專利名稱：壓電陶瓷發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能量轉(zhuǎn)化的發(fā)電裝置，特別是涉及壓電陶瓷發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著能源的逐漸減少，人們已對(duì)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，而對(duì)人們生活中存在的機(jī)械振動(dòng)能的開(kāi)發(fā)和利用尚在起步階段，如車輛對(duì)地面，行人對(duì)路面、地板，水流對(duì)船舶、航標(biāo)，空氣振動(dòng)，等等振動(dòng)能量，都可以收集起來(lái)通過(guò)該壓電發(fā)電裝置轉(zhuǎn)換成電能并儲(chǔ)存，作為燈光和電子裝置的電源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種壓電陶瓷發(fā)電裝置，將機(jī)械振動(dòng)或其他能量轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行存儲(chǔ)的壓電式發(fā)電裝置，該裝置輕便易于維護(hù)且對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生任何污染，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于安裝，為用電器提供清潔和不竭的能源。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案是:壓電陶瓷發(fā)電裝置，包括能量轉(zhuǎn)換器、電能存儲(chǔ)系統(tǒng)；其特征在于:所述的能量轉(zhuǎn)化器包括支撐架、壓電陶瓷片、驅(qū)動(dòng)輪、撞擊桿、旋轉(zhuǎn)軸，所述的旋轉(zhuǎn)軸固定在支撐架上并與驅(qū)動(dòng)輪連接，所述撞擊桿固定在旋轉(zhuǎn)軸上并與驅(qū)動(dòng)輪連接。所述壓電陶瓷片一端固定在支撐架上，另一段與撞擊桿相接觸，該壓電陶瓷片處于水平位置。所述的撞擊桿有 若干個(gè)，各撞擊桿的頂部尖端與所述壓電陶瓷片一端中部接觸，其底部通過(guò)螺紋和同一旋轉(zhuǎn)軸連接，所述各撞擊桿之間形成70 74度的夾角。所述的各撞擊桿之間形成72度的夾角。所述的壓電陶瓷片處于水平位置時(shí)離支撐架底部距離為6 10mm。所述的壓電陶瓷片處于水平位置時(shí)離支撐架I底部距離為8mm。所述電能儲(chǔ)存系統(tǒng)由整流電路和儲(chǔ)能電路組成，所述的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)包括電容，整流橋，負(fù)載，電能收集芯片，電源管理芯片，蓄電器。所述的電能收集芯片為微電流收集芯片可對(duì)蓄電器充電，且電源管理芯片對(duì)蓄電器起過(guò)載保護(hù)。所述壓電陶瓷片并聯(lián)連接形成電流源或者串聯(lián)連接形成電壓源，并將壓電陶瓷片與整流器連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):①該發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于安裝；②該發(fā)電裝置實(shí)用性強(qiáng)，可安裝于各人流量大的場(chǎng)所如機(jī)場(chǎng)、火車站等地方將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行存儲(chǔ)，于噪音大的場(chǎng)所如工廠、卡拉OK等地方將振動(dòng)波轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行儲(chǔ)存，于有氣壓差形成風(fēng)等地方將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行儲(chǔ)存；③該發(fā)電材料采用壓電雙晶片，其材料和外觀尺寸，保證了其發(fā)電量的最大值；④該壓電發(fā)電裝置無(wú)任何的揮發(fā)性和腐蝕性元素、且損害后易于更換發(fā)電部件；⑤通過(guò)撞擊桿動(dòng)作壓電陶瓷片，使其發(fā)電波形的最大值得到疊加，保證了該發(fā)電裝置的最大輸出功率；⑥各壓電陶瓷片通過(guò)整流橋形成直流并通過(guò)儲(chǔ)存電路對(duì)電池或電容進(jìn)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(fā)電量、延長(zhǎng)壓電陶瓷的使用壽命，并將電能進(jìn)行存儲(chǔ)。

圖1為本實(shí)用新型發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型裝置的電能儲(chǔ)存電路示意圖。圖1中:1支撐桿，2壓電陶瓷片，3驅(qū)動(dòng)輪，4撞擊桿，5旋轉(zhuǎn)軸。圖2中:2壓電陶瓷片，Z整流橋，Pl電能收集芯片，C1、C2、C3、C4電容，D電源管理芯片，RL負(fù)載，P2蓄電器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該能量轉(zhuǎn)換裝置包括支撐架1、壓電陶瓷片2、驅(qū)動(dòng)輪3、撞擊桿4、旋轉(zhuǎn)軸5，將壓電陶瓷片2 —端和支撐架I固定，并保持壓電陶瓷片I水平，再將旋轉(zhuǎn)軸5固定在支撐架上并與驅(qū)動(dòng)輪3連接，撞擊桿4與旋轉(zhuǎn)軸5連接并調(diào)節(jié)其至設(shè)定的高度值，調(diào)節(jié)撞擊桿4的位置使各撞擊桿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(shù)目，或者增大上下排列的行數(shù)即可增大發(fā)電裝置的輸出功率。