[发明专利]一种压电振动发电机

摘要

本发明涉及一种压电振动发电机，属于发电领域。框架的上下壁板上装有挂架，磁块与其两端挂架构成链节，挂架侧耳上铆有销钉；换能器由压电振子与两销套构成，压电振子由金属与压电膜粘接而成；俘能单元I中换能器上下端销套分别装在上壁板挂架及链节上端挂架上、II中换能器上下端销套分别装在链节下端挂架及下壁板挂架上；支架法兰装在下壁板上，支架摆杆上装有导柱并由螺母锁紧，导柱上套带磁环的质量块，质量块与螺母间设有碟簧，磁环与磁块同性磁极靠近安装；特色与优势：两组伸缩式压电振子经铰链与框架及链节连接且变形相互制约，激励磁环带有可调质量且可任意方向运动，故可靠性高、低频特性好、发电能力强、振动方向适应能力强。

主权项

一种压电振动发电机，其特征在于：框架由上壁板及下壁板与立柱焊接而成，上下壁板上分别通过螺钉安装有数量相等的挂架；磁块上下两端分别经螺钉安装有挂架，磁块与其上下两端所安装的挂架构成链节；所述各挂架侧耳上的销孔中均铆有销钉；换能器由压电振子与其两端所铆接的销套构成，压电振子由带圆弧凸起金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成；俘能单元I中各换能器上端的销套通过销钉装在上壁板挂架的侧耳上、下端的销套通过销钉装在链节上端挂架的侧耳上；俘能单元II中换能器下端的销套通过销钉装在下壁板挂架的侧耳上、上端的销套通过销钉装在链节下端挂架的侧耳上；支架的端部法兰通过螺钉装在下壁板上，支架的弹性摆杆自由端经螺纹装有导柱，导柱上下两端分别由背紧螺母锁紧，导柱上套有质量块，质量块与两背紧螺母间均设有碟簧，质量块上镶嵌有磁环，磁环与磁块的同性磁极靠近安装且其对称中心处于同一水平面上；为使压电振子最大限度地利用振动能量发电、并避免压电膜因拉应力过大而损坏，俘能单元I中压电振子上的圆弧段在垂直方向被拉直时，俘能单元II中压电振子处于不受外力的自然状态，故上下壁板挂架侧耳上销孔的中心距为L=2L1+L3+n[2Rarcsin(L22R)-L2],]]>压电振子不受外力作用时金属膜上圆弧外表面的最小半径为R=hm+hp2{2α+11-α(1-β)[α2(1-β)-1-ηEpTp]},]]>式中：α＝hm/(hm+hp)，hp和hm分别为压电膜和金属膜厚度，η=(1-α)[1-α(1-β)]+αβ/(1+k312),]]>β＝Em/Ep，Ep和Em分别为压电膜和金属膜的杨氏模量，Tp分别为压电材料机电耦合系数和许用拉应力，L1为换能器H上两销套孔的中心距，L2为金属膜上的圆弧弦长，L3为链节上下两端挂架侧耳上的销孔中心距，n为单个压电振子上的圆弧数量。