[發明專利]一種旋轉錘擊式月面壓電發電裝置及其工作方式

有效

• 申請號: 201610395852.4
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN105915115B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 蔣正;王亮;金家楣
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;F02G1/043
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

1.一種旋轉錘擊式月面壓電發電裝置，其特征在于，包含固定輪（1）、轉動輪（3）、斯特林發動機（4）和儲能模塊（6）；

所述固定輪（1）呈圓圈狀，固定在月球上；

所述轉動輪（3）的圓心通過軸承（7）固定在固定輪（1）的圓心處，使得轉動輪（3）和固定輪（1）同心并處于同一平面，且轉動輪（3）能夠轉動；

所述固定輪（1）上設有若干壓電發電單元（2）；

所述壓電發電單元（2）包含直桿（2.1）和附加質量塊（2.3）；所述直桿（2.1）兩端分別為固定端和撞擊端，兩側均設有壓電陶瓷片（2.2）；所述附加質量塊（2.3）設置在所述直桿（2.1）的撞擊端；所述固定端固定在固定輪（1）的內圈上，撞擊端朝內，且直桿所在直線經過固定輪（1）的圓心；所述直桿（2.1）兩側的壓電陶瓷片（2.2）均與所述儲能模塊（6）電氣相連；

所述轉動輪（3）上設有若干擊錘；

所述擊錘包含錘柄和錘頭；所述錘柄一端固定端固定在轉動輪（3）的周邊上，另一端和錘頭固定連接；所述錘頭朝內，錘柄所在直線經過轉動輪（3）的圓心；

所述轉動輪旋轉時，固定輪（1）上壓電發電單元（2）的附加質量塊（2.3）與轉動輪（3）上擊錘的錘頭相互撞擊后錯開；

所述斯特林發動機（4）的熱端設置在月球表面，冷端埋放在月壤中，通過連桿帶動轉動輪（3）轉動。

2.根據權利要求1所述的旋轉錘擊式月面壓電發電裝置，其特征在于，所述斯特林發動機（4）采用配氣活塞式斯特林發動機。

3.根據權利要求1所述的旋轉錘擊式月面壓電發電裝置，其特征在于，所述固定輪（1）上壓電發電單元（2）的固定端均勻設置在固定輪（1）的內圈上，轉動輪（3）上擊錘的錘柄均勻設置在轉動輪（3）的周邊上。

4.根據權利要求1所述的旋轉錘擊式月面壓電發電裝置，其特征在于，還包含太陽能集熱模塊（5），所述太陽能集熱模塊（5）設置在月球表面，用于聚集太陽能對熱端進行加熱升溫。

5.根據權利要求4所述的旋轉錘擊式月面壓電發電裝置，其特征在于，所述太陽能集熱模塊（5）包含太陽能光伏板和電熱器，所述太陽能光伏板用于聚集太陽能產生電能供給給電熱器，所述電熱器用于對熱端進行加熱升溫。

6.基于權利要求1所述的旋轉錘擊式月面壓電發電裝置的工作方法，其特征在于，包含以下過程：

冷端和熱端的溫度差使得使得斯特林發動機（4）產生推動力驅動連桿機構（4.4）連續運動，從而帶動所述的轉動輪（3）連續的旋轉；

轉動輪（3）在連續轉動的過程中，固定輪（1）上壓電發電單元（2）的附加質量塊（2.3）與轉動輪（3）上擊錘的錘頭不斷相互撞擊后錯開；

壓電發電單元（2）進行碰撞時，直桿（2.1）發生形變，導致壓電陶瓷片（2.2）產生彎曲形變；

壓電陶瓷片（2.2）的彎曲形變使其在表面產生電荷；

儲能模塊（6）收集壓電陶瓷片（2.2）表面產生的電荷進行儲存。