專利名稱：一種壓電發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到壓電材料發(fā)電領(lǐng)域，具體指小型壓電發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
壓電材料具有正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)，其正壓電效應(yīng)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。利 用壓電材料進(jìn)行發(fā)電的應(yīng)用目前正在普及開(kāi)來(lái)，例如壓電發(fā)電裝置與發(fā)光二極管LED 結(jié)合起來(lái)，可以將其置于鞋底板內(nèi)，隨著人的走動(dòng)，將人體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā) 光；又或者可以將其應(yīng)用于高速公路上，利用高速公路的振動(dòng)來(lái)發(fā)電點(diǎn)亮裝飾彩燈。象 這類壓電發(fā)電裝置，其發(fā)電電荷量與壓電陶瓷板的厚度成反比，而與壓電陶瓷板的面積 成正比。因此為了增大發(fā)電電流，通常是盡可能地減小壓電陶瓷片的厚度，并增大壓電 陶瓷片的面積。但是在一些需要攜帶或者用在移動(dòng)物體上的壓電發(fā)電裝置，人們希望該 發(fā)電裝置越小越好，所以不可能無(wú)限制的增大壓電材料的表面積，只好通過(guò)減薄壓電材 料的厚度來(lái)增大發(fā)電電流。目前壓電陶瓷的厚度已經(jīng)可以做到O.l毫米。但是因?yàn)閴弘?陶瓷片的材質(zhì)是陶瓷，再繼續(xù)減薄其厚度，不僅制作難度高，而且容易破損，如此一來(lái) 就限制了發(fā)電電荷增加的額度。而且壓電陶瓷片所產(chǎn)生的電壓與壓電陶瓷片的變形即伸 縮量以及陶瓷的厚度均成正比，因此如上所述的壓電發(fā)電裝置如果連接多個(gè)LED燈時(shí)， 發(fā)電電壓過(guò)低會(huì)不能正常點(diǎn)燈。在這種情況下，對(duì)壓電陶瓷片的厚度有一定的要求，現(xiàn) 有的技術(shù)不能滿足該需要。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種壓電陶瓷片厚度 較大的小型壓電發(fā)電裝置，其可以通過(guò)放大施加到壓電陶瓷片上的壓力而同時(shí)增大發(fā)電 電流和發(fā)電電壓。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該壓電發(fā)電裝置，包括基板和 固定在基板上的壓電陶瓷片，其特征在于所述壓電陶瓷片的上方還設(shè)有一端與基板固 定的壓板，所述壓板的下表面上固設(shè)有壓塊，所述壓塊對(duì)應(yīng)于壓電陶瓷片的中部，壓塊 隨壓板的上下運(yùn)動(dòng)間歇地施加載荷于壓電陶瓷片上。固設(shè)在基板上的壓電陶瓷片在受到 彎曲應(yīng)力時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力或擴(kuò)張應(yīng)力，壓電發(fā)電裝置的發(fā)電電流和電壓與所產(chǎn)生
的壓縮應(yīng)力或擴(kuò)張應(yīng)力成正比；而壓塊的設(shè)計(jì)，采用了杠桿原理，可以將壓力放大，這 樣，即使壓電陶瓷片的厚度較大，該壓電發(fā)電裝置也能夠產(chǎn)生大的發(fā)電電流和發(fā)電電壓。
較好的，所述壓板為可以采用" "形彎曲結(jié)構(gòu)，這樣在施加壓力使壓板上下移動(dòng) 時(shí)，所述壓板的一端與基板接觸而不會(huì)過(guò)度變形；所述壓板還可以采用直線形、弧形等。
作為上述方案的優(yōu)選，為了不使壓板受壓過(guò)度變形，可以在所述壓板的另一個(gè)端部 和基板的另一個(gè)端部之間設(shè)有限位塊，通過(guò)限位塊限制壓板下移的距離，從而限制壓板 的變形量。所述限位塊可以固設(shè)在壓板的下表面上，也可以固設(shè)在基板的上表面上。
如上所述方案中，由于壓板和壓塊的設(shè)計(jì)，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)放大壓力的辦法來(lái)增加發(fā)電 電流和電壓，所述壓電陶瓷片的厚度可以大于等于0.5毫米。
作為上述方案的進(jìn)一步的優(yōu)選，所述壓電陶瓷片可以采用積層結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步地提 高發(fā)電電流。
