壓電陶瓷發電裝置的製作方法

2023-05-24 02:27:46

專利名稱：壓電陶瓷發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能量轉化的發電裝置，特別是涉及壓電陶瓷發電裝置。
背景技術：
隨著能源的逐漸減少，人們已對利用太陽能和風能進行開發和研究，而對人們生活中存在的機械振動能的開發和利用尚在起步階段，如車輛對地面，行人對路面、地板，水流對船舶、航標，空氣振動，等等振動能量，都可以收集起來通過該壓電發電裝置轉換成電能並儲存，作為燈光和電子裝置的電源。

實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題是，提供一種壓電陶瓷發電裝置，將機械振動或其他能量轉化為電能並進行存儲的壓電式發電裝置，該裝置輕便易於維護且對環境不產生任何汙染，並且結構簡單、成本低廉、易於安裝，為用電器提供清潔和不竭的能源。本實用新型技術解決方案是:壓電陶瓷發電裝置，包括能量轉換器、電能存儲系統；其特徵在於:所述的能量轉化器包括支撐架、壓電陶瓷片、驅動輪、撞擊杆、旋轉軸，所述的旋轉軸固定在支撐架上並與驅動輪連接，所述撞擊杆固定在旋轉軸上並與驅動輪連接。所述壓電陶瓷片一端固定在支撐架上，另一段與撞擊杆相接觸，該壓電陶瓷片處於水平位置。所述的撞擊杆有 若干個，各撞擊杆的頂部尖端與所述壓電陶瓷片一端中部接觸，其底部通過螺紋和同一旋轉軸連接，所述各撞擊杆之間形成70 74度的夾角。所述的各撞擊杆之間形成72度的夾角。所述的壓電陶瓷片處於水平位置時離支撐架底部距離為6 10mm。所述的壓電陶瓷片處於水平位置時離支撐架I底部距離為8mm。所述電能儲存系統由整流電路和儲能電路組成，所述的電能儲存系統包括電容，整流橋，負載，電能收集晶片，電源管理晶片，蓄電器。所述的電能收集晶片為微電流收集晶片可對蓄電器充電，且電源管理晶片對蓄電器起過載保護。所述壓電陶瓷片並聯連接形成電流源或者串聯連接形成電壓源，並將壓電陶瓷片與整流器連接。本實用新型與現有技術相比具有如下優點:①該發電裝置結構簡單、成本低廉、易於安裝；②該發電裝置實用性強，可安裝於各人流量大的場所如機場、火車站等地方將機械振動轉化為電能進行存儲，於噪音大的場所如工廠、卡拉OK等地方將振動波轉化為電能進行儲存，於有氣壓差形成風等地方將風能轉化為電能進行儲存；③該發電材料採用壓電雙晶片，其材料和外觀尺寸，保證了其發電量的最大值；④該壓電發電裝置無任何的揮發性和腐蝕性元素、且損害後易於更換發電部件；⑤通過撞擊杆動作壓電陶瓷片，使其發電波形的最大值得到疊加，保證了該發電裝置的最大輸出功率；⑥各壓電陶瓷片通過整流橋形成直流並通過儲存電路對電池或電容進行充電，該整流橋低功耗、高效率、高輸出阻抗，保證壓電陶瓷片的最大發電量、延長壓電陶瓷的使用壽命，並將電能進行存儲。

