[發明專利]一種利用沖擊振動的微型發電裝置

在審

• 申請號: 202011330275.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112332707A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 周興閣;周宇晨;錢思危
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種利用沖擊振動的微型發電裝置，屬于電機領域。支撐主體包括U型結構的底座與居中設置在底座上的立柱，套筒同軸套裝在立柱上且套筒的一端頭通過彈簧與底座相連；套筒上沿軸線方向等間距、左右對稱布設有多個懸臂梁，沿立柱軸向，底座的兩個側面板上等間距布設有多個基板，側面板上的基板與套筒左右側的懸臂梁一一對應并形成交替布置的狀態；各基板上設有壓電陶瓷片，與各基板對應設置的各懸臂梁上等間距分布有多個鐵尖；能量收集電路包括電路板和導線，壓電陶瓷片的上、下表面通過導線與電路板相連。該裝置使用范圍廣，占有空間小且安全可靠。

技術領域

本發明屬于電機領域，具體涉及一種利用沖擊振動的微型發電裝置。

背景技術

近年來，清潔能源研究成了一個熱點問題。核能、風能、太陽能、水能等清潔能源目前都得到了較好的開發利用，機械能卻還沒有得到人們的重視，而振動作為一種常見機械能的表現形式，在日常生活中無處不在，尤其是在機器生產時，振動往往會帶來較大的能量損耗。

隨著電子信息技術的迅速發展，無線傳感器技術在現今計算機技術、無線通信技術等高新技術發揮著越來越重要的作用。無線傳感器技術主要包括傳感器技術、信息處理技術，網絡通信技術等。無線傳感器技術在我們工業發展中起著至關重要的作用，在一些風險型工業領域更是起著無可替代的作用。然而無線傳感器的供能仍是一個主要問題。

現今的傳感器大多數仍采用較為傳統且不方便的電池供能方式，這種方式存在壽命短，常更換的缺點。振動受環境條件局限較小。如果利用振動為傳感器提供能量，則可以較大的規避掉更換電池的風險及延長壽命。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種利用沖擊振動的微型發電裝置，以收集環境中50～100Hz范圍內的沖擊型振動能量。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種利用沖擊振動的微型發電裝置，包括支撐主體、運動機構、懸臂梁、基板以及能量收集電路；其中支撐主體包括底座與立柱，底座呈U型結構，立柱居中設置在底座的底面板上；運動機構包括套筒以及彈簧，套筒同軸套裝在立柱外且套筒的內壁面與立柱的外周面間隔一定距離，套筒的一端頭通過彈簧與底座的底面板相連接。

套筒上沿軸線方向等間距布設有多個懸臂梁，多個懸臂梁以對稱分布在套筒左右兩側的形式設置；沿立柱軸向，底座的兩個側面板上等間距布設有多個基板，側面板上的基板與套筒左右側的懸臂梁一一對應并形成交替布置的狀態；各基板上設有壓電陶瓷片，與各基板對應設置的各懸臂梁上均等間距分布有多個朝向壓電陶瓷片的鐵尖；能量收集電路包括電路板和導線，壓電陶瓷片的上、下表面通過導線與電路板相連。

進一步，壓電陶瓷片上設有與鐵尖相配合的鋁塊。

進一步，底座上設有置物腔，底座的兩個側面板上均開有與置物腔相通的束線孔；電路板設置在置物腔中，導線穿入束線孔中。

進一步，置物腔設置在底座的底面板后方。

進一步，基板通過連接件可拆卸安裝在底座的側面板上。

進一步，還包括封裝體，封裝體為與底座相配合的U型結構，該封裝體與底座配合后形成箱體結構。

本發明的有益效果在于：

1.使用范圍廣：振動能量在我們生活中是無處不在的，比如工作中的機械振動，鐵路和公路在有交通工具經過時引起的振動，橋梁的振動等，且這些振動往往和振動物體的健康狀態有很大的關聯，憑借振動的情況可以推斷其健康情況。

2.占有空間小：本產品的體積很小，通常用于給傳感器等耗電量較小的電器供電，因為體積小所以對原有環境的破壞很小，一些狹窄的難以更換電池或引電線的地方也可以使用，用于橋梁房屋等建筑健康檢測時對原建筑的破環性也比較小。