

背景技術

隨著電子產(chǎn)品集成化的提高和功耗的降低，傳統(tǒng)的電池因其體積大、使用壽命短而逐漸不能滿足使用要求；同時，電池含有重金屬，廢舊電池處理不當會造成嚴重的環(huán)境污染。因此，人們開始尋求電池的替代品—人力發(fā)電裝置(human?powered?energy?generator)，其目的是在某些特殊的應用領域替代電池或自動為電池充電。遙控器已成為現(xiàn)代生活中的必須品(如汽車遙控器、各類家電遙控器、燈具開關等)，因其用量大、能耗較低，適合利用微型的發(fā)電裝置供電。與電池供電的遙控器相比，無電池遙控器安全可靠(不會因能量耗盡而無法使用)，成本低(使用期間不需要更換的電池費用)，因此更易于為用戶所接受，也是未來遙控器技術的發(fā)展方向。

在利用微型發(fā)電裝置為遙控器提供電能方面，主要是采用電磁原理和壓電原理兩種方法。利用電磁發(fā)電裝置供電的無電池遙控器的專利很多，如中國專利(申請?zhí)?01142818.X、200520111441.5和01255765.X等等。電磁發(fā)電裝置的能量轉換效率相對較高，但由于它是通過磁鐵和線圈的相對運動產(chǎn)生電能，因此結構復雜、體積相對較大；同時，電磁發(fā)電裝置在發(fā)電的同時也會產(chǎn)生電磁干擾，會影響遙控器的可靠性和準確性，因此不適用于體積小、可靠性高遙控器(如汽車遙控器)。壓電發(fā)電裝置利用薄片型壓電振子的彎曲變形將機械能轉換成電能，具有結構簡單、體積小(易于實現(xiàn)結構微小化和集成化)、成本低，而且發(fā)電過程中壓電振子不發(fā)熱、不產(chǎn)生電磁干擾等特點。在利用壓電發(fā)電裝置及其構造的無電池遙控器方面，目前申請的專利較少，中國實用新型專利200520111441.5和00817016.9分別介紹了兩種基于打擊撞擊方式的壓電發(fā)電裝置，中國實用新型專利200520008424.9介紹了一種利用按鍵為壓電元件施力的發(fā)電裝置及其遙控器。

鑒于目前壓電陶瓷的發(fā)電能力較弱、普通遙控器的功耗還相對較高的現(xiàn)狀，本實用新型提出一種新型壓電發(fā)電裝置，并利用其為基于單片機控制的低功耗遙控器提供電力。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提出一種由壓電發(fā)電裝置供電的低功耗遙控器，以解決目前各類遙控器使用化學電池供電而帶來的種種弊端，如需定期更換、資源浪費和污染嚴重的問題。本實用新型采取的技術方案是：彎曲型壓電振子的金屬基板通過壓塊固定于下殼體上，壓電振子通過導線與印刷電路板上的電源電路相連，該印刷電路板固定在上殼體上，該上殼體上有上定位塊，下殼體內(nèi)部固定連接下定位塊，轉動施力機構的兩個軸端與殼體的傾斜滑道滑動連接，按紐與轉動施力機構壓接，復位彈簧與頂塊連接，頂塊與轉動施力機構接觸連接，該轉動施力機構的軸上固定連接兩組定位齒和一組撥齒；該電源電路與遙控器電路連接。

在本實用新型中，懸臂梁壓電振子、一個帶有撥齒及定位齒的轉動施力機構和一個按鈕構成發(fā)電裝置。按下所述按鈕時，轉動施力機構沿傾斜軌道移動的同時還繞其中心轉動，進而迫使壓電振子自由端隨之運動。當轉動施力機構運動到終點時，壓電振子與施力機構的撥齒脫離，壓電振子自由振動；釋放按紐后，轉動施力機構在彈簧的推動下沿傾斜軌道復位。

在本實用新型的一個實施方案中，所述遙控器電路與電源電路相連，其中電源電路由整流橋、儲能電容及穩(wěn)壓器3部分構成，其功能是將壓電振子所產(chǎn)生的電能存儲在電容中，為遙控器電路供電；所述的遙控器電路包括單片機MSP430、按鍵開關及發(fā)射模塊等。

本實用新型的壓電自供電式低功耗遙控器，在于依靠手動方法通過施力機構激勵壓電振子使其產(chǎn)生彎曲變形、并在外力去除后處于自由振動狀態(tài)，進而在所述壓電振子兩端產(chǎn)生交流電壓，所述交流電經(jīng)進一步整流、濾波及穩(wěn)壓后以脈沖能的形式輸出給遙控器電路。

本實用新型的優(yōu)點在于：通過施力機構使壓電振子獲得可控的變形量，且壓電振子與施力機構的撥齒脫離后能保持一定時間的持續(xù)振動；利用單片機控制的遙控系統(tǒng)功耗較低，壓電振子一次激勵產(chǎn)生的電能可滿足使用要求。利用壓電發(fā)電裝置為遙控器供電，可避免更換電池帶來的使用不便和電能耗盡未及時更換而帶來的無法使用問題；可避免使用中的二次費用和大量廢舊電池所造成的環(huán)境污染。

附圖說明

圖1a是本實用新型中發(fā)電裝置觸發(fā)前的結構剖面示意圖；

圖1b是圖1a的A-A剖視圖；

圖2是本實用新型中發(fā)電裝置觸發(fā)后的結構剖面示意圖；