[发明专利]轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置

说明书

本发明提供一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置，属于压电发电技术领域，其包括：支撑件，设有容纳孔；主动压电组件，包括连杆、曲轴、主动轮和主动压电悬臂梁，曲轴的一端可转动地安装于支撑件，主动轮与曲轴固定连接，多个主动压电悬臂梁在主动轮上均匀分布，连杆与曲轴铰接并用于驱动曲轴转动；从动压电组件，包括从动轴、从动轮和从动压电悬臂梁，从动轴的一端可转动地安装于支撑件，从动轮与从动轴固定连接，多个从动压电悬臂梁在从动轮上均匀分布，主动压电悬臂梁在转动过程中与从动压电悬臂梁相互接触并产生弯曲变形；激励组件用于通过连杆激励曲轴转动。主动压电悬臂梁和从动压电悬臂梁形成多轴输出结构，可提高压电发电输出功率的稳定性。

技术领域

本发明涉及压电发电技术领域，尤其涉及的是一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置。

背景技术

振动式压电发电机以机械振动作为能量输入，不受光照、风况、温度等环境因素的制约，能量密度大，并能较好的实现微型化，是目前振动式微型发电机研究的热点之一。但是目前振动式压电发电机的输出功率依然在多个领域受限，其中由于线性压电发电机的共振频带狭窄，而外部的环境的激励往往会在宽带范围内发生时变，导致线性压电发电机经常难以满足共振状态，造成了能量输出不稳定，能量收集效率的低的问题。针对现有压电振子形状在多振动模式下的功率局限性问题，设计宽频带、功率输出稳定的振动式压电发电机，越来越有必要。

因此，还需要提供一种新的轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种宽频带、功率输出稳定的轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种轮组式空间弯曲悬臂梁压电装置，其包括：支撑件，设有容纳孔；主动压电组件，包括连杆、曲轴、主动轮和主动压电悬臂梁，所述曲轴、所述主动轮和所述主动压电悬臂梁均位于所述容纳孔内，所述曲轴的一端可转动地安装于所述支撑件，所述主动轮与所述曲轴的靠近所述容纳孔的中心的一端固定连接，所述主动压电悬臂梁的一端与所述主动轮固定连接，多个所述主动压电悬臂梁在所述主动轮上绕着所述曲轴的旋转轴线均匀分布，所述连杆与所述曲轴铰接并用于驱动所述曲轴转动；从动压电组件，包括从动轴、从动轮和从动压电悬臂梁，所述从动轴、所述从动轮和所述从动压电悬臂梁均位于所述容纳孔内，所述从动轴的一端可转动地安装于所述支撑件，所述从动轮与所述从动轴的靠近所述容纳孔的中心的一端固定连接，所述从动压电悬臂梁的一端与所述从动轮固定连接，多个所述从动压电悬臂梁在所述从动轮上绕着所述从动轴的旋转轴线均匀分布，所述主动压电悬臂梁在转动过程中与所述从动压电悬臂梁相互接触并产生弯曲变形；激励组件，与所述连杆连接，所述激励组件用于通过所述连杆激励所述曲轴转动；其中，所述主动压电悬臂梁的固定端和所述从动压电悬臂梁的固定端均设有两个导电层。

优选地，所述激励组件包括壳体、弹簧和质量块，所述壳体相对所述支撑件固定设置，所述弹簧的两端分别与所述壳体和所述质量块连接，所述质量块与所述连杆连接，所述质量块用于接受外部激励。

优选地，所述容纳孔为圆形，所述曲轴的旋转轴线穿过所述容纳孔的圆心。

优选地，所述压电装置包括多个所述主动压电组件和多个所述从动压电组件，每个所述主动压电组件与至少一个所述从动压电组件接触。

优选地，所述压电装置包括两个所述主动压电组件和四个所述从动压电组件，两个所述主动压电组件的所述曲轴相对设置，每个所述主动压电组件的两侧各设有一个与之接触的所述从动压电组件。

优选地，所述主动压电悬臂梁和所述从动压电悬臂梁均由软性取代的压电陶瓷制成。

优选地，设在所述主动压电悬臂梁上的两个所述导电层分别位于靠近所述主动轮的中心的内侧顶点处和远离所述主动轮的中心的外侧顶点处，设在所述从动压电悬臂梁上的两个所述导电层分别位于靠近所述从动轮的中心的内侧顶点处和远离所述从动轮的中心的外侧顶点处。