本發(fā)明屬于壓電發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種屜式振動俘能電池。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自供電技術(shù)在微機(jī)電系統(tǒng)供電、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自供電、軍事用電子產(chǎn)品、生物醫(yī)療電子產(chǎn)品、人類生活電子產(chǎn)品等占據(jù)越來越重要的地位。傳統(tǒng)干電池或鋰電池體積較大不易于與微機(jī)電設(shè)備集成，且壽命短，需要維護(hù)和更換，同時(shí)還存在污染。電磁式壓電自發(fā)電電池存在磁體與線圈尺寸較大，輸出電壓較低等問題。而壓電發(fā)電裝置可以將環(huán)境振動能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，且壓電發(fā)電設(shè)備易于集成、無電磁干擾、使用壽命長，因此，壓電自發(fā)電技術(shù)脫穎而出，其中利用環(huán)境振動發(fā)明的壓電自發(fā)電結(jié)構(gòu)越來越多。然而，現(xiàn)有振動壓電俘能電池大多實(shí)用于電池發(fā)生單一類型的振動，當(dāng)電池處于滾動或徑向振動時(shí)，壓電俘能效率明顯降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決目前一般的振動俘能電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜、在電池徑向振動或滾動振動時(shí)俘能效率不強(qiáng)的問題，提出了一種屜式振動俘能電池，該屜式振動俘能電池由電池頂蓋、電池外殼、中間壓電懸臂梁和兩邊壓電懸臂梁構(gòu)成，所述電池頂蓋和電池外殼組成密封的圓柱形腔體，腔體內(nèi)部屜槽內(nèi)安裝三個(gè)壓電懸臂梁，當(dāng)電池體作滾動或徑向受振動時(shí)，壓電懸臂梁在屜槽內(nèi)往復(fù)振動，同時(shí)三個(gè)壓電懸臂梁正中布置的質(zhì)量塊之間會相互碰撞，加強(qiáng)壓電懸臂梁形變量及振動次數(shù)，提升壓電俘能效率。壓電片發(fā)出的能量通過導(dǎo)線接到電池頂蓋和電池外殼筒底上布置的電極，再引到外部整流電路和儲能電容，供外部電子元器件使用。該屜式振動俘能電池，主要用于振動或滾動較多的微機(jī)電設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單、免維護(hù)、壽命長、節(jié)能環(huán)保、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種屜式振動俘能電池，包括：電池頂蓋(1)、電池外殼(2)，其特征在于還包括中間壓電懸臂梁(3)和兩個(gè)小壓電懸臂梁(4)，所述電池頂蓋(1)為圓片形構(gòu)件，其上表面正中布置有圓形凸臺電極；所述電池外殼(2)為一帶底的圓筒形構(gòu)件，圓筒內(nèi)部布置三個(gè)沿圓筒軸線方向的屜槽，筒底布置有電極；所述電池頂蓋(1)與電池外殼(2)連接構(gòu)成圓柱形電池密封腔體；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個(gè)小壓電懸臂梁(4)結(jié)構(gòu)一樣，尺寸不同，中間壓電懸臂梁(3)由彈性基板(31)、壓電片(32)和質(zhì)量塊(33)組成，彈性基板(31)由一個(gè)矩形懸臂梁和固定懸臂梁的邊框組成，壓電片(32)對稱粘貼在矩形懸臂梁上下表面，質(zhì)量塊(33)對稱粘貼在壓電片正中；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個(gè)小壓電懸臂梁(4)放置在電池外殼(2)內(nèi)部屜槽內(nèi)，并與屜槽留有間隙。

工作時(shí)，將此屜式振動俘能電池布置于受振動較多或滾動的微機(jī)電設(shè)備中，電池內(nèi)部壓電懸臂梁在屜槽內(nèi)上下產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致壓電懸臂梁發(fā)生變形，同時(shí)壓電懸臂梁正中布置的質(zhì)量塊也會相互碰撞，加強(qiáng)壓電懸臂梁形變量和振動次數(shù)，壓電片發(fā)出的電能通過導(dǎo)線接到電池頂蓋和電池外殼筒底上布置的電極，再引到外部整流電路和儲能電容，供外部電子元器件使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種屜式振動俘能電池安裝關(guān)系示意圖。

圖2是本發(fā)明一種屜式振動俘能電池剖視圖。

圖3是本發(fā)明一種屜式振動俘能電池中間壓電懸臂梁零件等軸側(cè)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1、圖2和圖3，本發(fā)明一種屜式振動俘能電池由電池頂蓋(1)、電池外殼(2)、中間壓電懸臂梁(3)和兩邊壓電懸臂梁(4)構(gòu)成，其中：

所述電池頂蓋(1)為圓片形構(gòu)件，其上表面正中布置有圓形凸臺電極；所述電池外殼(2)為一帶底的圓筒形構(gòu)件，圓筒內(nèi)部布置三個(gè)沿圓筒軸線方向的屜槽；所述電池頂蓋(1)與電池外殼(2)粘接構(gòu)成電池密封腔體；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個(gè)小壓電懸臂梁(4)結(jié)構(gòu)一樣，尺寸不同，中間壓電懸臂梁(3)由彈性基板(41)、壓電片(42)和質(zhì)量塊(43)組成，彈性基板由一個(gè)矩形懸臂梁和固定懸臂梁的邊框組成，壓電片(42)對稱粘貼在矩形懸臂梁上下表面，質(zhì)量塊(43)對稱粘貼在壓電片正中；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個(gè)小壓電懸臂梁(4)放置在電池外殼(2)內(nèi)部屜槽內(nèi)，并與屜槽留有間隙。

工作時(shí)，將屜式振動俘能電池布置于受振動較多或滾動的微機(jī)電設(shè)備中，電池內(nèi)部壓電懸臂梁在屜槽內(nèi)上下產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致壓電懸臂梁發(fā)生變形，同時(shí)壓電懸臂梁正中布置的質(zhì)量塊也會相互碰撞，加強(qiáng)壓電懸臂梁形變量和振動次數(shù)，壓電片之間用導(dǎo)線連接，然后通過導(dǎo)線接到電池頂蓋和電池外殼殼底上布置的電極，再引到外部整流電路和儲能電容，供外部電子元器件使用。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種屜式振動俘能電池，包括：電池頂蓋、電池外殼、中間壓電懸臂梁和兩個(gè)小壓電懸臂梁，其中：所述電池頂蓋和電池外殼組成了電池密封腔；所述中間壓電懸臂梁和兩個(gè)小壓電懸臂梁組成了壓電發(fā)電裝置。當(dāng)該裝置布置在振動或滾動的微機(jī)電設(shè)備內(nèi)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電池時(shí)，電池內(nèi)部三個(gè)壓電懸臂梁能在屜槽內(nèi)沿徑向振動，壓電懸臂梁中間的質(zhì)量塊也會相互撞擊，壓電懸臂梁發(fā)電效率顯著提高。該屜式振動俘能電池，當(dāng)受徑向振動或滾動時(shí)發(fā)電效率好，當(dāng)布置于微機(jī)電設(shè)備時(shí)，具有結(jié)構(gòu)簡單、免維護(hù)、壽命長、節(jié)能環(huán)保、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：吳越;劉清華;董景石;楊志剛;李新波;韋東東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.15
技術(shù)公布日：2017.08.22