于與后部腔體組件2-4中的圓形通孔三2-4-1-1相配合以及用于與前部腔體組件2-2中的緊定螺栓2-2-2旋合連接，實現(xiàn)前部腔體組件2-2與后部腔體組件2-4的緊固連接;所述前部腔體組件2-2中的緊定螺栓2-2-2，其用于與后部腔體組件2-4中的圓形通孔三2-4-1-1配合和前部腔體組件2-2外側端部的內(nèi)螺紋盲孔2-2-1-4旋合連接，實現(xiàn)前部腔體組件2-2與后部腔體組件2-4的緊固連接;所述旋轉組件2-3為對稱結構，其由旋轉風扇2-3-1、旋轉軸2-3-2以及密封圈2-3-3組成;所述旋轉組件2-3中的旋轉風扇2-3-1內(nèi)側設有圓形通孔二 2-3-1-1，其用于與旋轉組件2-3中旋轉軸2-3-2兩側端部粘接，實現(xiàn)旋轉風扇2-3-1與旋轉軸2-3-2的緊固連接;所述旋轉組件2-3中旋轉軸2-3-2兩端外側設有環(huán)形凹槽2-3-2-1，其用于與密封圈2-3-3配合，實現(xiàn)前部腔體組件2-2的密封;所述旋轉組件2-3中旋轉軸2-3-2中部設有凸臺2-3-2-2，其用于撥動后部腔體組件2-4中發(fā)電組件2-4-2中的金屬彈性基板2-4-2-2，實現(xiàn)金屬彈性基板2-4-2-2的機械形變;所述后部腔體組件2-4包括后部腔體結構2-4-1和發(fā)電組件2-4-2;所述后部腔體組件2-4中的后部腔體結構2-4-1為對稱結構，其兩側端部設有圓形通孔三2-4-1-1，其用于與前部腔體組件2-2中的內(nèi)螺紋盲孔2-2-1-4和緊定螺栓2-2-2配合，實現(xiàn)后部腔體組件2-4與前部腔體組件2-2的緊固連接;所述后部腔體組件2-4中后部腔體結構2-4-1內(nèi)部設有容腔二 2-4-1-2，其用于容納旋轉軸2-3-2和發(fā)電組件2-4-2;所述后部腔體組件2-4中后部腔體結構2-4-1中部側壁設有圓形通孔四2-4-1-3，其用于后部腔體組件2-4中發(fā)電組件2-4-2導線的引出，實現(xiàn)發(fā)電組件2-4-2電能輸出；所述后部腔體組件2-4中后部腔體結構2-4-1側壁設有η個矩形槽2-4-l-4，n為大于等于I的正整數(shù)，其用于粘接固定后部腔體組件2-4中發(fā)電組件2-4-2中的固定板2-4-2-1，實現(xiàn)后部腔體組件2-4中后部腔體結構2-4-1與發(fā)電組件2-4-2的緊固連接;所述后部腔體組件2-4中發(fā)電組件2-4-2中設有η個固定板2-4-2-1，η為大于等于I的正整數(shù)，其用于與后部腔體組件2-4中后部腔體結構2-4-1側壁的矩形槽2-4-1-4粘接，實現(xiàn)發(fā)電組件2-4-2與后部腔體組件2-4中后部腔體結構2-4-1的緊固連接，以及用于與金屬彈性基板2-4-2-2粘接，以實現(xiàn)固定板2-4-2-1與金屬彈性基板2-
4-2-2的緊固連接;所述后部腔體組件2-4中發(fā)電組件2-4-2設有m個金屬彈性基板2-4-2-2，m為大于等于I的正整數(shù)，其用于粘接后部腔體組件2-4中發(fā)電組件2-4-2的壓電元件2-4-2-3，實現(xiàn)金屬彈性基板2-4-2-2與壓電元件2-4-2-3的緊固連接，以及與固定板2-4-2-1粘接，實現(xiàn)金屬彈性基板2-4-2-2與固定板2-4-2-1的緊固連接。
[0020]本實施方式的具體發(fā)電過程:兩發(fā)電腔發(fā)電過程相同，其發(fā)電過程可分為三個階段:沖擊過程發(fā)電、保壓過程發(fā)電和復位過程發(fā)電。