[發明專利]一種基于風車玩具的能量收集裝置

有效

• 申請號: 202011047175.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112202361B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 何麗鵬;王仕誠;高智;余剛;佟亮;王哲
• 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

本發明公布了一種基于風車玩具的能量收集裝置，包括頂蓋、殼體、滾動軸承、旋轉桿、隔環、半圓臺激勵器和壓電振子；頂蓋和殼體中部分別鑲嵌有滾動軸承；旋轉桿經滾動軸承安裝在裝置中；旋轉桿中部安裝有半圓臺激勵器；殼體側壁上設有環臺；殼體環臺上裝有由隔環隔開的兩組壓電振子；壓電振子的自由端頂靠在激勵面上；本發明具有輕便、簡單、易制造的特點。

技術領域

本發明涉及一種基于風車玩具的能量收集裝置，屬于壓電發電領域。

背景技術

風力能源作為當今時代一個普遍且綠色的能源方式，人們一直在尋找新的發電方式，壓電式發電作為一種新興的發電方式，利用正壓電效應，當壓電片產生變形時，能夠產生一定的電量，利用這些電量可以給予一些元件供電，目前壓電式傳感器已經得到了廣泛的應用。

發明內容

本發明提供一種基于風車玩具的能量收集裝置。用以收集環境中的風能并對風車玩具中一些微型元件供能。

本發明采用的技術方案是：一種基于風車玩具的能量收集裝置，由頂蓋、殼體、滾動軸承、旋轉桿、隔環、半圓臺激勵器、壓電振子和緊固螺釘組成。

本發明采取的實施方案是所述頂蓋與殼體之間通過緊固螺釘連接；頂蓋上設有滾動軸承孔，殼體上設有凹槽用來安裝滾動軸承；旋轉桿通過滾動軸承安裝在裝置中；旋轉桿中部裝有半圓臺激勵器；半圓臺激勵器由桿和半圓臺塊兩部分組成；桿的一端固定在旋轉桿上，桿的另外一端安裝有半圓臺塊；殼體的側壁上設有環臺；殼體的環臺上安裝有兩組壓電振子，兩組壓電振子由隔環隔開,壓電振子是由壓電片和基板粘結而成的長方形懸臂梁，基板靠近隔環安裝；壓電振子安裝前為平直結構、安裝后有兩種狀態：①當半圓臺激勵器未接觸壓電振子時，壓電振子為平直狀態；②當圓臺激勵器經過并接觸壓電振子時，壓電振子為彎曲結構。

在本發明中，所述的半圓臺激勵器由半圓臺塊和桿所組成；所述的半圓臺激勵器與旋轉桿相配合，所述的半圓臺激勵器的桿的一端與旋轉桿相固定，所述的半圓臺激勵器的半圓臺塊的平滑側面與桿相固定。

本發明的特色在于：所述的半圓臺激勵器中半圓臺塊的作用是：半圓臺塊中較小的上頂面與較大的下底面之間存在有坡度差，此坡度差取決于壓電振子的彎曲程度；其中，半圓臺塊中上頂面的半圓直徑略小于兩個壓電振子之間的距離，以方便半圓臺塊可穿過壓電振子；下底面的半圓半徑應在單個壓電振子最大彎曲范圍之內，以避免壓電振子過度彎曲而導致損害。

附圖說明

圖1所示為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的P-P；

圖3所示為殼體B的內部結構示意圖；

圖4所示為半圓臺激勵器F的結構示意圖；

圖5所示為壓電振子G的結構示意圖；

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，本發明實施例中，具體結構包括：

頂蓋A與殼體B之間通過緊固螺釘H連接；頂蓋A上設有滾動軸承孔a，殼體B 上設有凹槽b用來安裝滾動軸承C；旋轉桿D通過滾動軸承C安裝在裝置中；旋轉桿D中部裝有半圓臺激勵器F；半圓臺激勵器F由桿F1和半圓臺塊F2兩部分組成；桿F1的一端固定在旋轉桿D上，桿F1的另外一端安裝有半圓臺塊F2；殼體B的側壁上設有環臺；殼體B 的環臺上安裝有兩組壓電振子G，兩組壓電振子G由隔環E隔開,壓電振子G是由壓電片G1 和基板G2粘結而成的長方形懸臂梁，基板G2靠近隔環E安裝；壓電振子G安裝前為平直結構、安裝后有兩種狀態：①當半圓臺激勵器F未接觸壓電振子G時，壓電振子G為平直狀態；②當圓臺激勵器F經過并接觸壓電振子G時，壓電振子G為彎曲結構。