[实用新型]一种基于伸缩式压电振子的横振发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于发电技术领域，具体涉及一种基于伸缩式压电振子的横振发电机，为微功率电子产品及无线传感监测系统等提供实时的能量供应。

背景技术

利用压电陶瓷材料回收环境振动能量构造的微小型发电机被认为是便携式微功率电子产品以及远程埋植传感监测系统实时自供电的有效手段。虽然某些类型的振动式压电发电机已经在现实中获得应用，但其振动环境的适应能力、可靠性及能量转换效率等方面还有较大的局限性，不利于压电振动发电技术的进一步推广应用。对于振动式压电发电机而言，仅当压电振子固有频率与环境振动频率相等时方能达到较高的发电能力和能量转换效率。但因压电振子自身的谐振频率较高，通常为几百、甚至几千赫兹，而环境振动频率一般为十几赫兹、甚至仅有几赫兹，因此利用单一的压电振子收集环境振动能量的效果并不显著。为此，需在悬臂梁压电振子端部或圆形压电振子中心处安装集中质量块，其弊端是：当所安装的惯性块较大时，即使在非工作状态时上述各类薄片型压电振子就已产生较大变形，工作中极易因变形过大而损毁；同时，现有的薄片型压电振子变形时压电晶片承受交替变换的压应力和拉应力，环境振动强度过大时压电晶片会因拉应力过大破碎、且因应力分布不均匀而使发电能力降低；此外，现有的压电发电机大都仅适于纵振能量回收，而现实中非结构环境下的很多横向振源具有低频、多方向性、且其振动方向和振幅大小还具时变性，比如：运行中的火车车厢振动主要由速度变化引起的前后振动及车体左右摇晃等，上述两种振动之间存在耦合与叠加效果、且振动频率极低，因此现有的纵振式压电发电机的在频率、振动方向及可靠性等方面都无法满足使用要求。

发明内容

本实用新型提供一种基于伸缩式压电振子的横振发电机，以解决现有压电振动发电机在频率、可靠性、振动方向及发电能量等方面的局限性。本实用新型采用的实施方案是：壳体筒壁端部通过螺钉固定有端盖，壳体底壁及端盖上分别均布地设有数量相同的偶数个安装孔；长销的两端分别安装在壳体底壁及端盖上的安装孔内，长销上套有长销套，长销套上铆接有带圆弧凸起的S型金属片，金属片与其圆弧凸起处所粘接的压电片构成压电振子，金属片的另一端铆接有短销套；压电振子与其两端所铆接的长销套和短销套构成换能器；工字型质量块的上壁上均布地设有销孔、下壁上均布地设有螺纹孔，销孔、螺纹孔及壳体底壁上安装孔的数量相同；短销通过销孔及螺纹孔安装在质量块上，换能器上的短销套通过和短销铰接安装在质量块上，质量块上壁和下壁端面分别镶嵌有滚珠，滚珠与壳体底壁或端盖的表面滚动接触。