圖1為本實用新型發電裝置結構示意圖。圖2為本實用新型裝置的電能儲存電路示意圖。圖1中:1支撐杆，2壓電陶瓷片，3驅動輪，4撞擊杆，5旋轉軸。圖2中:2壓電陶瓷片，Z整流橋，Pl電能收集晶片，C1、C2、C3、C4電容，D電源管理晶片，RL負載，P2蓄電器。
具體實施方式
如圖1所示，該能量轉換裝置包括支撐架1、壓電陶瓷片2、驅動輪3、撞擊杆4、旋轉軸5，將壓電陶瓷片2 —端和支撐架I固定，並保持壓電陶瓷片I水平，再將旋轉軸5固定在支撐架上並與驅動輪3連接，撞擊杆4與旋轉軸5連接並調節其至設定的高度值，調節撞擊杆4的位置使各撞擊杆4與壓電陶瓷2的中部接觸，壓電陶瓷片2底部的空腔保持一定的高度值，增加壓電陶瓷 片2的數目，或者增大上下排列的行數即可增大發電裝置的輸出功率。當驅動輪3受到外力，如機械振動、風力等，驅動輪3做圓周運動時，通過與之連接的旋轉軸5上的撞擊杆4撞擊壓電陶瓷片2，且使壓電陶瓷片2發生形變，從而產生電能。如圖2所示，該電能儲存電路圖包括:壓電陶瓷片2、整流橋Z、電能收集晶片P1、電容Cl、C2、C3、C4、電源管理晶片D、負載RL、蓄電器P2 ;壓電陶瓷片2產生的交流電流過整流橋Z整流後通過電能收集晶片Pl對蓄電器P2充電，此時e和f點接觸，當充電完成時蓄電器會反饋給電源管理晶片D —個信號並使電源管理晶片D中的e和g點連通，將負載RL接入電路中；當壓電陶瓷片2發電量較小時，電源管理晶片D中的e和g點連通蓄電器和負載RL形成一個迴路即對負載RL做功；多片陶瓷片的串並聯可以通過接點c和d的串並來到達增加輸入電壓、電流以及功率的目的。
權利要求1.壓電陶瓷發電裝置，包括能量轉換器、電能存儲系統；其特徵在於:所述的能量轉化器包括支撐架(1)、壓電陶瓷片(2)、驅動輪(3)、撞擊杆(4)、旋轉軸(5)，所述的旋轉軸(5)固定在支撐架上並與驅動輪(3)連接，所述撞擊杆(4)固定在旋轉軸(5)上並與驅動輪(3)連接。
2.根據權利要求1所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述壓電陶瓷片(2)—端固定在支撐架(I)上，另一段與撞擊杆相接觸，該壓電陶瓷片(2)處於水平位置。
3.根據權利要求1所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述的撞擊杆(4)有若干個，各撞擊杆(4)的頂部尖端與所述壓電陶瓷片(2)—端中部接觸，其底部通過螺紋和同一旋轉軸(5)連接，所述各撞擊杆(4)之間形成70 74度的夾角。
4.根據權利要求3所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述的各撞擊杆(4)之間形成72度的夾角。
5.根據權利要求1所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述的壓電陶瓷片(2)處於水平位置時離支撐架(1)底部距離為6 10mm。
6.根據權利要求5所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述的壓電陶瓷片(2)處於水平位置時離支撐架(1)底部距離為8mm。
7.根據權利要求1所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述電能儲存系統由整流電路和儲能電路組成，所述的電能儲存系統包括電容(Cl)、電容(C2)、電容(C3)、電容(C4)，整流橋(Z)，負載(RL)，電能收集晶片(P1)，電源管理晶片(D)，蓄電器(P2)。
8.根據權利要求7所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述的電能收集晶片(Pl)為微電流收集晶片可對蓄電器(P2)充電，且電源管理晶片(D)對蓄電器(P2)起過載保護。
9.根據權利要求1或7所述的壓電陶瓷發電裝置，其特徵在於:所述壓電陶瓷片(2)並聯連接形成電流源或者串聯連接形成電壓源，並將壓電陶瓷片(2 )與整流橋(Z )連接。
專利摘要壓電陶瓷發電裝置，包括能量轉換器、電能存儲系統；其特徵在於所述的能量轉化器包括支撐架1、壓電陶瓷片2、驅動輪3、撞擊杆4、旋轉軸5，所述的旋轉軸5固定在支撐架上並與驅動輪3連接，所述撞擊杆4固定在旋轉軸5上並與驅動輪3連接。本實用新型將機械振動或其他能量轉化為電能並進行存儲的壓電式發電裝置，該裝置輕便易於維護且對環境不產生任何汙染，並且結構簡單、成本低廉、易於安裝，為用電器提供清潔和不竭的能源。
文檔編號H02J7/00GK203135753SQ201320148820
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者萬良元, 保建勳, 何廣輝 申請人:北京國興力德新材料技術有限公司