一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微型化能量回收裝置領(lǐng)域，具體是一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人民生活和社會發(fā)展的驅(qū)動力，現(xiàn)行的能源供給方式主要是石油、煤炭以及天然氣等的化石能源，這些化石能源的存儲量是有限的，隨著人們大量的開采已經(jīng)日益減少，并且這些化石燃料的使用對水環(huán)境、空氣環(huán)境等產(chǎn)生了極其惡劣的影響。因此，新能源的開發(fā)利用是社會發(fā)展的需求和趨勢。風(fēng)能是一種自然界廣泛存在的能量形式，資源豐富、清潔、廉價、可再生，風(fēng)能開發(fā)和利用具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]微執(zhí)行器和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等微型系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、在線故障診斷、物聯(lián)網(wǎng)、抗震救災(zāi)、軍事偵察等重要領(lǐng)域，小型化、低功率化的微型電子器件的發(fā)展使得低功率能量供給系統(tǒng)獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。對于便攜式電子設(shè)備和無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，傳統(tǒng)的能量供給裝置為電池，由于容量和使用壽命的限制，電池?zé)o法給傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供持續(xù)的電能，而大型網(wǎng)絡(luò)的電池更換工作繁重而耗時，廢舊電池亦會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。近年來，通過微型化能量回收裝置，將環(huán)境中存在的能源轉(zhuǎn)化為電能來實現(xiàn)低功耗器件的能源自給的途徑，受到各國科研機(jī)構(gòu)、技術(shù)企業(yè)和政府部門的重視，取得了長足的發(fā)展，微型化風(fēng)能回收裝置亦得到了廣泛的關(guān)注。
[0004]目前提出的微型化風(fēng)能發(fā)電裝置主要包括渦輪式、風(fēng)車式、風(fēng)帶式、簧片式等結(jié)構(gòu)。但現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電結(jié)構(gòu)設(shè)計都存在很多不完善的地方，如輸出功率較低、能量轉(zhuǎn)化效率不高、適用風(fēng)速范圍窄、安裝要求高、存在摩擦磨損、制造成本高等，實際應(yīng)用中仍存在一些難以克服的問題。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電裝置微型化過程中存在的輸出功率低、轉(zhuǎn)化效率低、摩擦磨損、安裝難度大、成本高等問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，其特征在于:包括有形狀相同且上下平行相對設(shè)置的上蓋板和下蓋板，上、下蓋板后部之間設(shè)置有基座，且上蓋板后部固定于基座上表面，下蓋板后部固定于基座下表面，上、下蓋板的左側(cè)前部之間和右側(cè)前部之間分別連接有前側(cè)板，上、下蓋板的左側(cè)之間和右側(cè)之間還分別設(shè)置有可彎曲的簧片，所述簧片后部固定于基座對應(yīng)側(cè)側(cè)面，簧片前端朝向?qū)?yīng)側(cè)前側(cè)板并與對應(yīng)側(cè)前側(cè)板之間有間隙，簧片上側(cè)邊與上蓋板之間、下側(cè)邊與下蓋板之間亦有間隙，由上、下蓋板、基座、左右側(cè)前側(cè)板、左右側(cè)簧片圍成諧振腔，且上、下蓋板前端和左右側(cè)前側(cè)板前端形成諧振腔入風(fēng)口，簧片彎曲時前端與對應(yīng)側(cè)前側(cè)板之間空隙形成諧振腔出風(fēng)口，所述簧片的前部位置單側(cè)或兩側(cè)貼設(shè)有質(zhì)量塊，簧片與基座接近的根部位置單側(cè)或兩側(cè)貼設(shè)有壓電陶瓷片。
[0007]所述的一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述上、下蓋板設(shè)置為等腰梯形，且上、下蓋板前端為等腰梯形底邊，諧振腔隨上、下蓋板形狀設(shè)置為等腰梯形體結(jié)構(gòu)，諧振腔入風(fēng)口寬度大于基座前端寬度，前側(cè)板和基座高度相等，簧片與上、下蓋板以及前側(cè)板之間保持微小的間隙，以保證簧片自由彎曲運(yùn)動。
[0008]所述的一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述上下蓋板和前側(cè)板材料均為有機(jī)玻璃，上下蓋板和前側(cè)板通過有機(jī)玻璃膠水粘結(jié)為整體，所述基座材料為不銹鋼塊，上下蓋板后部通過螺釘或環(huán)氧樹脂膠對應(yīng)固定于基座的上下表面。
[0009]所述的一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述簧片后部通過螺釘固定于基座的對應(yīng)側(cè)側(cè)面，所述壓電陶瓷片通過環(huán)氧樹脂膠粘貼于簧片根部區(qū)域的單側(cè)或兩側(cè)，所述質(zhì)量塊通過螺釘或環(huán)氧樹脂膠固定于簧片端部區(qū)域的單側(cè)或兩側(cè)，所述壓電陶瓷片和質(zhì)量塊、黃片聞度相等。
[0010]所述的一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述簧片材料為不銹鋼片，所述壓電陶瓷片材料為PZT，壓電陶瓷片上下表面鍍銀電極，厚度方向極化，所述的質(zhì)量塊為磁性材料，兩簧片內(nèi)側(cè)貼設(shè)的質(zhì)量塊磁性相互排斥。
[0011]本發(fā)明供了一種成本低廉、安裝方便、功率輸出穩(wěn)定、使用壽命長的音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，在某些場合可替代電池，以適應(yīng)無線傳感領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
[0012]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
采用雙簧片對稱結(jié)構(gòu)，簧片尺寸、結(jié)構(gòu)參數(shù)一致，類似于音叉結(jié)構(gòu)，簧片共振時，簧片根部與基座產(chǎn)生的相反方向的應(yīng)力會抵消，所以簧片的振動不會對裝置產(chǎn)生影響，而且整個裝置只有簧片在做振動，不存在摩擦運(yùn)動，所以裝置的壽命很長。而且在簧片的端部加上磁性質(zhì)量塊會降低簧片的諧振頻率，容易使簧片產(chǎn)生共振，而且對簧片也產(chǎn)生了一種保護(hù)。
[0013]采用諧振腔結(jié)構(gòu)，可以增大簧片的振動效率，提高風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。
[0014]該裝置結(jié)構(gòu)簡單，容易安裝，成本低，壽命長，尺寸小，易實現(xiàn)微型化。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明軸測示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明主剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1、圖2所示，一種音叉式壓電諧振腔風(fēng)能發(fā)電裝置，包括有形狀相同且上下平行相對設(shè)置的上蓋板5-1和下蓋板5-2，上、下蓋板5-1、5-2后部之間設(shè)置有基座4，且上蓋板5-1后部固定于基座4上表面，下蓋板5-2后部固定于基座4下表面，上、下蓋板5-1、5-2的左側(cè)前部之間和右側(cè)前部之間分別連接有前側(cè)板6，上、下蓋板5-1、5-2的左側(cè)之間和右側(cè)之間還分別設(shè)置有可彎曲的簧片1，簧片I后部固定于基座4對應(yīng)側(cè)側(cè)面，簧片I前端朝向?qū)?yīng)側(cè)前