[實用新型]一種壓電陶瓷發電裝置

有效

• 申請號: 201220632851.4
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN202906785U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 夏鵬;樊瑋;陶帥;宋一凡;黃平瑞;李彥龍;付熙瑋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電力技術領域，尤其涉及到一種壓電陶瓷發電裝置。

背景技術

隨著非可再生資源的不斷消耗，尤其是能源危機之后，人們越來越注重可再生能源的發展，在科學技術的幫助下，太陽能、風能、水能等可再生能源得到飛速的發展，但上述可再生能源受到自然環境的影響比較大，只能在比較特定的環境下才能應用，本身存在一定的局限性，且如何將這些可再生能源發出的電量輸送到需要能源比較多的城市里一直是困擾研究人員的難題。對于使用能源比較多的城市來說，如何利用城市內本身固有的能源成為現在越來越多的研究人員關注的方向。對于城市來說，本身具有比較多的人流和車流，如何利用這些人流和車流產生能量成為現在研究人員研究的重點，隨著科技的進步，人們發現了適用于壓電效應的材料，并由此研究出壓電發電裝置，利用壓電發電裝置將人流和車流產生的能量轉化成電能。壓電效應分為正壓電效應和逆壓電效應。所謂正壓電效應是指晶體由于機械應力的作用而使其介質化，并使其表面產生電荷的效應。反之，當外部加電場于晶體時，晶體會產生形變，稱之為逆壓電效應。壓電發電是利用壓電材料的正壓電效應將機械能裝化為電能的過程。壓電發電的裝置結果簡單、無污染、成本低，可廣泛應用于微型機電系統，經過改進，也可能用于中小型機電系統中。因此，壓電發電裝置得到快速的發展。但現有的壓電發電裝置中存在如何對壓電單元施力，以及如何提高單次施力過程中機械能轉化為電能的多少的問題，為此研發結構簡單、合理、高效、實用的壓電陶瓷發電裝置很有必要。

實用新型內容

本實用新型提供一種壓電陶瓷發電裝置，用以解決現有技術中存在壓電發電裝置結構比較復雜、發電效率低的問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種壓電陶瓷發電裝置，包括U型支架，所述U型支架的開口為水平方向，U型支架的側壁上固定設置有若干塊基板，基板上固定設置有壓電陶瓷片，基板的端頭上設置有球，基板的上方設置有壓桿，壓桿位于設置在U型支架上壁的孔內，壓桿通過回位裝置與U型支架的上壁連接。

優選地，所述壓電陶瓷片的一端固定在U型支架的側壁上。

優選地，所述球通過彈簧分別與U型支架的上壁和下壁連接。

優選地，所述壓桿上設有定位環，所述定位環通過回位裝置與所述U型支架的上壁連接。

優選地，所述回位裝置為彈性片或彈簧。

本實用新型有益效果如下：整個壓電陶瓷發電裝置僅由一個獨立的長方體狀設備組成，沒有復雜的機械連接部件，可以做成獨立的模塊單元。通過球和彈簧的引入，可以增加單次施力下機械能轉化為電能的量，提高了發電效率。本實用新型設計簡單合理，能量轉化效率高，安裝方便，實用價值高。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例壓電陶瓷發電裝置的結構示意圖；

圖2為圖1的右視圖；

圖3為本實用新型實施例壓電陶瓷發電裝置的壓桿的俯視圖。

圖中：

1、U型支架；2、基板；3、壓電陶瓷片；4、球；5、壓桿；6、孔；7、彈簧；8、定位環；9、彈簧。

具體實施方式

如圖1-2所示，一種壓電陶瓷發電裝置，包括U型支架1，所述U型支架1的開口為水平方向，U型支架1的側壁上固定設置有若干塊基板2，基板2上固定設置有壓電陶瓷片3，壓電陶瓷片3的一端固定在U型支架1的側壁上，基板2的端頭上設置有球4，球4通過彈簧7分別與U型支架1的上壁和下壁連接，基板2的上方設置有壓桿5，壓桿5位于設置在U型支架1上壁的孔6內，壓桿5上設有定位環8，定位環8通過回位裝置與所述U型支架1的上壁連接，所述回位裝置為彈性片或彈簧9。

如圖3所示，在壓桿5上設置有定位環8，通過定位環8和U型支架1的配合，將壓桿5限制在U型支架1內。

具體使用時，根據圖1所示，本實用新型的壓電陶瓷片3粘接在基板2上，基板2采用磷青銅，其一端鑲嵌固定在U型支架1內，球4為實心球體，固定在基板2的另一端，彈簧7連接球4和U型支架1，壓桿5通過彈簧9連接并嵌套在U型支架1內，基板2和壓電陶瓷片3的彎曲變形是由壓桿5引發的。

當壓桿5受到一次外力(車輛碾壓、人群踩踏)驅動時，將壓迫基板2向下發生彎曲形變，而基板2的向下彎曲形變又帶動球4向下發生位移，球4的位移又將使彈簧7發生形變，當壓桿5在彈簧9的作用下被拉回原位后，在球4、彈簧7的作用下，基板2和壓電陶瓷片3將反向上、向下彎曲變形，從而持續發出電能，提高單次受力時設備的能量利用率，使本設備具有較高的發電量。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。