CN106602929A - 一种圆盘式压电发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆盘式压电发电装置，所述套筒的内侧沿圆周向分布有多个第一悬臂梁压电振子；所述套筒的前端和后端分别设有前盖和后盖；所述前盖和后盖上分别安装有第一轴承和第二轴承；所述转动轴一侧依次穿过第一轴承、套筒以及第二轴承设置在前盖和后盖上；所述转动轴的一端沿圆周向安装有多个扇叶，另一端沿着圆周向安装有多个第二悬臂梁压电振子；所述多个第一悬臂梁压电振子与多个第二悬臂梁压电振子在圆周向分别错开，且转动轴转动时，第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子在径向上相互碰撞，圆盘式压电发电装置，其整体结构紧凑，占用的空间小，并且容易布置在户外对传感器以及其它微电子器件进行供电，具有较高的实用性。
Description
技术领域
本发明属于能源技术领域，尤其涉及一种圆盘式压电发电装置。
背景技术
风能是太阳能的一种转化形式，是一种不产生任何污染物排放的可再生的又可随处取用的自然能源。传统的风力发电是利用风载荷引起转子转动，进一步利用转子和定子间的相对运动切割磁力线产生感应电动势，实现对负载的供电。但这种供电方式规模较大，工艺复杂，不合适用于微电子器件供电。
近年来随着大规模分布式无线传感系统以及微电子器件的快速发展，传统的化学电池供能方式虽在一定程度上满足需求，但其显示的弊端越来越明显，比如体积较大，寿命有限，需要定期更换等问题。基于风致振动原理的压电俘能器是利用风致振动机理将风能转化为结构的振动能，再利用压电效应将结构的振动能转换为电能，具有体积小、结构简单，成本低等优点，可以作为一种微电源来替代传统的电池供电，特别适用于放置于户外的微电子器件。目前风力振动的压电发电装置普遍存在发电效率不高，结构不够紧凑的问题。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种结构紧凑，且发电效率高的圆盘式压电发电装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种圆盘式压电发电装置，包括套筒、第一悬臂梁压电振子、前盖、后盖、第一轴承、第二轴承、转动轴、扇叶和第二悬臂梁压电振子；所述套筒的内侧沿圆周向分布有多个第一悬臂梁压电振子；所述套筒的前端和后端分别设有前盖和后盖；所述前盖和后盖上分别安装有第一轴承和第二轴承；所述转动轴一侧依次穿过第一轴承、套筒以及第二轴承设置在前盖和后盖上；所述转动轴的一端沿圆周向安装有多个扇叶，另一端沿着圆周向安装有多个第二悬臂梁压电振子；所述多个第一悬臂梁压电振子与多个第二悬臂梁压电振子在圆周向分别错开，且转动轴转动时，第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子在径向上相互碰撞。
优选的，所述第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的结构相同，两者均由粘贴在一起的陶瓷片和基板构成。
优选的，所述第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的数量均为六片。
优选的，所述后盖和前盖均通过螺钉与筒体相连。
优选的，所述第一轴承和第二轴承分别位于前盖和后盖的中心处。
优选的，所述扇叶呈T形状。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明方案的圆盘式压电发电装置，其整体结构紧凑，占用的空间小，并且容易布置在户外对传感器以及其它微电子器件进行供电，具有较高的实用性，满足了实际的使用需求。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为略去前盖后本发明的结构示意图；
附图3为筒体和第一悬臂梁压电振子相连的结构示意图；
附图4为转动轴与第一悬臂梁压电振子以及扇叶相连的结构示意图；
其中：1、套筒；2、前盖；3、后盖；4、第一轴承；5、第二轴承；6、转动轴；7、扇叶；8、陶瓷片；9、基板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如附图1-4所示的本发明所述的一种圆盘式压电发电装置，包括套筒1、第一悬臂梁压电振子、前盖2、后盖3、第一轴承4、第二轴承5、转动轴6、扇叶7和第二悬臂梁压电振子；所述套筒1的内侧沿圆周向分布有多个第一悬臂梁压电振子；所述套筒1的前端和后端分别设有前盖2和后盖3；所述前盖2和后盖3上分别安装有第一轴承4和第二轴承5；所述转动轴6一侧依次穿过第一轴承4、套筒1以及第二轴承5设置在前盖2和后盖3上；所述转动轴6的一端沿圆周向安装有多个扇叶7，另一端沿着圆周向安装有多个第二悬臂梁压电振子；所述多个第一悬臂梁压电振子与多个第二悬臂梁压电振子在圆周向分别错开，且转动轴6转动时，第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子在径向上相互碰撞；所述第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的结构相同，两者均由粘贴在一起的陶瓷片8和基板9构成；所述第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的数量均为六片；所述后盖3和前盖2均通过螺钉与筒体1相连；所述第一轴承4和第二轴承5分别位于前盖2和后盖3的中心处；所述扇叶7呈T形状。
实施一：
本实施例中第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的数量为六片，且扇叶的数量为五个；当将本发明放置在外部环境时，本发明在风力的作用下，扇叶开始旋转，从而带动转动轴在第一轴承和第二轴承的支撑下旋转，转动轴上的六片第二悬臂梁压电振子开始同时旋转，此时套筒上的六片第一个悬臂梁压电振子保持不动，转动轴和套筒上的第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子发生相互碰撞，然后在相互碰撞下发生振动，第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子上的陶瓷片由于正压电效应产生电能，由于本发明在转动和套筒上分别安装了悬臂梁压电振子，因而显著提升了发电效率，这样就能方便的对布置在户外对传感器以及其它微电子器件进行供电。
另外还可以在空间允许的情况下增加转动轴和套筒上的第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的数量，进一步提升发电效率。
其中转动轴和套筒上的第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子在径向上的重叠距离不能太大，不然会发生卡住情况，同时重叠距离也不可太小，否则激振力不够。
本发明的圆盘式压电发电装置，其整体结构紧凑，占用的空间小，并且容易对布置在户外对传感器以及其它微电子器件进行供电，具有较高的实用性，满足了实际的使用需求。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种圆盘式压电发电装置，其特征在于：包括套筒、第一悬臂梁压电振子、前盖、后盖、第一轴承、第二轴承、转动轴、扇叶和第二悬臂梁压电振子；所述套筒的内侧沿圆周向分布有多个第一悬臂梁压电振子；所述套筒的前端和后端分别设有前盖和后盖；所述前盖和后盖上分别安装有第一轴承和第二轴承；所述转动轴一侧依次穿过第一轴承、套筒以及第二轴承设置在前盖和后盖上；所述转动轴的一端沿圆周向安装有多个扇叶，另一端沿着圆周向安装有多个第二悬臂梁压电振子；所述多个第一悬臂梁压电振子与多个第二悬臂梁压电振子在圆周向分别错开，且转动轴转动时，第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子在径向上相互碰撞。
2.根据权利要求1所述的圆盘式压电发电装置，其特征在于：所述第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的结构相同，两者均由粘贴在一起的陶瓷片和基板构成。
3.根据权利要求2所述的圆盘式压电发电装置，其特征在于：所述第一悬臂梁压电振子和第二悬臂梁压电振子的数量均为六片。
4.根据权利要求1项所述的圆盘式压电发电装置,其特征在于：所述后盖和前盖均通过螺钉与筒体相连。
5.根据权利要求1所述的圆盘式压电发电装置，其特征在于：所述第一轴承和第二轴承分别位于前盖和后盖的中心处。
6.根据权利要求1或3所述的圆盘式压电发电装置，其特征在于：所述扇叶呈T形状。
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