一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置，包括能量發(fā)生器、能量收集模塊和儲(chǔ)能元件，能量發(fā)生器連接能量收集模塊，能量收集模塊連接儲(chǔ)能元件；所述能量發(fā)生器包括壓板、緩沖塊、壓電陶瓷、減震器和外殼，壓板通過(guò)減震器與緩沖塊連接，緩沖塊與壓電陶瓷配合使用，壓電陶瓷采用架空處理安放在外殼內(nèi)，壓電陶瓷下方為架空部分，架空部分的高度為3mm，減震器位于壓電陶瓷兩側(cè)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；將壓電陶瓷的形變量控制在3mm以內(nèi)，避免壓電陶瓷因受力過(guò)度導(dǎo)致?lián)p壞，降低了故障率，免去頻繁更換和維修的麻煩，延長(zhǎng)了使用壽命，降低成本。
【專利說(shuō)明】
一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種能量裝置，具體是一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電陶瓷材料具有“正逆變壓電效應(yīng)”，即當(dāng)壓電陶瓷材料受到機(jī)械力沖擊瞬間形變而產(chǎn)生電能。壓電發(fā)電是一種新的無(wú)污染的能源利用方式，目前基于壓電陶瓷的發(fā)電裝置是利用壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)，即受力發(fā)生形變產(chǎn)生電能從而進(jìn)行能量收集利用，因此，壓電陶瓷是發(fā)電核心。如果壓電陶瓷受力過(guò)大導(dǎo)致形變過(guò)度，會(huì)損壞而失去作用，因此對(duì)壓電陶瓷的保護(hù)措施尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)都是在受力方面對(duì)壓電陶瓷進(jìn)行保護(hù)，即盡可能減少受力或者在壓電陶瓷受到壓力之前設(shè)置緩沖裝置:通過(guò)設(shè)置受力桿和彈性組件的支撐結(jié)構(gòu);通過(guò)安裝緩沖裝置，減少壓電陶瓷的受力等。但這些都是盡可能減少受力，無(wú)法徹底避免壓電陶瓷受力過(guò)大形變過(guò)度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置，包括能量發(fā)生器、能量收集模塊和儲(chǔ)能元件，能量發(fā)生器連接能量收集模塊，能量收集模塊連接儲(chǔ)能元件;所述能量發(fā)生器包括壓板、緩沖塊、壓電陶瓷、減震器和外殼，壓板通過(guò)減震器與緩沖塊連接，緩沖塊與壓電陶瓷配合使用，壓電陶瓷采用架空處理安放在外殼內(nèi)，壓電陶瓷下方為架空部分，架空部分的高度為3_，減震器位于壓電陶瓷兩側(cè)。
[0006]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:緩沖塊和減震器均采用抗沖擊性能好的材料制作。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便;將壓電陶瓷的形變量控制在3mm以內(nèi)，避免壓電陶瓷因受力過(guò)度導(dǎo)致?lián)p壞，降低了故障率，免去頻繁更換和維修的麻煩，延長(zhǎng)了使用壽命，降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置的原理圖。
[0009]圖2為基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置中能量發(fā)生器的剖面圖。
[0010]圖3為基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置中能量發(fā)生器受力時(shí)的剖面圖。
[0011 ]其中:1-壓板，2-緩沖塊，3-壓電陶瓷，4-減震器，5-外殼，6-外殼內(nèi)表面，7_架空部分，8-能量發(fā)生器，9-能量收集模塊，I O-儲(chǔ)能元件。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0013]請(qǐng)參閱圖1-3，一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置，包括能量發(fā)生器8、能量收集模塊9和儲(chǔ)能元件10，能量發(fā)生器8連接能量收集模塊9，能量收集模塊9連接儲(chǔ)能元件10;所述能量發(fā)生器8包括壓板1、緩沖塊2、壓電陶瓷3、減震器4和外殼5，壓板I通過(guò)減震器4與緩沖塊2連接，緩沖塊2與壓電陶瓷3配合使用，壓電陶瓷3采用架空處理安放在外殼5內(nèi)，壓電陶瓷3下方為架空部分7，架空部分7的高度為3mm，減震器4位于壓電陶瓷3兩側(cè)。緩沖塊2和減震器4均采用抗沖擊性能好的材料制作。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理是:通過(guò)查閱相關(guān)資料和實(shí)驗(yàn)，壓電陶瓷3發(fā)電部分的有效形變量為3mm。將該裝置放于人流量較大的場(chǎng)所，能量發(fā)生器8放于地面上，能量收集模塊9放在某處，壓電陶瓷3的正負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線連接在能量收集模塊9上。人在行走中產(chǎn)生的大量無(wú)效的機(jī)械能量施加到壓板I使其形變聚集能量，向下形變帶動(dòng)緩沖塊2使壓電陶瓷3發(fā)生形變產(chǎn)生電能，這個(gè)時(shí)候減震器4起到緩沖作用，減輕壓電陶瓷3受到的壓力。當(dāng)受力較小時(shí)，壓電陶瓷3形變量不超過(guò)3mm，壓電陶瓷3不會(huì)接觸到外殼內(nèi)表面6，此時(shí)壓電陶瓷3形變量小于架空距離；當(dāng)受力較大時(shí)，壓電陶瓷3理論形變量超過(guò)了3mm時(shí)，壓電陶瓷3下表面便會(huì)接觸到外殼內(nèi)表面6，從而阻止壓電陶瓷3繼續(xù)形變，也就是控制壓電陶瓷3的最大形變量為3mm，從而在保證最大發(fā)電量的同時(shí)，保護(hù)壓電陶瓷3不因受力過(guò)大發(fā)生過(guò)度形變而導(dǎo)致?lián)p壞。壓電陶瓷3形變產(chǎn)生的不穩(wěn)定的能量經(jīng)過(guò)能量收集模塊9收集后，便可變?yōu)榉€(wěn)定的電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能元件10中，供人們使用。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便;將壓電陶瓷3的形變量控制在3mm以內(nèi)，避免壓電陶瓷3因受力過(guò)度導(dǎo)致?lián)p壞，降低了故障率，免去頻繁更換和維修的麻煩，延長(zhǎng)了使用壽命，降低成本。
[0015]上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于壓電陶瓷的能量收集及利用裝置，其特征在于，包括能量發(fā)生器、能量收集模塊和儲(chǔ)能元件，能量發(fā)生器連接能量收集模塊，能量收集模塊連接儲(chǔ)能元件;所述能量發(fā)生器包括壓板、緩沖塊、壓電陶瓷、減震器和外殼，壓板通過(guò)減震器與緩沖塊連接，緩沖塊與壓電陶瓷配合使用，壓電陶瓷采用架空處理安放在外殼內(nèi)，壓電陶瓷下方為架空部分，架空部分的高度為3mm，減震器位于壓電陶瓷兩側(cè)。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK205545003SQ201620099193
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】鄔登金, 劉牛, 趙肖宇, 曹宇, 梁光勝
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)