[實用新型]一種階梯式壓電發電機

有效

• 申請號: 201320694170.5
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN203590072U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 劉建國;謝祝輝;黃玉喜
• 申請（專利權）人: 江蘇聯能電子技術有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術領域

本實用新型屬于壓電發電機技術領域，具體涉及一種階梯式壓電發電機。

背景技術

目前，壓電發電機主要是解決利用自然的風能、水能和旋轉機械能，對壓電陶瓷作用產生高效電能的問題，它克服了發電效率低的缺點，具有結構簡單、俘能效果好等特點。然而，現有的壓電發電機壓電晶體發電效能低，工作壽命短，還不能完全滿足使用需求。

實用新型內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種階梯式壓電發電機，以期實現有效提高壓電晶體發電效能和工作壽命。

技術方案：為實現上述發明目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種階梯式壓電發電機，包括第一端蓋、第二端蓋、筒體、軸、軸基座、階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座、旋轉階梯凸輪、壓電陶瓷雙晶片和引線；所述的第一端蓋和第二端蓋分別設在筒體對應的兩端，共同組合成發電機體；在發電機體內底部設軸基座，軸一端通過一軸承與軸基座相連，另一端通過另一軸承穿過第二端蓋；在軸上設旋轉階梯凸輪，在發電機體內設階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座，在階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座與旋轉階梯凸輪之間設多個壓電陶瓷雙晶片；在壓電陶瓷雙晶片的一端設引線。

所述壓電陶瓷雙晶片一端與階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座相連。

所述的壓電陶瓷雙晶片按階梯式結構排列，每組不少于2層。

所述的壓電陶瓷雙晶片為由復合材料粘接的兩片壓電陶瓷組成。

有益效果：與現有技術相比，本實用新型的階梯式壓電發電機，具有如下優點：

（1）壓電陶瓷發電器件結構。為了保證能夠常壽命的高效率工作，除采用高性能的壓電陶瓷外，還將兩片陶瓷粘接在復合材料上，粘接后使得陶瓷和復合材料能夠互為一體。這樣既可以增加陶瓷片的強度，使壓電陶瓷不易碎裂，又提高了壓電陶瓷發電器件壽命。

（2）階梯結構。采用階梯式結構主要考慮在相同體積下，能夠提高發電量。旋轉階梯凸輪階梯式壓電發電機和階梯固定壓電陶瓷雙晶片一一對應，旋轉階梯凸輪每轉動一周，各組壓電陶瓷發電器件，均能受力變形產生電荷。

（3）能量傳遞。自然力通過風力或者水流推動階梯式壓電發電機軸轉動，進而撥動壓電陶瓷發電器件發電。也可以通過旋轉機械轉動，通過階梯式壓電發電機軸上從動輪帶動軸轉達到發電的目的。

（4）能有效提高壓電晶體發電效能和工作壽命，具有很好的實用性，能產生較好的經濟效益和社會效應。

附圖說明

圖1是階梯式壓電發電機的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖進一步闡明本實用新型，本具體實施方式在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，應理解這些方式僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。

如圖1所示，階梯式壓電發電機，主要結構部件包括第一端蓋1、第二端蓋2、筒體3、軸4、軸基座5、階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座6、旋轉階梯凸輪7、壓電陶瓷雙晶片8和引線9。第一端蓋1和第二端蓋2分別設在筒體3對應的兩端，共同組合成發電機體；在發電機體內底部設軸基座5，軸4一端通過一軸承與軸基座5相連，另一端通過另一軸承穿過第二端蓋2，與外設動力機構（利用自然力的葉輪、機械驅動等）相連；在軸4上設旋轉階梯凸輪7，在發電機體內設階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座6，在階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座6與旋轉階梯凸輪7之間設多個壓電陶瓷雙晶片8；在壓電陶瓷雙晶片8的一端設引線9，用于與整流電路相連。壓電陶瓷雙晶片8一端與階梯固定壓電陶瓷雙晶片基座6相連，另一端是壓電陶瓷雙晶片8的自由端與旋轉階梯凸輪7相接觸，通過旋轉階梯凸輪旋轉實現撥動壓電雙晶片，使得壓電雙晶片彎曲發電。其中，壓電陶瓷雙晶片按階梯式結構排列，每組不少于2層。

為了保證能夠常壽命的高效率工作，除采用高性能的壓電陶瓷外，還可將兩片陶瓷粘接在復合材料上（該復合材料可以為碳纖維），粘接后使得陶瓷和復合材料能夠互為一體，成為壓電陶瓷雙晶片8。這樣既可以增加陶瓷片的強度，使壓電陶瓷不易碎裂，又提高了壓電陶瓷發電器件壽命。

采用階梯式結構主要考慮在相同體積下，能夠提高發電量。旋轉階梯凸輪階梯式壓電發電機和階梯固定壓電陶瓷雙晶片一一對應，旋轉階梯凸輪每轉動一周，各組壓電陶瓷發電器件，均能受力變形產生電荷。

自然力通過風力或者水流推動階梯式壓電發電機軸轉動，進而撥動壓電陶瓷發電器件發電。也可以通過旋轉機械轉動，通過階梯式壓電發電機軸上從動輪帶動軸轉達到發電的目的。

該階梯式壓電發電機是利用在大自然環境下的風力和水力，推動階梯式壓電發電機軸上的葉輪轉動或者旋轉機械帶動階梯式壓電發電機軸上的從動輪轉動，再帶動階梯式壓電發電機內部旋轉階梯凸輪7轉動，最后由旋轉階梯凸輪7撥動壓電陶瓷發電器件壓電陶瓷雙晶片8，壓電陶瓷雙晶片8在正壓電效應下沿壓電陶瓷的極化方向產生電荷。軸4是接受和傳遞能量部件，風力、水力或者機械力通過軸將接受的能量傳遞到內部旋轉階梯凸輪7上。旋轉階梯凸輪7的作用就是將由軸傳遞的能量再傳遞到壓電陶瓷雙晶片8上。壓電陶瓷雙晶片8受到階梯凸輪傳遞過來能量，會產生變形彎曲，由于壓電陶瓷的壓電特性的正壓電效應，最終會在沿壓電陶瓷極化方向產生電荷，達到發電目的。