[实用新型]一种基于EAPs材料的振动发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型功能材料，尤指一种采用EAPs(电场活性聚合物)材料作为振动能-电能转换介质的振动发电系统。 

背景技术

目前，我国对EAPs振动发电的研究还很少，而国外已把它做成摆动的旗帜或者帆，并且把它和海浪结合起来用以发电。电场活性聚合物的种类很多，主要包括：导电橡胶、凝胶体、离子交换膜金属复合材料、纳米管以及介电弹性体等等。其中的介电弹性体被认为是最具前景的一类材料，其中的丙烯酸弹性体和硅树脂弹性体具有显著的代表性。介电弹性体材料既可正向使用，作为人工肌肉的最优仿生驱动材料；也可逆向使用，作为发电或传感。该类材料具有材料，体积小、集成度高、寿命长甚至无需更换、不需要人看管等优良特点。由于传统电池的体积比较大、重量高，而且供能时间很有限，EAPs作为一种理想的机电能量转换材料，可实现环境中的振动能转化为电能。 

发明内容

本实用新型的目的在于：提出了一种新的能量回系统，将EAPs材料和振动装置结合在一起，利用EAPs材料作为介质实现振动能到电能的转换，并把转化的电能加以储存和利用。 

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种基于EAPs材料的振动发电系统，包括：EAPs材料、振动装置、整流器、变换器、储能装置或负载，所述的EAPs材料上下两表面分别喷涂屈从电极材料(如导电胶或石墨)。 

所述的EAPs材料为膜型，膜的厚度为2～3mm。 

所述的屈从电极材料渗入在膜型EAPs材料的上下两表面。 

所述的EAPs材料上下两表面的屈从电极材料从一侧分别与直流偏执电源正负极连接。 

所述的EAPs材料上下两表面的屈从电极材料从另一侧分别与AC-DC转换系统连接。 

所述的AC-DC转换系统与储能装置或最终用电负载连接。 

所述的EAPs材料上端与工作台固定，所述的EAPs材料下端与振动装置固定。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点： 

1)提供了一种新的能量回收系统，将以往未加利用的振动能量进行回收利用，具有一定的经济价值和社会价值。 

2)利用EAPs可以直接将施加的振动能转化成电能，适用在各种尺度，结构相对简单，而且易于集成。 

3)本装置可被应用在车辆等振动结构中，当振动结构振动带动EAPs材料上下拉伸产生电能，并把产生的电能存储起来供电子设备使用。 

 附图说明

图1为本实用新型所述一种基于EAPs材料的振动发电系统的系统结构图； 

图2为本实用新型所述一种基于EAPs材料的振动发电系统的AC-DC转换的电路原理图。 

 具体实施方式

如图所示，该基于EAPs材料的振动发电系统的EAPs材料2的上下两表面分别喷涂有一层屈从电极材料3，该电极为石墨或导电胶，所述EAPs材料2为导电橡胶、离子交换膜金属复合材料、凝胶体、纳米管及介电弹性体等，本实用新型优先选择介电弹性体。 

所述的EAPs材料2制成长方体膜型，其上下两表面的屈从电极材料从一侧分别与直流偏执电源1正负极相连接，其上下两表面的屈从电极材料从另一侧分别与AC-DC转换系统4相连接。所述的AC-DC转换系统4与储能装置或负载5连接。所述的EAPs材料2上端固定在工作台上，其下端固定在振动装置6上。所述的振动装置6可以实现上下振动，从而实现EAPs材料的上下拉伸。 

本实用新型与现有的电磁式、静电式振动能量回收方法相比，最显著的特点是：该能量回收系统可以将振动能通过EAPs材料作为介质直接转化成电能，适用在各种尺度，结构相对简单，并且不需要额外的电源，而且易于集成，有研究表明单位体积压电回收系统所回收能量高于单位体积的静电回收系统。本实用新型所实用的EAPs材料作为压电材料的一种，因其自身具有的变形大、比能量高等优势受到了广泛关注。