[發明專利]一種壓電發電旋轉式換能裝置

有效

• 申請號: 201710157952.8
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106899231B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王朝輝;王海梁;李彥偉;石鑫;高志偉;王帥;趙健雄
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;王孝明

1.一種壓電發電旋轉式換能裝置，包括頂板(1)、底板(2)和連接頂板(1)和底板(2)的圓環側壁(3)，頂板(1)、底板(2)和圓環側壁(3)形成一個圓柱狀的絕緣腔體(4)，其特征在于，還包括萬向螺紋傳動桿(5)，所述的萬向螺紋傳動桿(5)包括螺紋桿體(5-1)，螺紋桿體(5-1)的頂端設置有球形端頭(5-2)，螺紋桿體(5-1)的底端加工有方形限位孔(5-3)；所述的頂板(1)中心位置開設有中心通孔(6)，所述的底板(2)中心位置設置有方形限位銷(7)，萬向螺紋傳動桿(5)穿過中心通孔(6)進入絕緣腔體(4)內，萬向螺紋傳動桿(5)底端的方形限位孔(5-3)與方形限位銷(7)配合使得萬向螺紋傳動桿(5)只能沿著軸向運動，方形限位銷(7)上套有第一復位彈簧(8)，第一復位彈簧(8)的一端頂在底板(2)內壁上，第一復位彈簧(8)的另一端頂在萬向螺紋傳動桿(5)的底端；

所述的萬向螺紋傳動桿(5)的球形端頭(5-2)伸出頂板(1)外，球形端頭(5-2)安裝在承力板(9)上的萬向限位洞(10)內；

所述的萬向螺紋傳動桿(5)的螺紋桿體(5-1)上配合安裝有內螺紋太陽傳動齒輪盤(11)，萬向螺紋傳動桿(5)沿著軸向升降運動時能夠帶動內螺紋太陽傳動齒輪盤(11)以萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線為中心轉動，內螺紋太陽傳動齒輪盤(11)通過行星傳動齒輪(12)與行星架轉動筒(13)之間實現齒輪傳動，行星架轉動筒(13)與內螺紋太陽傳動齒輪盤(11)的轉動中心相同；所述的行星架轉動筒(13)外壁上沿著徑向均勻輻射狀布設有多個擠壓臂(14)，擠壓臂(14)的端部設置有擠壓端頭(15)；

所述的圓環側壁(3)上均勻布設有多個絕緣的電極固定架(16)，每個電極固定架(16)兩側各開設有一個電極卡槽(17)，相鄰兩個電極固定架(16)的一對電極卡槽(17)內安裝有一個片狀壓電換能器(18)，片狀壓電換能器(18)的個數與擠壓端頭(15)的個數相等，行星架轉動筒(13)轉動時擠壓端頭(15)能夠與片狀壓電換能器(18)擠壓接觸，片狀壓電換能器(18)彎曲變形產生電能；

所述的電極卡槽(17)內安裝有與片狀壓電換能器(18)上表面接觸的第一導電片(19)，電極卡槽(17)內還安裝有與片狀壓電換能器(18)下表面接觸的第二導電片(20)，每個片狀壓電換能器(18)的上表面只與一個第一導電片(19)接觸，每個片狀壓電換能器(18)的下表面也只與一個第二導電片(20)接觸，第一導電片(19)和第二導電片(20)作為片狀壓電換能器(18)的兩個電極通過導線(21)將電能傳輸出去。

2.如權利要求1所述的壓電發電旋轉式換能裝置，其特征在于，所述的圓環側壁(3)的內壁上設置有一圈硬質電極環(22)，所述的硬質電極環(22)包括第一電極層(22-1)和第二電極層(22-2)，第一電極層(22-1)和第二電極層(22-2)之間設置有絕緣層(22-3)，每個第一導電片(19)通過導線(21)與第一電極層(22-1)相連，每個第二導電片(20)通過導線(21)與第二電極層(22-2)相連，第一電極層(22-1)和第二電極層(22-2)通過導線(21)將電能從設置在圓環側壁(3)上的導線出口(23)引出。

3.如權利要求1所述的壓電發電旋轉式換能裝置，其特征在于，每個擠壓端頭(15)的最遠端與萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線之間的距離相等，每個片狀壓電換能器(18)與萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線之間的距離相等。

4.如權利要求3所述的壓電發電旋轉式換能裝置，其特征在于，所述的擠壓端頭(15)的最遠端與萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線之間的距離大于片狀壓電換能器(18)與萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線之間的距離；所述的擠壓端頭(15)的最遠端與萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線之間的距離比片狀壓電換能器(18)與萬向螺紋傳動桿(5)的中心軸線之間的距離大1mm～1.5mm。

5.如權利要求1所述的壓電發電旋轉式換能裝置，其特征在于，所述的承力板(9)和頂板(1)之間還均勻布設有多個導向伸縮桿(24)，導向伸縮桿(24)的一端與承力板(9)固定連接，導向伸縮桿(24)的另一端與頂板(1)固定連接。