[发明专利]一种压电能量回收装置

说明书

本发明公开了一种压电能量回收装置，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由弧形梁，压电元件，直线齿条，第一传动齿轮构成；所述的弧形梁上贴有压电元件；所述的发条机构由条盒，条轴，发条，第二传动齿轮构成，所述的条盒用于保护发条和条轴；所述的条轴是主发条缠绕的心轴，起固定发条的作用；所述的发条用于存储弹性势能；所述的传动系统用于传递运动与能量；所述的波纹型压电悬臂梁上贴有压电元件，压电元件可以将悬臂梁振动时的机械能转化为电能。本发明所述的压电能量回收装置可以将能量有效的回收。

技术领域

本发明涉及一种压电能量回收装置，尤其涉及一种发条系统跟压电能量回收相结合的装置，属于将受挤压产生的变形能转化为电能并加以收集供电子产品使用的领域。

背景技术

按提供电能的方式可以将电子产品分为有源和无源两种。前者由于采用电池供电，电量比较稳定，满足电子产品的能量需求，目前已被广泛应用。然而，对于许多不能提供电源、不易更换电池或者易燃易爆等危险场合，电池更换问题难以解决，无源方式供电越来越受到人们的关注。因此人们开始需求电池的替代品，其目的是在某些特殊的应用领域替代电池或自动为电池充电。

压电材料制作而成的压电能量回收装置不需要额外的电压源、结构简单、易于微型化和集成化。同时压电材料具有无电磁干扰、无污染、易于加工等许多优点而备受关注。种种优势使得压电式能量回收技术成为了人们的研究重点。而利用压电材料给电子产品供电的能量收集技术已成为国际上的一个研究热点。

发明内容

为了解决目前电子产品中电池不能长时间供电的问题，提出一种压电能量回收装置。所述的发条和压电结合能量回收装置可以将发条存储的弹性势能逐渐释放，用来激励波纹型压电悬臂梁使其振动，此时波纹型压电悬臂梁上的压电元件将振动能转化为电能，用于电子产品的供电。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种压电能量回收装置，所述的压电能量回收装置由弧形压电机构，发条机构，传动系统，波纹型压电悬臂梁，基板构成；所述的弧形压电机构由弧形梁，直线齿条，第一传动齿轮，压电元件构成；所述的弧形梁上贴有压电元件；所述的弧形梁受力后弯曲，弯曲的梁推动直线齿条产生横向位移；所述的直线齿条带动第一传动齿轮；所述的弧形梁起到收集产生变形能的作用；所述的直线齿条，第一传动齿轮起到传递运动与能量的作用；所述的第一传动齿轮内部装有超越离合器；所述的弧形梁与直线齿条连接成一体；所述的直线齿条与第一传动齿轮啮合；所述的压电元件可以将其他形式的能量转换为电能；所述的发条机构由光轴，条轴，发条，条盒，第二传动齿轮，侧板，棘轮，棘爪构成；所述的第一传动齿轮嵌套在光轴上；所述的条轴同样嵌套在光轴上；所述的条轴起到收紧发条的作用；所述的发条缠绕在条轴外侧，起到存储和释放弹性势能的作用；所述的条盒在发条外侧，起到对发条的保护作用；所述的第二传动齿轮位于条盒一端，起到传输能量的作用；所述的侧板用于支撑光轴；所述的棘轮嵌套在光轴上，与棘爪配合使用，起到单向间歇式运动的作用；所述的传动系统由第三传动齿轮，第四传动齿轮，小光轴，转动拨片构成；所述的第三传动齿轮与第二传动齿轮啮合，起到传递运动与能量的作用；所述的第四传动齿轮与第三传动齿轮啮合，起到传递运动与能量的作用；所述的第四传动齿轮，转动拨片嵌套在小光轴上；所述的转动拨片起到激励波纹型压电悬臂梁的作用；所述的波纹型压电悬臂梁上粘贴压电元件；所述的压电元件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起到收集能量的作用；所述的基板由第一基台，第二凹槽基台，第三基台，底板构成；所述的第一基台用于固定弧形梁一端，保证弧形梁受力后向单侧伸展；所述的第二凹槽基台带有凹槽，凹槽用于保证直线齿条在规定方向滑动；所述的第三基台起到固定波纹型压电悬臂梁根部的作用；所述的底板位于所有部件的最底部，用于将所有装置整合在一起。

其中，所述的弧形梁产生较大的弯曲变形，从而使直线齿条产生一个横向的位移，横向的位移使第一传动齿轮转动，第一传动齿轮转动使发条上紧。同时条盒的另一端通过发条的能量释放使转动拨片工作，转动拨片转动激励波纹型压电悬臂梁振动。