具體發(fā)電過程如下:沖擊發(fā)電階段，氣缸I由后端蓋氣孔流入的氣體，一部分通過氣管5進入氣動壓電發(fā)電裝置2，另一部分留在氣缸I，進入氣動壓電發(fā)電裝置2中的氣流直接沖擊旋轉風扇2-3-1使其帶動旋轉軸2-3-2旋轉，并撥動金屬彈性基板2-4-2-2與壓電元件2-4-2-3使其產(chǎn)生形變，基于正壓電效應產(chǎn)生電能;保壓發(fā)電階段，隨著進入氣動壓電發(fā)電裝置2氣體的增加，壓縮空氣推動活塞使氣缸I正常運動，活塞運動時氣缸I和氣動壓電發(fā)電裝置2內(nèi)會產(chǎn)生不穩(wěn)定的氣體波動，不斷地對旋轉風扇2-3-1施加交變的作用力，使旋轉風扇2-3-1帶動旋轉軸2-3-2旋轉，進而使金屬彈性基板2-4-2-2與壓電元件2-4-2-3產(chǎn)生彎曲形變，基于正壓電效應產(chǎn)生電能;復位發(fā)電階段，在旋轉軸2-3-2撥動金屬彈性基板2-4-2-2與壓電元件2-4-2-3的同時，金屬彈性基板2-4-2-2由于其自身的彈性回復力帶動壓電元件2-4-2-3進行復位，從而有負電輸出，當負向電壓減小為零時，本實用新型完成了一個周期的發(fā)電過程。重復上述工作過程，可實現(xiàn)本實用新型的連續(xù)發(fā)電。
【主權項】
1.雙側激勵轉動式氣動壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述氣動壓電發(fā)電裝置(2)由腔體端蓋(2-1)、前部腔體組件(2-2)、旋轉組件(2-3)和后部腔體組件(2-4)組成;所述腔體端蓋(2-1)中心位置設有圓形通孔一 (2-1-1)，其用于實現(xiàn)氣動壓電發(fā)電裝置(2)與激勵源的連通;所述腔體端蓋(2-1)—端設有外螺紋一 (2-1-2)，其用于與激勵源連接(所述激勵源可為氣動執(zhí)行器或者氣動系統(tǒng)中其它適宜的氣動元件);所述腔體端蓋(2-1)另一端設有外螺紋二 (2-1-3);所述前部腔體組件(2-2)包括前部腔體(2-2-1)和緊定螺栓(2-2-2);所述前部腔體組件(2-2)中前部腔體(2-2-1)端部內(nèi)側設有內(nèi)螺紋(2-2-1-1)，其用于與腔體端蓋(2-1)—側端部設有外螺紋二 (2-1-3)旋合連接，實現(xiàn)前部腔體組件(2-2)中前部腔體(2-2-1)與腔體端蓋(2-1)的緊固連接;所述前部腔體組件(2-2)中前部腔體(2-2-1)內(nèi)部設有容腔一 (2-2-1-2)，其用于容納旋轉組件(2-3)中的旋轉風扇(2-3-1);所述前部腔體組件(2-2)中前部腔體(2-2-1)內(nèi)部設有固定腔(2-2-1-3)，其用于固定旋轉組件(2-3)中旋轉軸(2-3-2)，實現(xiàn)前部腔體組件(2-2)的密封以及前部腔體組件(2-2)與旋轉組件(2-3)中旋轉軸(2-3-2)的緊密配合;所述前部腔體組件(2-2)外側端部設有內(nèi)螺紋盲孔(2-2-1-4)，其用于與后部腔體組件(2-4)中的圓形通孔三(2-4-1-1)相配合以及用于與前部腔體組件(2-2)中的緊定螺栓(2-2-2)旋合連接，實現(xiàn)前部腔體組件(2-2)與后部腔體組件(2-4)的緊固連接；所述前部腔體組件(2-2)中的緊定螺栓(2-2-2)，其用于與后部腔體組件(2-4)中的圓形通孔三(2-4-1-1)配合和前部腔體組件(2-2)外側端部的內(nèi)螺紋盲孔(2-2-1-4)旋合連接，實現(xiàn)前部腔體組件(2-2)與后部腔體組件(2-4)的緊固連接;所述旋轉組件(2-3)為對稱結構，其由旋轉風扇(2-3-1)、旋轉軸(2-3-2)以及密封圈(2-3-3)組成;所述旋轉組件(2-3)中的旋轉風扇(2-3-1)內(nèi)側設有圓形通孔二 (2-3-1-1)，其用于與旋轉組件(2-3)中旋轉軸(2-3-2)兩側端部粘接，實現(xiàn)旋轉風扇(2-3-1)與旋轉軸(2-3-2)的緊固連接;所述旋轉組件(2-3)中旋轉軸(2-3-2)兩端外側設有環(huán)形凹槽(2-3-2-1)，其用于與密封圈(2-3-3)配合，實現(xiàn)前部腔體組件(2-2)的密封;所述旋轉組件(2-3)中旋轉軸(2-3-2)中部設有凸臺(2-3-2-2)，其用于撥動后部腔體組件(2-4)中發(fā)電組件(2-4-2)中的金屬彈性基板(2-4-2-2)，實現(xiàn)金屬彈性基板(2-4-2-2)的機械形變;所述后部腔體組件(2-4)包括后部腔體結構(2-4-1)和發(fā)電組件(2-4-2);所述后部腔體組件(2-4)中的后部腔體結構(2-4-1)為對稱結構，其兩側端部設有圓形通孔三(2-4-1-1)，其用于與前部腔體組件(2-2)中的內(nèi)螺紋盲孔(2-2-1-4)和緊定螺栓(2-2-2)配合，實現(xiàn)后部腔體組件(2-4)與前部腔體組件(2-2)的緊固連接;所述后部腔體組件(2-4)中后部腔體結構(2-4-1)內(nèi)部設有容腔二 (2-4-1-2)，其用于容納旋轉軸(2-3-2)和發(fā)電組件(2-4-2);所述后部腔體組件(2-4)中后部腔體結構(2-4-1)中部側壁設有圓形通孔四(2-4-1-3)，其用于后部腔體組件(2-4)中發(fā)電組件(2-4-2)導線的引出，實現(xiàn)發(fā)電組件(2-4-2)電能輸出；所述后部腔體組件(2-4)中后部腔體結構(2-4-1)側壁設有η個矩形槽(2-4-1-4)，η為大于等于I的正整數(shù)，其用于粘接固定后部腔體組件(2-4)中發(fā)電組件(2-4-2)中的固定板(2-4-2-1)，實現(xiàn)后部腔體組件(2-4)中后部腔體結構(2-4-1)與發(fā)電組件(2-4-2)的緊固連接;所述后部腔體組件(2-4)中發(fā)電組件(2-4-2)中設有η個固定板(2-4-2-1)，η為大于等于I的正整數(shù)，其用于與后部腔體組件(2-4)中后部腔體結構(2-4-1)側壁的矩形槽(2-4-1-4)粘接，實現(xiàn)發(fā)電組件(2-4-2)與后部腔體組件(2-4)中后部腔體結構(2-4-1)的緊固連接，以及用于與金屬彈性基板(2-4_2_2)粘接，以實現(xiàn)固定板(2-4-2-1)與金屬彈性基板(2-4-2-2)的緊固連接;所述后部腔體組件(2-4)中發(fā)電組件(2-4-2)設有m個金屬彈性基板(2-4-2-2)，m為大于等于I的正整數(shù)，其用于粘接后部腔體組件(2-4)中發(fā)電組件(2-4-2)的壓電元件(2-4-2-3)，實現(xiàn)金屬彈性基板(2-4-2-2)與壓電元件(2-4-2-3)的緊固連接，以及與固定板(2-4-2-1)粘接，實現(xiàn)金屬彈性基板(2-4-2-2)與固定板(2-4-2-1)的緊固連接。2.根據(jù)權利要求1所述的雙側激勵轉動式氣動壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述氣動壓電發(fā)電裝置(2)兩端可與兩個激勵源連通，亦可與同一激勵源連通。3.根據(jù)權利要求1所述的雙側激勵轉動式氣動壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述激勵源可為氣缸或其它適宜的氣動元件。
【專利摘要】本實用新型公開了雙側激勵轉動式氣動壓電發(fā)電裝置，以解決當前氣動壓電發(fā)電裝置結構復雜、能量利用率低、噪聲大、只能由單激勵源激勵等問題。本實用新型中所述氣動壓電俘能器由腔體端蓋、前部腔體組件、旋轉組件和后部腔體組件組成。在壓縮空氣的沖擊、氣體壓力及壓力波動的作用下由旋轉風扇帶動旋轉軸旋轉，進而撥動金屬基板使壓電元件產(chǎn)生機械形變，并在金屬基板彈性回復力的作用下帶動壓電元件進行復位，基于壓電效應產(chǎn)生電能。本實用新型具有結構簡單、適用于雙激勵源、能量利用率高、噪聲小以及成本低等技術優(yōu)勢，此外，通過整流儲能電路可將產(chǎn)生的電能進行收集整理，為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點進行供能。本實用新型在氣動技術領域具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】H02N2/18
【公開號】CN205336156
【申請?zhí)枴緾N201620030579
【發(fā)明人】程廷海, 王英廷, 宋兆陽, 秦峰, 田麗雅, 李義康
【申請人】長春工業(yè)大學
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月14日