[實用新型]一種氣動系統雙激勵源作用下壓電堆疊式能量收集裝置

有效

• 申請號: 201720021012.1
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206759339U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 程廷海;付賢鵬;盧曉暉;陳茜炎;孫浩;喬永祿
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 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

本實用新型涉及一種氣動系統雙激勵源作用下壓電堆疊式能量收集裝置，屬于氣動技術領域。

背景技術

氣動技術是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質，進行能量和信號傳遞的工程技術，是實現自動化生產與工業控制的重要手段之一，以其成本低、污染小、易調控等優點在加工、制造、汽車生產等領域中應用廣泛。而氣動執行器作為氣動系統實現功能的執行元件，在氣動系統中有著不可替代的重要地位，在工業生產中，為了實現特定的功能通常將多個氣動執行器組合使用。隨著氣動技術的發展，氣動執行器作為氣動系統中重要組成部分，人們對其輸出精度及響應速度等參數提出了更高的要求，物聯網技術在氣動系統中的應用則可以滿足人們的需求，因此氣動技術與物聯網結合成為氣動技術智能化發展趨勢之一。目前，氣動系統中物聯網節點通常由傳感器和無線通信模塊組成，其供電方式一般采用外接電路和電池供電，外接電路供電會使氣動系統供電線路復雜，增加系統維護的成本和困難程度；而電池供電則存在電池體積大、使用壽命短，需頻繁更換等問題，難以滿足傳感器和無線通信模塊持續工作的要求；同時，電池含有重金屬，廢舊電池處理不當會造嚴重的環境污染。

由于氣動系統本身能量大，結合氣動系統自身特點俘獲氣動系統能量為物聯網節點供能具有良好的發展前景。現有中國實用新型專利《氣動發電裝置》，授權公告號為CN 201898457 U，授權公告日為2011.07.13，公開一種氣動發電裝置，包括充氣裝置、密封容器、控制裝置及壓電晶體，充氣裝置與密封容器連通并向密封容器充氣，控制裝置與密封容器連接，控制裝置靠近壓電晶體安裝，控制裝置將密封容器中的壓縮空氣形成氣流，并將氣流的作用力傳遞到壓電晶體，使壓電晶體將機械能轉換成電能，供與壓電晶體電連接的用電器使用。中國發明專利《一種基于射流微振蕩器激勵的能量收集裝置》，申請公告號為CN 102594202 A，申請公告日為2012.07.18，公開一種基于射流微振蕩器激勵的能量收集裝置，該裝置包括殼體、雙穩射流元件、第一振蕩腔、第二振蕩腔和輸出電路；第一振蕩腔和第二振蕩腔對稱布置在雙穩射流元件的左右兩側；在第一振蕩腔和第二振蕩腔上分別設有膜片，在膜片上設有壓電片，雙穩射流元件進氣口與氣動設備的排氣口連通。由于雙穩射流元件的附壁效應，氣體反復循環在兩側振蕩腔中形成振蕩氣體，振蕩腔中振蕩氣流帶動腔室上的膜片振動，膜片的振動驅動其上的壓電片振動變形產生電荷。上述已有技術存在發電裝置結構復雜、占用空間大以及難以實現集成化與微型化等問題；同時上述技術方案中所公開的發電裝置是采用開放環境下進行氣流沖擊俘能，存在能量利用率低、噪聲大等問題；并只能由單個激勵源激勵。中國實用新型專利《一種氣動系統雙激勵源作用下膜片式壓電發電置》，授權公告號為CN 205490238 U，授權公告日為2016.08.07，公開了一種氣動系統雙激勵源作用下膜片式壓電發電裝置，其發電組件主要由膜片式壓電元件組成，基于其壓電效應實現電能的輸出。中國實用新型專利《鈸型結構雙激勵氣動壓電俘能器》，授權公告號為CN205490237 U，授權公告日為2016.08.07，公開了一種鈸型結構雙激勵氣動壓電俘能器，其發電組件主要由鈸型壓電元件組成，基于其壓電效應實現電能的輸出。基于此本實用新型提出一種基于新型壓電元件壓電堆疊的能量收集裝置，壓電堆疊具有發電量大、使用壽命長、能量利用率高等諸多優點。

發明內容

為了解決上述氣動能量收集裝置結構復雜、能量利用率低、噪聲大、只能由單個激勵源激勵等問題，本實用新型公開一種適用于工業氣動系統環境、并可提高氣動系統能量利用率、適用于雙激勵源（所述激勵源可為氣動執行器或者氣動系統中其它適宜的氣動元件），產生的電能可為物聯網網絡節點供能的一種氣動系統雙激勵源作用下壓電堆疊式能量收集裝置。