[發(fā)明專利]震動發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210514716.4
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103856103A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮淑蘭;彭春雷
• 申請（專利權(quán)）人: 北京嘉岳同樂極電子有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種震動發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

隨著微機電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，帶動了無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其中，在工業(yè)，航天，通訊，商業(yè)，消費及軍事領(lǐng)域逐步實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用，一個十分嚴重的問題是如何保障這些無線傳感單元的電能供給，傳統(tǒng)工業(yè)較為流行的做法是使用電池，由于構(gòu)成無線傳感網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的單元器件數(shù)量龐大，體積微小，位置分散，這就要求其供電器件具有體積小，效能高，易集成，無人看管及無人值守等特點。所以，采用傳統(tǒng)電池已經(jīng)不能滿足無線傳感網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的發(fā)展要求。

因此，急需一種可滿足現(xiàn)狀無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展要求的震動發(fā)電裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種震動發(fā)電裝置，該震動發(fā)電裝置活動安裝于支撐架上，有效提高了震動發(fā)電效能，并可保證無線傳感單元及器件的供電。

為了實現(xiàn)上有目的，本發(fā)明公開了一種震動發(fā)電裝置，該震動發(fā)電裝置包括殼體、電能發(fā)生單元、電能處理單元和支撐架，電能發(fā)生單元包括支撐于所述殼體上的彈性板和設(shè)于所述彈性板上的壓電片，所述壓電片包括至少兩個導(dǎo)電層、夾于兩個導(dǎo)電層之間的壓電層及至少兩個焊盤；所述電能處理單元安裝于殼體內(nèi)，并與所述壓電片的焊盤電連接從而將電能發(fā)生單元產(chǎn)生的電能使用和/或存儲和/或發(fā)射出去；所述殼體活動安裝于所述支撐架上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將震動發(fā)電裝置的發(fā)電部分和處理部分安裝在一個殼體內(nèi)，使得所述震動發(fā)電裝置體積小、輸出效率高且易集成。另一方面，本發(fā)明將所述殼體活動安裝于支撐架內(nèi)，使得該震動發(fā)電裝置安裝到便攜式移動電子終端產(chǎn)品上時，殼體因其自身重力而在支撐架上移動，并因此感應(yīng)外界震動而使其彈性板帶動壓電片震動而輸出電能，有效提高震動發(fā)電裝置的效能。再一方面，本發(fā)明利用壓電片的壓電效應(yīng)，將機械振動轉(zhuǎn)換為電能儲存起來或接于供電系統(tǒng)，保證無線傳感單元及器件的供電，符合無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的要求。

較佳地，所述殼體轉(zhuǎn)動安裝于所述支撐架上。具體地，所述殼體與所述支撐架之間設(shè)有至少一轉(zhuǎn)動軸，并通過所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動安裝于所述支撐架上。

更具體地，所述轉(zhuǎn)動軸所在軸線偏離所述殼體的重心，該方案使得所述殼體在重力作用下一直趨于豎直狀態(tài)的方向移動，隨著便攜式移動電子終端產(chǎn)品的移動，使其彈性板帶動壓電片不斷震動變形而輸出電能，提高發(fā)電效能。其中，軸線最好盡可能的遠離殼體重心，這里的殼體是安裝電能發(fā)生單元和電能處理單元之后的殼體，代表一個整體。

更具體地，所述殼體的兩相對側(cè)分別向外伸出有軸線重合的轉(zhuǎn)動軸，所述支撐架上設(shè)有分別與兩所述轉(zhuǎn)動軸相配合的兩轉(zhuǎn)動孔，兩所述轉(zhuǎn)動軸對應(yīng)地安裝于所述支撐架之兩所述轉(zhuǎn)動孔內(nèi)，該方案使得所述殼體安裝穩(wěn)固，提高震動發(fā)電裝置使用壽命。不同于上述方案：所述轉(zhuǎn)動軸可以直接貫穿所述殼體并使轉(zhuǎn)動軸的至少一端安裝于所述支撐架上，還可以在殼體的一側(cè)或者兩相對側(cè)上開設(shè)轉(zhuǎn)動孔，在支撐架上伸出與所述轉(zhuǎn)動孔對應(yīng)的轉(zhuǎn)動軸，并將所述轉(zhuǎn)動軸配合安裝于轉(zhuǎn)動孔內(nèi)。

較佳地，所述殼體滑動安裝于所述支撐架上。具體地，所述支撐架上設(shè)有弧形導(dǎo)軌，所述殼體上設(shè)有至少一個與所述弧形導(dǎo)軌相配合的滑塊，所述滑塊滑動安裝于所述弧形導(dǎo)軌內(nèi)。具體地，所述滑塊與所述弧形導(dǎo)軌卡合連接，以防止所述滑塊脫離所述弧形導(dǎo)軌。

更具體地，所述弧形導(dǎo)軌為環(huán)繞所述殼體的環(huán)形框體，所述殼體滑動安裝于所述弧形導(dǎo)軌內(nèi)，且所述弧形導(dǎo)軌的中心點偏離所述殼體的重心，從而增加所述殼體在弧形導(dǎo)軌內(nèi)轉(zhuǎn)動的偏心力，這樣，殼體在重力的作用下沿弧形導(dǎo)軌不斷向趨于垂直狀態(tài)的方向滑動，隨著便攜式移動電子終端產(chǎn)品的移動，使其彈性板帶動壓電片不斷震動變形而輸出電能，提高發(fā)電效能。其中，弧形中心點最好盡可能的遠離殼體重心，這里的殼體是安裝電能發(fā)生單元和電能處理單元之后的殼體，代表一個整體。

當然，所述弧形軌道并不局限于導(dǎo)軌狀，在另一優(yōu)選方案中，所述支撐架上設(shè)有球形面，所述殼體上設(shè)有與該球形面相配合的配合面，所述配合面滑動安裝于所述球形面內(nèi)，以使所述殼體在所述支撐架之球形面內(nèi)萬向轉(zhuǎn)動。

較佳地，所述支撐架包括樞接件和基座，所述殼體活動安裝于所述樞接件上，所述樞接件活動安裝于所述基座上，以使所述殼體通過所述樞接件相對于所述基座萬向轉(zhuǎn)動。該方案將所述殼體萬向地安裝于所述支撐架上，使得該震動發(fā)電裝置安裝到便攜式移動電子終端產(chǎn)品上時，殼體因其自身重力而在支撐架上萬向移動，并因此感應(yīng)外界震動而使其彈性板帶動壓電片震動而輸出電能，達到全方位工作的目的，更進一步地提高震動發(fā)電裝置的效能。