一種新型曲線l形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種新型結(jié)構(gòu)的壓電發(fā)電裝置，屬于振動能量回收發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明將曲線L形質(zhì)量塊運用于懸臂梁式發(fā)電結(jié)構(gòu)中，曲線L形質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)在一定程度上均勻化了懸臂梁上的應(yīng)變分布，提高了壓電能量回收裝置的能量密度，使得振動能量的回收效率提高，同時，將整流電路及電容或電池置于質(zhì)量塊內(nèi)部，使整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性提高，本發(fā)明實用性強，結(jié)構(gòu)可靠，可以驅(qū)動一定的負(fù)載。
【專利說明】一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型壓電能量收集裝置，特別是一種經(jīng)過優(yōu)化的曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電與微制造技術(shù)的快速發(fā)展，由此為這些低功耗電子設(shè)備的供給能量成為亟待解決的問題。使用電池供給能量的方式因電池本身的不足而有著諸多不便；很多的能量獲取方式由于結(jié)構(gòu)尺寸和應(yīng)用范圍等因素限制而較難應(yīng)用于微電子設(shè)備中，而環(huán)境中存在著很多沒有被利用的能量，因此從環(huán)境中回收能量為微電子設(shè)備供能是一個非常有意義的課題。環(huán)境中廣泛存在著振動能量，壓電振動能量回收系統(tǒng)因其獨特的優(yōu)勢而成為了研究的熱點。壓電能量回收優(yōu)化途徑主要有壓電回收電路優(yōu)化和壓電回收結(jié)構(gòu)優(yōu)化。壓電回收結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要包括了頻率匹配、增加應(yīng)變量和改善應(yīng)變分布以及提高機電耦合系數(shù)這幾個方面。傳統(tǒng)的懸臂梁結(jié)構(gòu)是壓電振動能量回收中最常用的結(jié)構(gòu)，其缺點是能量回收效率低，壓電材料的利用不均勻，壓電材料容易損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置，解決上述傳統(tǒng)的懸臂梁式的壓電發(fā)電裝置存在的由于應(yīng)變分布不均勻而導(dǎo)致的能量回收效率低，壓電材料由于長期受到不均勻的應(yīng)變而產(chǎn)生的損傷，裸露的壓電材料意外損傷，通過本發(fā)明把環(huán)境的振動能量收集存儲起來，為電子設(shè)備供能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置，其特征在于:包括固定在底座上的懸臂梁，在懸臂梁上的曲線L形質(zhì)量塊，內(nèi)置于曲線L形質(zhì)量塊整流裝置及能量存儲裝置。
[0005]所述懸臂梁一端固定一端上曲線L形質(zhì)量塊，在懸臂梁上固定有壓電材料，壓電材料在懸臂梁與曲線L形質(zhì)量塊之間，壓電材料通過電極及導(dǎo)線將電流送至整流裝置及能
量存儲裝置。
[0006]所述的曲線L形質(zhì)量塊的形狀是曲線L形，曲線L形質(zhì)量塊內(nèi)部有空腔，空腔內(nèi)安裝有整流裝置、儲能裝置。
[0007]所述的壓電材料為壓電陶瓷或壓電高分子復(fù)合材料。
[0008]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計了一種新型的曲線L形質(zhì)量塊，使得懸臂梁除了受彎矩外還受到了扭矩，懸臂梁上的應(yīng)變分布趨于均勻，進而也使得壓電材料所受的應(yīng)變均勻合理，更加充分的利用了壓電材料的發(fā)電能力，提高裝置的整體效率，曲線L形質(zhì)量塊與直線L形質(zhì)量塊相比，使質(zhì)量塊末端的行程增大，適應(yīng)更高強度的振動環(huán)境，防止質(zhì)量塊末端損上壓電材料，曲線L形質(zhì)量塊位于懸臂梁上方的這種結(jié)構(gòu)也像保護傘一樣保護了壓電材料，整流電路和儲能裝置置于曲線L形質(zhì)量塊中，使得裝置整體質(zhì)量減輕，體積減小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能高效的將環(huán)境中的振動能量轉(zhuǎn)化為電能，為負(fù)載供電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖中的標(biāo)記為:1-曲線L形質(zhì)量塊，2-整流電路及儲能裝置，3-壓電材料，4-懸臂梁，5-底座。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計的詳細(xì)描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時，這些描述在這里將被忽略，如圖1所示，包括底座5，一端固定于底座5上一端自由的懸臂梁4，壓電材料3固定在懸臂梁4上，曲線L形質(zhì)量塊I固定于懸臂梁4的自由端，整流電路及儲能裝置2置于曲線L形質(zhì)量塊I的空腔中，壓電材料3與整流電路及儲能裝置2通過電極與導(dǎo)向連成回路。
[0012]本發(fā)明原理如下:底座的振動使得懸臂梁振動，在曲線L形質(zhì)量塊的作用下，懸臂梁既受到彎矩又受到扭矩，使得懸臂梁發(fā)生相對均勻的應(yīng)變，固定于懸臂梁上的壓電材料同樣受到應(yīng)變，從而產(chǎn)生一定的電動勢，在回路中形成電流，變化的應(yīng)變產(chǎn)生變化的電流，這些電流經(jīng)過整流電路后可以被儲能裝置存儲起來，用于驅(qū)動一定的負(fù)載。
【權(quán)利要求】
1.一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置，其特征在于:包括固定在底座(5)上的懸臂梁(4)，在懸臂梁上的曲線L形質(zhì)量塊(I)，內(nèi)置于曲線L形質(zhì)量塊的整流電路及儲能裝置⑵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述懸臂梁一端固定一端上曲線L形質(zhì)量塊(I)，在懸臂梁上固定有壓電材料(3)，壓電材料在懸臂梁⑷與曲線L形質(zhì)量塊⑴之間，壓電材料(3)通過電極及導(dǎo)線將電流送至整流電路及儲能裝置(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述的曲線L形質(zhì)量塊(I)的形狀是曲線L形，曲線L形質(zhì)量塊內(nèi)部有空腔，空腔內(nèi)安裝有整流裝置、儲能裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1述的一種新型曲線L形質(zhì)量塊壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述的壓電材料為壓電陶瓷或壓電高分子復(fù)合材料。
【文檔編號】H02N2/18GK103795292SQ201410068210
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】潘瑞, 程祥, 王盼 申請人:潘瑞