[發(fā)明專利]一種用于超低頻振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化的壓電彈簧

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810738575.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108923685B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳義鵬;裘進(jìn)浩;季宏麗;張超;周圣鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種用于超低頻振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化的壓電彈簧結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

連接桿(2)和至少1個(gè)壓電金屬夾(4)構(gòu)成壓電彈簧；

壓電金屬夾(4)由金屬夾(4-1)和覆蓋在金屬夾(4-1)表面的壓電元件(4-2)組成，其中，金屬夾(4-1)為U型，壓電金屬夾(4)至少一個(gè)表面粘貼有壓電元件(4-2)，壓電元件(4-2)為壓電陶瓷材料；

所述至少一個(gè)表面中包括金屬夾(4-1)的U型的底面；

壓電元件(4-2)電極面之間并聯(lián)或者串聯(lián)連接，并引出正負(fù)兩個(gè)電極連接后續(xù)接口電路的導(dǎo)線；

由至少2個(gè)壓電金屬夾(4)串聯(lián)構(gòu)成所述壓電彈簧，其中，各個(gè)壓電金屬夾(4)之間固定連接；

各個(gè)壓電金屬夾(4)之間通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)固定連接；

各個(gè)壓電金屬夾(4)之間通過(guò)連接裝置(3)串聯(lián)；

壓電金屬夾(4)上開(kāi)設(shè)有匹配連接裝置(3)的通孔，連接裝置(3)與壓電金屬夾(4)的通孔之間采取過(guò)盈配合的方式實(shí)現(xiàn)固定連接；

連接裝置(3)為U型金屬銷，U型金屬銷的兩臂分別固定連接一個(gè)壓電金屬夾(4)；

所述壓電彈簧結(jié)構(gòu)安裝在一種波動(dòng)能發(fā)電裝置上，所述波動(dòng)能發(fā)電裝置包括：

密封外殼(1)、連接桿(2)、所述壓電彈簧、壓電金屬夾(4)、擺球質(zhì)量塊(5)、接口電路和能量存儲(chǔ)與管理單元(6)；

所述壓電彈簧和擺球質(zhì)量塊(5)構(gòu)成壓電彈簧擺結(jié)構(gòu)；

連接桿(2)分為上端和下端兩截，其中，連接桿(2)的上端與密封外殼(1)的內(nèi)壁鉸連，連接桿(2)的下端固定連接擺球質(zhì)量塊(5)；

所述接口電路通過(guò)導(dǎo)線連接所述壓電彈簧擺結(jié)構(gòu)中壓電元件(4-2)的電極，用于提取所述壓電彈簧擺結(jié)構(gòu)中的壓電元件(4-2)電極面產(chǎn)生的電荷能；

所述接口電路還通過(guò)導(dǎo)線連接能量存儲(chǔ)與管理單元(6)，能量存儲(chǔ)與管理單元(6)用于存儲(chǔ)所述接口電路輸出的電能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超低頻振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化的壓電彈簧結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述波動(dòng)能發(fā)電裝置中設(shè)置有至少2組壓電彈簧擺結(jié)構(gòu)，所述至少2組壓電彈簧擺結(jié)構(gòu)陣列式裝配在所述波動(dòng)能發(fā)電裝置中，所述接口電路通過(guò)導(dǎo)線連接每一組壓電彈簧擺結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超低頻振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化的壓電彈簧結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接口電路和能量存儲(chǔ)與管理單元(6)，布置于密封外殼(1)所圍成的密封空間的吃水線下方；

在密封外殼(1)外表面的吃水線上方，安裝有減搖鰭結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超低頻振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化的壓電彈簧結(jié)構(gòu)，其特征在于，軸(1-1)與密封外殼(1)固定連接且無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

軸(1-1)與壓電彈簧連接桿(2-1)通過(guò)軸承裝配在一起。