[发明专利]一种基于压电转换的指压发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械发电和能量转换技术领域，尤其涉及一种基于压电转换的指压发电装置。

背景技术

近些年，绿色节能环保建筑理念得到越来越广泛的推崇，尤其是欧美地区已经出现了诸多绿色节能建筑，并且，对现有的传统建筑大量地实施了绿色节能改造工程。现有的楼宇自控领域多采用BEMS系统（楼宇能源管理系统）达到降低建筑能耗的目的，然而建筑的开销不仅仅局限于水、电、热等传统能源的消耗，还包括线缆的铺设、开关、调节器、电池更换等设备维护带来的开销；当然还包括对发电供热等过程中所产生的硫、二氧化碳等污染物、废弃电池产生的有害化学物质等污染物的排放、处理，而产生一定的经济开销。

无源无线开关或者传感器是无源无线楼控产品的基本构成单元，这些无源产品的成功运用得益于不断发展并成熟的能量收集技术，使我们将日常生活中室内的微弱环境能源能够充分利用。例如人体活动的机械能量能够为楼宇自控服务，实现无线控制的目的。采用无源无线设备前，往往需要耗费许多繁杂的工作，如布线设计、铺设线缆等。当采用了无源无线设备后，繁杂的布线、铺设工作将变得多余，从而节省大量的安装材料和安装时间，并大大降低系统的安装费用。开关类电器应用于接通或断开电路，通常依靠机械能实现电路的“通”与“断”。开发一种依靠人工旋转、推拉或旋转等动作而产生一定功率的脉动能量，提供微功耗无线收发装置作为电源，实现“通”与“断”、调节、传感测量等操作的能源模块，进而提供节能、环保、低排放的绿色电器产品，必将具有巨大的应用前景与市场空间。

发明内容

 本发明的目的是提供一种基于压电转换的指压发电装置，能够输出足以满足低功耗射频收发模块一次发射或接收数据帧操作所需的电源能量。

 本发明采用的技术方案为：

一种基于压电转换的指压发电装置，包括方形绝缘外壳，绝缘外壳上表面设有上弹性极片，绝缘外壳下表面设有下弹性极片，绝缘外壳两竖向相对壳壁的中心之间设有一根水平固定轴，固定轴上套设有可转动胀紧块；可转动胀紧块在机械驱动机构的作用下进行转动，可转动胀紧块转动的过程中对绝缘外壳的上表面和下表面产生压力，使得绝缘外壳的上表面和下表面产生形变；所述的上弹性极片和下弹性极片连接后连接储能电容的两端，储能电容通过整流桥电路输出。

当所述的可转动胀紧块的长度大于绝缘外壳上表面和下表面膨胀形成的最大间距时，所述的可转动胀紧块的初始状态呈倾斜状，且可转动胀紧块的向上倾斜端与绝缘外壳上表面处于临界状态，可转动胀紧块的向下倾斜端与绝缘外壳下表面处于临界状态；所述的机械驱动机构包括按压悬臂，按压悬臂的末端与可转动胀紧块的向下倾斜端固定连接，按压悬臂的顶端位于绝缘外壳外部，且按压悬臂的初始状态呈倾斜状，通过按压悬臂带动可转动胀紧块进行顺时针转动。

当所述的可转动胀紧块的长度等于或小于绝缘外壳上表面和下表面膨胀形成的最大间距时，所述的可转动胀紧块的初始状态无限制，所述的机械驱动机构包括连接桶，连接桶套设在固定轴上，连接桶的一端固定连接可转动胀紧块，连接桶的另一端伸出绝缘外壳外部，并连接旋钮，通过转动旋钮，带动可转动胀紧块进行顺时针或逆时针的旋转。

所述的绝缘外壳的右侧壁上设有一个竖向条形开口，开口的长度与绝缘外壳由上表面到下表面的距离等长，按压悬臂的顶端由开口伸向绝缘外壳外部，且按压悬臂的顶端设有按板。

所述的绝缘外壳的前壁上设有一个通孔，连接桶8穿过通孔伸向绝缘外壳外部。

所述的上弹性极片和下弹性极片采用压电陶瓷片，上弹性极片和下弹性极片采用串联连接的方式或者采用并联连接的方式。

所述的绝缘外壳的上表面和下表面采用弹性铜片。

本发明首先接收将人工操作的手指按压动作产生的机械能，进过机械驱动机构转换成胀紧块的机械转动，使得胀紧块沿顺时针或者逆时针转动，从而使得上弹性极片、下弹性极片产生上凸和下凹的形变，将两电极片由于受力变形而产生的电动势串联(或并联)输出。在类似按压普通电源开关操作状态下，该装置可以输出足以满足低功耗射频收发模块一次发射或接收数据帧操作所需的电源能量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一实施例的结构示意图；

图3为本发明的电极片等效电路图；

图4为本发明的电极片串联电路图；

图5为本发明的电极片并联电路图；

图6为本发明的电极片受力作用后发生的电压变化波形图。

具体实施方式