所述壓電陶瓷片的厚度可以大于等于0.5毫米。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型采用了壓板和壓塊將壓力傳遞到壓電陶瓷片上， 通過(guò)壓塊的杠桿作用原理能夠?qū)毫Ψ糯笕舾杀?，例如可將手指的按壓力放大到相?dāng)于 人體體重的壓力程度，因此該壓電發(fā)電裝置不需要通過(guò)加大壓電陶瓷片的面積和/或犧牲 厚度的方法來(lái)獲得較大的電流，同時(shí)還可以同步增大發(fā)電電壓；而積層壓電陶瓷片的設(shè) 計(jì)，進(jìn)一步提高了壓電陶瓷片的發(fā)電電流。該壓電發(fā)電裝置加工方便、使用壽命長(zhǎng)。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例l
如1所示，該壓電發(fā)電裝置包括厚度為1毫米的粘貼銅箔的玻璃環(huán)氧樹(shù)脂基板1， 固定在基板1上的壓電陶瓷片2，所述壓電陶瓷片2的厚度為0.6毫米。厚度為0.5毫米 的不銹鋼壓板3的左端部與基板1的左端部固定在一起，所述壓板3為" "形彎曲結(jié) 構(gòu)。壓板3的下表面上固定有經(jīng)過(guò)絕緣處理的鋁質(zhì)壓塊4，所述壓塊4對(duì)應(yīng)于壓電陶瓷 片2的中部。該壓電發(fā)電裝置通過(guò)壓塊4與壓電陶瓷片2的杠桿作用，能夠在不改變受 力的情況下，增加發(fā)電電流和發(fā)電電壓。該壓電發(fā)電裝置可以應(yīng)用于多個(gè)LED并使之
連續(xù)發(fā)光。
實(shí)施例2
如圖2所示，本實(shí)施例中，壓電陶瓷片2采用能夠進(jìn)一步增加發(fā)電電流的積層結(jié)構(gòu) 的壓電陶瓷片，在基板1和壓板3的右端部設(shè)有限位塊5，限位塊5的設(shè)置能夠保護(hù)壓 板3不致過(guò)度彎曲。其余同實(shí)施例l。
實(shí)施例3
如圖3所示，本實(shí)施例是實(shí)施例2的一個(gè)應(yīng)用例，將實(shí)施例2中的壓電發(fā)電裝置6 應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)鞋7中，壓電發(fā)電裝置6能夠同時(shí)連接30個(gè)LED，步行時(shí)腳后跟對(duì)壓電發(fā) 電裝置6所施加的壓力能夠使30個(gè)LED同時(shí)發(fā)光，且壓電發(fā)電裝置6的厚度和大小安 裝在該運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底內(nèi)毫無(wú)異物不適感。
權(quán)利要求1、一種壓電發(fā)電裝置，包括基板和固定在基板上的壓電陶瓷片，其特征在于所述壓電陶瓷片的上方還設(shè)有一端與基板固定的壓板，所述壓板的下表面上固設(shè)有壓塊，所述壓塊對(duì)應(yīng)于壓電陶瓷片的中部，壓塊隨壓板的上下運(yùn)動(dòng)間歇地施加載荷于壓電陶瓷片上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述壓板為" "形彎曲 結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述壓板的另一個(gè)端部和 基板的另一個(gè)端部之間還設(shè)有限位塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述限位塊固設(shè)在壓板的 下表面上或者固設(shè)在基板的上表面上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述壓電陶瓷片的厚度大于等于0.5毫米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述壓電陶瓷片為積層結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷片的整體厚度大于等于0.5毫米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種壓電發(fā)電裝置，包括基板和固定在基板上的壓電陶瓷片，其特征在于壓電陶瓷片的上方還設(shè)有能夠上下移動(dòng)的壓板，所述壓板的下表面上固設(shè)有壓塊，所述壓塊對(duì)應(yīng)于壓電陶瓷片的中部，壓塊隨壓板的上下運(yùn)動(dòng)間歇地施加載荷于壓電陶瓷片上。固設(shè)在基板上的壓電陶瓷片在收到彎曲應(yīng)力時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力或擴(kuò)張力，壓電發(fā)電裝置的發(fā)電電流和電壓與所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力或擴(kuò)張力成正比；而壓塊的設(shè)計(jì)，采用了杠桿原理，可以將壓力放大，這樣，即使壓電陶瓷片的厚度較大，該壓電發(fā)電裝置也能夠產(chǎn)生大的發(fā)電電流和發(fā)電電壓。
文檔編號(hào)H01L41/083GK201210651SQ20082012012
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者劉興中 申請(qǐng)人:劉興中