專利名稱：?jiǎn)螖[式壓電發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于振動(dòng)利用、能量收集、清潔能源領(lǐng)域。尤其涉及一種利用單擺和壓電效應(yīng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
自然環(huán)境中廣泛存在可再生的清潔能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能等。隨著低功耗電子技術(shù)的發(fā)展，利用振動(dòng)回收能量發(fā)電具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。到目前為止，利用振動(dòng)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)能量回收裝置，即振動(dòng)發(fā)電機(jī)主要基于三種機(jī)理電磁感應(yīng)、壓電效應(yīng)和靜電效應(yīng)。電磁感應(yīng)式振動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流大而電壓小， 壓電效應(yīng)式電壓大而電流小，靜電式電壓和電流均較小。對(duì)于壓電發(fā)電機(jī)，新型壓電材料和新型發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)都是目前研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用單擺和壓電效應(yīng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)。一種單擺式壓電發(fā)電機(jī)，其特征在于由基座、連接于基座下方的單擺部件、安裝于基座上均勻排布于單擺部件周圍的懸臂梁壓電部件組成；上述單擺部件由擺線和擺錘組成；上述每個(gè)懸臂梁壓電部件均由懸臂梁和貼在懸臂梁上的壓電片組成。上述單擺式壓電發(fā)電機(jī)，其特征在于上述基座的橫截面可為圓形或者多邊形。單擺懸掛于連接基座底部中心位置。多片貼有壓電片的懸臂梁環(huán)繞安裝在單擺四周。當(dāng)單擺在外界激勵(lì)下擺動(dòng)時(shí)敲擊懸臂梁引起懸臂梁振動(dòng)，同時(shí)安裝在懸臂梁上的壓電片產(chǎn)生變形，并在壓電片正負(fù)表面產(chǎn)生電荷。將壓電片正負(fù)極用導(dǎo)線與負(fù)載連接，就可以測(cè)量負(fù)載的電流、電壓和功率，或者將電荷收集利用。由于懸臂梁安裝時(shí)環(huán)繞單擺安裝，因此當(dāng)單擺沿任意方向擺動(dòng)時(shí)都可以敲擊到懸臂梁，從而提高了發(fā)電效率，且可以在復(fù)雜多變的自然界中使用。本發(fā)明創(chuàng)新提出了一種利用單擺和壓電效應(yīng)發(fā)電的新型發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，該發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便在復(fù)雜多變的自然環(huán)境使用，可以收集多種形式的環(huán)境能量尤其可以用來(lái)收集低頻振動(dòng)能量。


圖I :懸臂梁上貼有壓電片示意 圖2 :單擺結(jié)構(gòu)示意 圖3 :實(shí)施例一二維不意 圖4 :實(shí)施例一底視 圖中標(biāo)號(hào)名稱1、擺線，2、擺錘，3、懸臂梁，4、壓電片，5、基座，6、螺栓，7、墊片。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
本發(fā)明中的發(fā)電機(jī)由單擺、懸臂梁3陣列部件，壓電片4和基座5組成。將貼有壓電片的懸臂梁3陣列環(huán)繞單擺安裝在基座5上。當(dāng)單擺在外界激勵(lì)下擺動(dòng)時(shí)，擺錘敲擊懸臂梁3引起振動(dòng)，同時(shí)安裝在懸臂梁上的壓電片4產(chǎn)生變形，并在壓電片4正負(fù)表面產(chǎn)生電荷，再通過(guò)外界電路將電荷收集利用。 實(shí)施例一
本實(shí)例中將基座5設(shè)計(jì)成一六棱柱狀，在一懸臂梁(3)上貼上壓電陶瓷后再固定于六棱柱其中一側(cè)面，如圖I。單擺懸掛于基座5底部中心部位，并平行于懸臂梁，如圖2。將貼有壓電陶瓷的懸臂梁3對(duì)稱安裝固定在六棱柱的六個(gè)面，形成懸臂梁陣列。圖3為實(shí)施一的三維示意圖。圖4為實(shí)施例一的底視圖剖面圖。當(dāng)發(fā)電機(jī)在外界作用下晃動(dòng)時(shí)，內(nèi)部單 擺擺動(dòng)擺錘就會(huì)敲擊懸臂梁3，從而使壓電陶瓷變形產(chǎn)生電荷發(fā)電。由于整個(gè)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，當(dāng)單擺沿任意方向擺動(dòng)時(shí)都可以敲擊到懸臂梁，從而提高了發(fā)電效率，且可以在多變的自然界中使用。
權(quán)利要求
1.一種單擺式壓電發(fā)電機(jī),其特征在于 由基座(5)、連接于基座(5)下方的單擺部件、安裝于基座(5)上均勻排布于單擺部件周圍的懸臂梁壓電部件組成； 上述單擺部件由擺線(I)和擺錘(2 )組成； 上述每個(gè)懸臂梁壓電部件均由懸臂梁(3)和貼在懸臂梁上的壓電片(4)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單擺式壓電發(fā)電機(jī)，其特征在于上述基座(5)的橫截面可為圓形或者多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單擺式壓電發(fā)電機(jī)，其特征在于上述懸臂梁(3)通過(guò)螺栓 (6)和墊片(7)安裝于基座(5)上。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種單擺式壓電發(fā)電機(jī)，屬于振動(dòng)利用、能量收集、清潔能源領(lǐng)域。本發(fā)明由基座(5)、連接于基座(5)下方的單擺部件、安裝于基座(5)上均勻排布于單擺部件周圍的懸臂梁壓電部件組成；上述單擺部件由擺線(1)和擺錘(2)組成；上述每個(gè)懸臂梁壓電部件均由懸臂梁(3)和貼在懸臂梁上的壓電片(4)組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能適用于復(fù)雜多變的自然環(huán)境，尤其可以用來(lái)收集低頻振動(dòng)能量。
文檔編號(hào)H02N2/18GK102739109SQ201210234378
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者崔小斌, 胡俊輝, 蘆小龍 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)