一種壓電振動發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓電振動發(fā)電機，屬于發(fā)電領域?？蚣艿纳舷卤诎迳涎b有掛架，磁塊與其兩端掛架構成鏈節(jié)，掛架側耳上鉚有銷釘；換能器由壓電振子與兩銷套構成，壓電振子由金屬與壓電膜粘接而成；俘能單元I中換能器上下端銷套分別裝在上壁板掛架及鏈節(jié)上端掛架上、II中換能器上下端銷套分別裝在鏈節(jié)下端掛架及下壁板掛架上；支架法蘭裝在下壁板上，支架擺桿上裝有導柱并由螺母鎖緊，導柱上套帶磁環(huán)的質量塊，質量塊與螺母間設有碟簧，磁環(huán)與磁塊同性磁極靠近安裝；特色與優(yōu)勢：兩組伸縮式壓電振子經(jīng)鉸鏈與框架及鏈節(jié)連接且變形相互制約，激勵磁環(huán)帶有可調質量且可任意方向運動，故可靠性高、低頻特性好、發(fā)電能力強、振動方向適應能力強。
【專利說明】-種壓電振動發(fā)電機

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)電【技術領域】，具體涉及一種壓電振動發(fā)電機，為微功率電子產(chǎn)品及 無線傳感監(jiān)測系統(tǒng)等提供實時的能量供應。

【背景技術】
[0002] 利用壓電陶瓷材料回收環(huán)境振動能量構造的微小型發(fā)電機被認為是便攜式微功 率電子產(chǎn)品W及遠程埋植傳感監(jiān)測系統(tǒng)實時自供電的有效手段。雖然某些類型壓電發(fā)電機 已經(jīng)在現(xiàn)實中獲得應用，但其振動環(huán)境的適應能力、可靠性及能量轉換效率等方面還有較 大的局限性，不利于壓電振動發(fā)電技術的進一步推廣應用。對于振動式壓電發(fā)電機而言，僅 當壓電振子固有頻率與環(huán)境振動頻率相等時方能達到較高的發(fā)電能力和能量轉換效率。但 因壓電振子自身的諧振頻率較高，通常為幾百、甚至幾千赫茲，而環(huán)境振動頻率一般為十幾 赫茲、甚至僅有幾赫茲，因此利用單一的壓電振子收集環(huán)境振動能量的效果并不顯著。為 此，需在息臂梁壓電振子端部或圓形壓電振子中也處安裝集中質量塊，其弊端是；當所安裝 的慣性塊較大時，即使在非工作狀態(tài)時壓電振子就已產(chǎn)生較大變形，工作中極易因變形過 大而損毀；壓電振子彎曲變形時壓電晶片承受交替變換的壓應力和拉應力，環(huán)境振動強度 過大時壓電晶片會因拉應力過大破碎。此外，現(xiàn)有的壓電發(fā)電機大都僅適于縱振能量回收， 而現(xiàn)實中非結構環(huán)境下的很多振源具有低頻、多方向性、且其振動方向和振幅大小還具時 變性，比如：運行中的火車車廂振動包括軌道接頭引起的縱向振動、速度變化引起的前后振 動、風及運行方向變化引起的車體左右搖晃等，上述各種振動之間存在禪合與疊加效果、且 振動頻率極低，因此現(xiàn)有的壓電振動發(fā)電機在低頻性、振動方向適應性、可靠性及發(fā)電能力 等方面都有待進一步提局。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供一種壓電振動發(fā)電機，W解決現(xiàn)有振動式壓電發(fā)電機可靠性低、環(huán)境 適應能力差及發(fā)電能力弱等弊端。本發(fā)明采用的實施方案是：框架由上壁板及下壁板與立 柱焊接而成，上下壁板上分別通過螺釘安裝有數(shù)量相等的掛架；磁塊上下兩端分別通過螺 釘安裝有掛架，磁塊與其上下兩端所安裝的掛架構成鏈節(jié)；所述各掛架側耳上的銷孔中均 馴接有銷釘；換能器由壓電振子與其兩端所馴接的銷套構成，壓電振子由帶有圓弧凸起的 S型金屬膜與其圓弧凸起處所粘接的壓電膜構成；俘能單元I中各換能器上端的銷套通過 銷釘裝在上壁板掛架的側耳上、下端的銷套通過銷釘裝在鏈節(jié)上端掛架的側耳上；俘能單 元II中換能器下端的銷套通過銷釘裝在下壁板掛架的側耳上、上端的銷套通過銷釘裝在 鏈節(jié)下端掛架的側耳上；支架的端部法蘭通過螺釘裝在下壁板上，支架的彈性擺桿自由端 通過螺紋裝有導柱，導柱上下兩端分別由背緊螺母鎖緊，導柱上套有質量塊，質量塊與兩背 緊螺母間均設有碟黃，質量塊上鑲嵌有磁環(huán)，磁環(huán)與磁塊的同性磁極靠近安裝、且其對稱中 也處于同一水平面上。
[0004] 為使壓電振子最大限度地利用振動能量發(fā)電、并避免壓電膜因拉應力過 大而損壞，俘能單元I中壓電振子上的圓弧段在垂直方向被拉直時，俘能單元II 中壓電振子處于不受外力的自然狀態(tài)，故上下壁板掛架側耳上銷孔的中也距為

【權利要求】
1. 一種壓電振動發(fā)電機，其特征在于：框架由上壁板及下壁板與立柱焊接而成，上下 壁板上分別通過螺釘安裝有數(shù)量相等的掛架；磁塊上下兩端分別經(jīng)螺釘安裝有掛架，磁塊 與其上下兩端所安裝的掛架構成鏈節(jié)；所述各掛架側耳上的銷孔中均鉚有銷釘；換能器由 壓電振子與其兩端所鉚接的銷套構成，壓電振子由帶圓弧凸起金屬膜與其圓弧凸起處所粘 接的壓電膜構成；俘能單元I中各換能器上端的銷套通過銷釘裝在上壁板掛架的側耳上、 下端的銷套通過銷釘裝在鏈節(jié)上端掛架的側耳上；俘能單元II中換能器下端的銷套通過 銷釘裝在下壁板掛架的側耳上、上端的銷套通過銷釘裝在鏈節(jié)下端掛架的側耳上；支架的 端部法蘭通過螺釘裝在下壁板上，支架的彈性擺桿自由端經(jīng)螺紋裝有導柱，導柱上下兩端 分別由背緊螺母鎖緊，導柱上套有質量塊，質量塊與兩背緊螺母間均設有碟簧，質量塊上鑲 嵌有磁環(huán)，磁環(huán)與磁塊的同性磁極靠近安裝且其對稱中心處于同一水平面上； 為使壓電振子最大限度地利用振動能量發(fā)電、并避免壓電膜因拉應力過大 而損壞，俘能單元I中壓電振子上的圓弧段在垂直方向被拉直時，俘能單元II中 壓電振子處于不受外力的自然狀態(tài)，故上下壁板掛架側耳上銷孔的中心距為
套孔的中心距，L2為金屬膜上的圓弧弦長，L3為鏈節(jié)上下兩端掛架側耳上的銷孔中心距，n為單個壓電振子上的圓弧數(shù)量。
【文檔編號】H02N2/18GK104485847SQ201510007268
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2015年1月7日 優(yōu)先權日:2015年1月7日
【發(fā)明者】王淑云, 黃逸, 蔡建程, 闞君武, 黃樂帥, 范春濤 申請人:浙江師范大學