[發明專利]一種升頻式壓電-電磁俘能裝置

有效

• 申請號: 202010486074.6
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111628674B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 郭勝凱;高世橋;金磊;尹作宗;李澤章
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種升頻式壓電-電磁俘能裝置，其特征在于：包括外殼(1)、弧齒條(2)、一級齒輪(3)、二級齒輪(4)、升速齒輪組(5)、發電機(6)、正向轉動棘輪(7)、反向轉動棘輪(8)、回復彈簧(9)、壓電片緊固螺釘(10)、隔板(11)、壓電片一(12)、壓電片二(13)、雙向軸承一(14)、雙向軸承二(15)、雙向軸承三(16)、雙向軸承四(17)、金屬軸一(18)、金屬軸二(19)、單向軸承一(20)、單向軸承二(21)、單向軸承三(22)；

外殼(1)后側的圓弧部分靠近鞋跟部處開有用于放置弧齒限位板的槽，內壁分別分布有兩對四個孔，孔內分別布置雙向軸承一(14)、雙向軸承二(15)、雙向軸承三(16)、雙向軸承四(17)，即后側的兩個孔內置雙向軸承一(14)和雙向軸承二(15)，后側的兩個孔內徑和金屬軸一(18)配合；前側的兩個孔內置雙向軸承三(16)和雙向軸承四(17)，前側的兩個孔內徑和金屬軸二(19)配合；外殼(1)前側布置有與壓電片緊固螺釘(10)的配合孔，側面的方孔為發電機(6)放置處；弧齒條(2)的圓心處為配合金屬軸二(19)穿過的孔；金屬軸一(18)上從左到右布置單向軸承一(20)、單向軸承二(21)、一級齒輪(3)和單向軸承三(22)；金屬軸二(19)固定弧齒條(2)和回復彈簧(9)；單向軸承一(20)配合正向轉動棘輪(7)，單向軸承二(21)配合二級齒輪(4)，單向軸承三(22)配合反向轉動棘輪(8)；壓電片一(12)、壓電片二(13)分別通過壓電片緊固螺釘(10)固定在外殼(1)內壁上，壓電片一(12)另一端緊貼在正向轉動棘輪(7)齒表面上，壓電片二(13)另一端緊貼在反向轉動棘輪(8)的齒表面上；二級齒輪(4)與升速齒輪組(5)嚙合，升速齒輪組(5)與發電機(6)的軸連接，弧齒條(2)旁邊安裝有回復彈簧(9)，且上面粘有隔板(11)；

所述升頻式壓電-電磁俘能裝置包括壓電俘能部分和電磁俘能部分；

所述的壓電俘能部分包括外殼(1)、弧齒條(2)、一級齒輪(3)、正向轉動棘輪(7)、反向轉動棘輪(8)、回復彈簧(9)、壓電片緊固螺釘(10)、隔板(11)、壓電片一(12)、壓電片二(13)、雙向軸承一(14)、雙向軸承二(15)、雙向軸承三(16)、雙向軸承四(17)、金屬軸一(18)、金屬軸二(19)、單向軸承一(20)和單向軸承三(22)；

所述的電磁俘能部分包括外殼(1)、弧齒條(2)、一級齒輪(3)、二級齒輪(4)、升速齒輪組(5)、發電機(6)、回復彈簧(9)、壓電片緊固螺釘(10)、隔板(11)、雙向軸承一(14)、雙向軸承二(15)、雙向軸承三(16)、雙向軸承四(17)、金屬軸一(18)、金屬軸二(19)、單向軸承二(21)；

所述的壓電俘能部分和電磁俘能部分共用外殼(1)、弧齒條(2)、一級齒輪(3)、雙向軸承一(14)、雙向軸承二(15)、雙向軸承三(16)、雙向軸承四(17)、金屬軸一(18)、金屬軸二(19)、回復彈簧(9)、隔板(11)；

2.如權利要求1所述的一種升頻式壓電-電磁俘能裝置，其特征在于：所述的一級齒輪(3)和二級齒輪(4)同軸，半徑的比例根據總體尺寸空間和傳動比需求來設計。

3.如權利要求2所述的一種升頻式壓電-電磁俘能裝置，其特征在于：所述的升速齒輪組(5)直接固定在發電機(6)上，內部各級齒輪之間的傳動比根據總體結構齒輪以及阻力大小選取現有齒輪組或重新設計齒輪組。

4.如權利要求3所述的一種升頻式壓電-電磁俘能裝置，其特征在于：水平放置工作效果最優，所述升頻式壓電-電磁俘能裝置包括壓電俘能部分和電磁俘能部分，壓電片一(12)、壓電片二(13)和發電機(6)單獨進行能量收集，再經過整流電路處理為可存儲或可為傳感設備使用的電信號，壓電片一(12)、壓電片二(13)輸出電信號為大電壓小電流，需要降低電壓提高電流，然后再將電能儲存到電池或及對外供能。