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪3受到外力，如機(jī)械振動(dòng)、風(fēng)力等，驅(qū)動(dòng)輪3做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)與之連接的旋轉(zhuǎn)軸5上的撞擊桿4撞擊壓電陶瓷片2，且使壓電陶瓷片2發(fā)生形變，從而產(chǎn)生電能。如圖2所示，該電能儲(chǔ)存電路圖包括:壓電陶瓷片2、整流橋Z、電能收集芯片P1、電容Cl、C2、C3、C4、電源管理芯片D、負(fù)載RL、蓄電器P2 ;壓電陶瓷片2產(chǎn)生的交流電流過(guò)整流橋Z整流后通過(guò)電能收集芯片Pl對(duì)蓄電器P2充電，此時(shí)e和f點(diǎn)接觸，當(dāng)充電完成時(shí)蓄電器會(huì)反饋給電源管理芯片D —個(gè)信號(hào)并使電源管理芯片D中的e和g點(diǎn)連通，將負(fù)載RL接入電路中；當(dāng)壓電陶瓷片2發(fā)電量較小時(shí)，電源管理芯片D中的e和g點(diǎn)連通蓄電器和負(fù)載RL形成一個(gè)回路即對(duì)負(fù)載RL做功；多片陶瓷片的串并聯(lián)可以通過(guò)接點(diǎn)c和d的串并來(lái)到達(dá)增加輸入電壓、電流以及功率的目的。
權(quán)利要求1.壓電陶瓷發(fā)電裝置，包括能量轉(zhuǎn)換器、電能存儲(chǔ)系統(tǒng)；其特征在于:所述的能量轉(zhuǎn)化器包括支撐架(1)、壓電陶瓷片(2)、驅(qū)動(dòng)輪(3)、撞擊桿(4)、旋轉(zhuǎn)軸(5)，所述的旋轉(zhuǎn)軸(5)固定在支撐架上并與驅(qū)動(dòng)輪(3)連接，所述撞擊桿(4)固定在旋轉(zhuǎn)軸(5)上并與驅(qū)動(dòng)輪(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述壓電陶瓷片(2)—端固定在支撐架(I)上，另一段與撞擊桿相接觸，該壓電陶瓷片(2)處于水平位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述的撞擊桿(4)有若干個(gè)，各撞擊桿(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(guò)螺紋和同一旋轉(zhuǎn)軸(5)連接，所述各撞擊桿(4)之間形成70 74度的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述的各撞擊桿(4)之間形成72度的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述的壓電陶瓷片(2)處于水平位置時(shí)離支撐架(1)底部距離為6 10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述的壓電陶瓷片(2)處于水平位置時(shí)離支撐架(1)底部距離為8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述電能儲(chǔ)存系統(tǒng)由整流電路和儲(chǔ)能電路組成，所述的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)包括電容(Cl)、電容(C2)、電容(C3)、電容(C4)，整流橋(Z)，負(fù)載(RL)，電能收集芯片(P1)，電源管理芯片(D)，蓄電器(P2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述的電能收集芯片(Pl)為微電流收集芯片可對(duì)蓄電器(P2)充電，且電源管理芯片(D)對(duì)蓄電器(P2)起過(guò)載保護(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的壓電陶瓷發(fā)電裝置，其特征在于:所述壓電陶瓷片(2)并聯(lián)連接形成電流源或者串聯(lián)連接形成電壓源，并將壓電陶瓷片(2 )與整流橋(Z )連接。
專利摘要壓電陶瓷發(fā)電裝置，包括能量轉(zhuǎn)換器、電能存儲(chǔ)系統(tǒng)；其特征在于所述的能量轉(zhuǎn)化器包括支撐架1、壓電陶瓷片2、驅(qū)動(dòng)輪3、撞擊桿4、旋轉(zhuǎn)軸5，所述的旋轉(zhuǎn)軸5固定在支撐架上并與驅(qū)動(dòng)輪3連接，所述撞擊桿4固定在旋轉(zhuǎn)軸5上并與驅(qū)動(dòng)輪3連接。本實(shí)用新型將機(jī)械振動(dòng)或其他能量轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行存儲(chǔ)的壓電式發(fā)電裝置，該裝置輕便易于維護(hù)且對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生任何污染，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于安裝，為用電器提供清潔和不竭的能源。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203135753SQ201320148820
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者萬(wàn)良元, 保建勛, 何廣輝 申請(qǐng)人:北京國(guó)興力德新材料技術(shù)有限公司