[发明专利]一种基于水流冲击的压电发电装置

说明书

本发明公布了一种基于水流冲击的压电发电装置，属于压电发电领域；由冲刷板、联动簧片、主挤压板、钹形压电元件、牵引轴、小型挤压板、联动杆、磁铁块、弹簧组成；所述冲刷板与簧片之间通过双边钩结构连接；簧片与挤压板间通过弹簧进行连接，冲刷板后部设有细孔用以安装联动杆；联动杆一端连接冲刷板，一端穿过压电区块到达后侧牵引轴，牵引轴和小挤压板共同作用产生二次挤压；所述冲刷板将联接联动簧片和联动杆；冲刷板将直接被水流冲刷产生一定的对内挤压效果；冲刷板与簧片之间通过双边钩结构连接；联动簧片与挤压板间通过弹簧进行连接，牵拉轴与挤压板间放置磁块；压电振子采用钹形压电元件。

技术领域

本发明涉及一种基于水流冲击的压电发电装置，属于压电发电领域。

背景技术

水利发电作为当今时代一个普遍且绿色的能源方式，人们一直在寻找新的发电方式，而我国境内遍布的河流达数千条之多，拥有足够的水力资源。足够的资源也带来了足够的隐患，对于这些隐患国内专家学者相继提出了相应的监测方法和手段，包括针对河水污染的水质监测技术，针对防洪及造成泥石流等自然灾害的雨量、水位以及河道水流速度监测技术等多方面。虽然目前所提出的某些监测方法在技术层面已较成熟，但尚未得到大面积的推广应用，其主要原因之一是监测系统供电问题未得到很好的解决。而压电式发电作为一种新兴的发电方式，利用正压电效应，当压电片产生变形时，能够产生一定的电量，利用这些电量可以给予微型传感器供电，在未来拥有一定的前景。

发明内容

本发明提供一种基于水流冲击的压电发电装置。通过流体对装置的冲刷挤压联动装置中的一些元件产生电能。

本发明采用的技术方案是：一种基于水流冲击的压电发电装置，由冲刷板、联动簧片、挤压板、联动杆、二次挤压模块(牵引轴和小挤压板)、磁铁块、弹簧、钹形压电元件组成。

所述冲刷板将联接簧片和联动杆；冲刷板将直接被水流冲刷产生一定的对内挤压效果；冲刷板与簧片之间通过双边钩结构链接；簧片与挤压板间通过弹簧进行连接，从而可以对压电振子起到更好的形变效果，冲刷板后部设有细孔用以安装联动杆；联动杆一端连接冲刷板，一端穿过压电区块到达后侧二次挤压模块，二次挤压模块由牵引轴和四个小挤压板构成；牵拉轴与挤压板间放置磁块，从而对小的水流下依旧有较好的挤压效果；压电振子采用钹形压电元件。

在本发明中，所述钹形压电元件由2个钹形端帽和1个矩形陶瓷片，2个端帽黏贴在矩形陶瓷片上、下表面，陶瓷采用PZT－8；2个端帽的顶部，外压力通过端帽变形转换成陶瓷片的张力，由于压电材料的正压电效应将在陶瓷片表面产生自由电荷，陶瓷片上、下极之间产生电压，为负载提供电能。

在本发明中，所述簧片主要分为三段；a段位于在挤压板后侧钩齿处，能够让冲刷板在受到流体冲刷后对簧片进行一次向下的挤压，簧片收缩，b段链接挤压板，内侧设有弹簧孔用于连接弹簧，c段将流体引出装置。

在本发明中，所述二次挤压模块分为三部分：a部分联动杆一端连接冲刷板，一端穿过压电区块到达后侧牵引轴：b部分牵引轴上置有4处凹槽用于放置磁块：c部分为四块小挤压板，装有与牵引轴上磁极相反的磁块。

本发明的特色在于：(1)运用钹形压电元件，在持续挤压下也可以进行压电发电，可以在多种环境下使用；(2)通过两组挤压模块将不同激励下的能量妥善利用，充分达到能量高效率转换的特点。

附图说明

图1所示为本发明的结构示意图；

图2所示为冲刷板A的结构图；

图3所示为簧片的B结构图；

图4所示为钹形压电元件D的结构图；

图5所示为牵引轴E的结构图；

图6所示为带有小型挤压板F的结构图；

图7所示为二次挤压模块的整体结构图；