[發明專利]球形壓電發電裝置

有效

• 申請號: 202011303280.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112383244B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 李慶梅
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 吳利

本發明提供了球形壓電發電裝置，其包括外半球殼1和內半球殼2，該內半球殼2固定在該外半球殼1內部，該外半球殼1的內表面設有多個懸臂梁6，其中，該懸臂梁6四面貼有壓電片61；該內半球殼2外表面設有多個撥片5；其中，當水下機器人姿態發生變化時，該內半球殼2旋轉，通過撥片5同時撥動該懸臂梁6，使該壓電片61隨該懸臂梁6一起發生形變產生電流。本發明的球形壓電發電裝置供水下機器人上的一些低功耗電子元器件使用，從而提高水下機器人的續航能力和工作效率。

技術領域

本發明涉及一種裝置，具體涉及一種球形壓電發電裝置，屬于壓電俘能技術領域。

背景技術

水下機器人是海洋探測及開發領域的一種重要智能化裝備，然而，能源供給一直是制約其續航能力、改善作業效率的主要因素之一。盡管一些新型俘能技術如太陽能發電、風能發電、波浪發電等已經應用到了水下機器人上，但這些技術要求水下機器人要上浮到水面或近水面，才能有效地將太陽能、風能或波浪能轉換為電能，且轉換效率受環境如天氣變化等影響較大，外置的能量轉換裝置也容易受海水腐蝕，進一步降低能量轉換效率。而一些機械式發電裝置，如懸臂滑塊壓電發電裝置等，容易引起水下機器人重心變化，影響其運動穩定性。

因此，迫切需要一種新型的球形壓電發電裝置。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供了一種球形壓電發電裝置，該球形裝置可以內置于水下機器人內部。本發明的球形壓電發電裝置采用壓電材料，且該壓電材料密封于球殼內部。隨著水下機器人的運動和姿態變化，該壓電材料發生形變從而產生電能，供水下機器人上的一些低功耗電子元器件使用，從而提高水下機器人的續航能力和工作效率。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明提供了球形壓電發電裝置，其包括外半球殼1和內半球殼2，所述內半球殼2固定在所述外半球殼1內部，其特征在于，

所述外半球殼1的內表面設有多個懸臂梁6，其中，

所述懸臂梁6四面貼有壓電片61；

所述內半球殼2外表面設有多個撥片5；其中，

當水下機器人姿態發生變化時，所述內半球殼2旋轉，通過撥片5同時撥動所述懸臂梁6，使所述壓電片61隨所述懸臂梁6一起發生形變產生電流。

進一步地，所述內半球殼2通過環狀支架3和支撐軸4固定在所述外半球殼1內部，且所述內半球殼2可在所述環狀支架3上轉動。

進一步地，所述內半球殼2外表面設有第一環形槽23，所述第一環形槽23與設置在所述環狀支架3內表面的第二環形槽33組成一滑道。

進一步地，所述滑道內置滾珠7，所述內半球殼2通過滾珠7與所述環狀支架3接觸，從而實現所述內半球殼2在所述環狀支架3內滾動。

進一步地，所述第一環形槽23設置在所述內半球殼2的外球面中間位置。

進一步地，所述撥片5呈圓柱狀。

進一步地，所述壓電片61為偏聚二氟乙烯壓電片61。

本發明與現有技術相比，具有如下突出實質性特點和顯著優勢：

本發明的兩個球殼嵌套安裝，其中外半球殼固定，內半球殼在外半球殼中心固定位置旋轉，撥動外半球殼上的壓電片，使其振動發電。并且整個裝置旋轉中心固定，可避免由于發電裝置運動造成水下機器人重心偏移、慣量改變等減弱發電裝置對水下機器人運動穩定性的影響。另外，該球形壓電發電裝置密封后可安裝在水下機器人內部，避免海水腐蝕。球殼大小、撥片數量及壓電懸臂梁數量可調整，以滿足不同輸出能量需求。

附圖說明

圖1為本發明的球形壓電發電裝置的主視圖；

圖2為本發明的球形壓電發電裝置的分解圖；