[发明专利]一种压电能量回收装置

权利要求书

1.一种压电能量回收装置，其特征在于：所述的压电能量回收装置由弧形压电机构(1)，发条机构(2)，传动系统(3)，波纹型压电悬臂梁(4)，基板(5)构成；所述的弧形压电机构(1)由弧形梁(101)，直线齿条(102)，第一传动齿轮(103)，第一压电元件(104)构成；所述的弧形梁(101)上贴有第一压电元件(104)；所述的弧形梁(101)受力后弯曲，弯曲的梁推动直线齿条(102)产生横向位移；所述的直线齿条(102)带动第一传动齿轮(103)；所述的弧形梁(101)起到收集产生变形能的作用；所述的直线齿条(102)，第一传动齿轮(103)起到传递运动与能量的作用；所述的第一传动齿轮(103)内部装有超越离合器；所述的弧形梁(101)与直线齿条(102)连接成一体；所述的直线齿条(102)与第一传动齿轮(103)啮合；所述的第一压电元件(104)可以将其他形式的能量转换为电能；所述的发条机构(2)由光轴(201)，条轴(202)，发条(203)，条盒(204)，第二传动齿轮(205)，侧板(206)，棘轮(207)，棘爪(208)构成；所述的第一传动齿轮(103)嵌套在光轴(201)上；所述的条轴(202)同样嵌套在光轴(201)上；所述的条轴(202)起到收紧发条(203)的作用；所述的发条(203)缠绕在条轴(202)外侧，起到存储和释放弹性势能的作用；所述的条盒(204)在发条(203)外侧，起到对发条(203)的保护作用；所述的第二传动齿轮(205)位于条盒(204)一端，起到传输能量的作用；所述的侧板(206)用于支撑光轴(201)；所述的棘轮(207)嵌套在光轴(201)上，与棘爪(208)配合使用，起到单向间歇式运动的作用；所述的传动系统(3)由第三传动齿轮(301)，第四传动齿轮(302)，小光轴(303)，转动拨片(304)构成；所述的第三传动齿轮(301)与第二传动齿轮(205)啮合，起到传递运动与能量的作用；所述的第四传动齿轮(302)与第三传动齿轮(301)啮合，起到传递运动与能量的作用；所述的第四传动齿轮(302)，转动拨片(304)嵌套在小光轴(303)上；所述的转动拨片(304)起到激励波纹型压电悬臂梁(4)的作用；所述的波纹型压电悬臂梁(4)上粘贴第二压电元件(401)；所述的第二压电元件(401)可以将其他形式的能量转换为电能；所述的波纹型压电悬臂梁(4)起到收集能量的作用；所述的基板(5)由第一基台(501)，第二凹槽基台(502)，第三基台(503)，底板(504)构成；所述的第一基台(501)用于固定弧形梁(101)一端，保证弧形梁受力后向单侧伸展；所述的第二凹槽基台(502)带有凹槽，凹槽用于保证直线齿条(102)在规定方向滑动；所述的第三基台(501)起到固定波纹型压电悬臂梁(4)根部的作用；所述的底板(504)位于所有部件的最底部，用于将所有装置整合在一起。

2.根据权利要求1所述的一种压电能量回收装置，其特征在于：弧形梁(101)弯曲，产生变形能，变形能一方面通过第一压电元件(104)转化为电能，另一发面转化为弹性势能存储于发条(203)。

3.根据权利要求1所述的一种压电能量回收装置，其特征在于：第一传动齿轮(103)内部的超越离合器在齿轮逆时针转动时上紧发条，顺时针转动时不会使发条放松。

4.根据权利要求1所述的一种压电能量回收装置，其特征在于：所述的发条机构(2)将机械能存储为弹性势能，随后在将弹性势能慢慢释放，通过转动拨片(304)激励波纹型压电悬臂梁(4)。

5.根据权利要求1所述的一种压电能量回收装置，其特征在于：所述的一种压电能量回收装置可以在弧形梁(101)受挤压过后一段时间内持续激励波纹型压电悬臂梁(4)，直至发条(203)存储的弹性势能全部释放。

6.根据权利要求1所述的一种压电能量回收装置，其特征在于：所述的第一压电元件(104)和第二压电元件(401)可根据具体需要选用PZT、PVDF压电材料，且在垂直方向上被极化。

7.根据权利要求1所述的一种压电能量回收装置，其特征在于：光轴(201)，棘轮(207)，棘爪(208)可以组成一种单向间歇式运动机构，该机构中的光轴(201)作连续的转动时，棘轮(208)便得到单向的间歇转动。