[實(shí)用新型]一種沖擊式多方向壓電發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820850480.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208597036U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉祥建;尚億全;張亮;孫蕾;王穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本實(shí)用新型公開(kāi)一種沖擊式多方向壓電發(fā)電裝置，包括用于支撐和安裝的框架、柔性鉸鏈、壓電梁、質(zhì)量塊。其中，框架通過(guò)柔性鉸鏈與壓電梁相連，相鄰壓電梁通過(guò)柔性鉸鏈彼此相連，質(zhì)量塊位于各個(gè)壓電梁中間且可以自由滾動(dòng)。所述壓電梁由鈹青銅彈性基片和PVDF壓電薄膜組成。此壓電發(fā)電裝置可以敏感外界環(huán)境中任意方向的振動(dòng)，在質(zhì)量塊的沖擊作用力下，實(shí)現(xiàn)壓電發(fā)電裝置的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，解決了現(xiàn)有壓電振動(dòng)發(fā)電裝置在某些方向外界環(huán)境激勵(lì)下收集不到振動(dòng)能量的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及新型能源和電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種沖擊式多方向壓電發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)能源的需求日益劇增，環(huán)境污染和能源短缺成為困擾世界各國(guó)的一個(gè)共同難題，為此，各國(guó)科技工作者不斷進(jìn)行著新型能源的尋找和探索，比如太陽(yáng)能、風(fēng)能、波浪能等。振動(dòng)作為日常生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，由于其具有較高的能量密度，其潛在的能量?jī)r(jià)值已引起越來(lái)越多的研究者的關(guān)注。目前，用于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)發(fā)電的裝置主要有壓電式、電磁式和靜電式三種。壓電式振動(dòng)發(fā)電裝置以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不發(fā)熱、無(wú)電磁干擾及易于微型化等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為目前的研究熱點(diǎn)。對(duì)于壓電式振動(dòng)發(fā)電裝置，理論上其供電壽命僅取決于組成振動(dòng)發(fā)電裝置的各元器件的壽命，清潔環(huán)保，是一種典型的“綠色”能源技術(shù)。

基于此，目前出現(xiàn)了各種各樣的壓電式振動(dòng)發(fā)電裝置，如懸臂梁結(jié)構(gòu)、Cymbal結(jié)構(gòu)、疊堆形結(jié)構(gòu)等。縱觀壓電式振動(dòng)發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，上述振動(dòng)發(fā)電裝置主要是單方向、單諧振頻率的，其使用場(chǎng)合對(duì)振動(dòng)環(huán)境的選擇性很強(qiáng)，在存在各種方向的振動(dòng)且振動(dòng)頻率在一定范圍內(nèi)變化的環(huán)境下，上述壓電振動(dòng)發(fā)電裝置的發(fā)電能力將非常有限，限制了其大眾化的推廣使用。考慮到外界環(huán)境中豐富的振動(dòng)能資源及振動(dòng)源振動(dòng)過(guò)程的隨機(jī)性，如何實(shí)現(xiàn)壓電振動(dòng)發(fā)電裝置的多方向性發(fā)電將是壓電發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)非常值得研究的方向。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種沖擊式多方向壓電發(fā)電裝置，本實(shí)用新型裝置可以敏感外界環(huán)境中任意方向的振動(dòng)，在質(zhì)量塊的沖擊作用力下，實(shí)現(xiàn)壓電振動(dòng)發(fā)電裝置的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，解決了現(xiàn)有壓電振動(dòng)發(fā)電裝置在某些方向外界環(huán)境激勵(lì)下收集不到振動(dòng)能量的缺陷，為達(dá)此目的，本實(shí)用新型提供一種沖擊式多方向壓電發(fā)電裝置，包括用于支撐和安裝的框架、柔性鉸鏈、壓電梁和質(zhì)量塊，所述框架內(nèi)有四個(gè)壓電梁，所述框架通過(guò)柔性鉸鏈與壓電梁相連，相鄰壓電梁通過(guò)柔性鉸鏈彼此相連，所述質(zhì)量塊位于各個(gè)壓電梁形成結(jié)構(gòu)中間并自由滾動(dòng)并對(duì)壓電梁進(jìn)行沖擊。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓電梁由鈹青銅彈性基片和PVDF壓電薄膜組成，本實(shí)用新型壓電梁主要采用鈹青銅彈性基片和PVDF壓電薄膜制成，以實(shí)現(xiàn)彈性彎曲變形。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓電梁通過(guò)電學(xué)串聯(lián)或者電學(xué)并聯(lián)后與后續(xù)充電控制電路連接，本實(shí)用新型串聯(lián)和并聯(lián)電路均可以使用具體根據(jù)實(shí)際需要。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型框架為立方體形狀，框架主要采用立方體形狀。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型柔性鉸鏈的數(shù)量為8個(gè)，鉸鏈數(shù)量一般為8個(gè)。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型柔性鉸鏈為正圓柔性鉸鏈，且采用彈性金屬材料制作。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型質(zhì)量塊為圓球狀，質(zhì)量塊主要采用球形結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型一種沖擊式多方向壓電發(fā)電裝置，包括用于支撐和安裝的框架、柔性鉸鏈、壓電梁、質(zhì)量塊。其中，框架通過(guò)柔性鉸鏈與壓電梁相連，相鄰壓電梁通過(guò)柔性鉸鏈彼此相連，質(zhì)量塊位于各個(gè)壓電梁中間且可以自由滾動(dòng)。所述壓電梁由鈹青銅彈性基片和PVDF壓電薄膜組成。此壓電發(fā)電裝置可以敏感外界環(huán)境中任意方向的振動(dòng)，在質(zhì)量塊的沖擊作用力下，實(shí)現(xiàn)壓電發(fā)電裝置的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，解決了現(xiàn)有壓電振動(dòng)發(fā)電裝置在某些方向外界環(huán)境激勵(lì)下收集不到振動(dòng)能量的缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；