[发明专利]一种压电式振动俘能器

说明书

技术领域

本发明属于新能源和发电技术领域，具体涉及一种压电式振动俘能器。

背景技术

目前，解决能源短缺和环境污染已成为汽车行业关注的焦点，节能减排技术受到广泛的关注，新能源汽车解决了排放的问题，但节能技术在汽车领域还未有较大的突破。

汽车在行驶过程中，振动存在于许多方面，发动机的振动频率在几百赫兹，使用振动俘能器回收一部分振动能量，供给微机电系统使用，可减少能源的使用和环境污染。

振动能量回收主要有电磁式，静电式，压电式三种，其中压电式可达到相对较高的功率密度，并且结构简单，易于系统集成和微型化被广泛使用。

中国专利CN104485839A公开了一种用于回收柴油机振动能量的压电式振动俘能器，其采用压电陶瓷d33耦合工作模式，即作用力方向与压电片的极化方向相同，压电陶瓷易碎且该发明的共振频带较窄，无法调节共振频带。中国专利CN104485851A公开了一种拉压式振动俘能器，两个在其圆弧段粘接有压电片的金属片经铆钉相互铆接后构成压电振子，采集振动能量，该发明为避免压电片因拉应力过大而损坏需严格计算俘能器的结构，并且无法调节共振频带。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种压电式振动俘能器，解决了振动俘能器无法调节共振频带的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术。

一种压电式振动俘能器，包括压电片、中空的六棱柱形外壳、梁、圆台体；

所述六棱柱形外壳的内侧面焊接有上下两层梁，每层等角度布置三个梁，上下两层梁相互错开，即第一层梁在六棱柱形外壳的奇数内侧面，第二层梁在六棱柱形外壳的偶数内侧面；

所述梁的上下表面各布置一个压电片，且每个梁的上下表面的压电片并联，再与同一层梁上的压电片串联组成第一层压电片组，第二层压电片组和第一层压电片组相同，两组压电片组之间并联；

所述六棱柱形外壳中央布置一个圆台体，所述圆台体底端与六棱柱形外壳底部螺纹连接，当圆台体旋入六棱柱形外壳底部螺纹一半长度时，所述梁和圆台体之间刚好接触；所述圆台体可通过旋转上下移动，改变施加在梁上的应力；所述圆台体上粗下细。

进一步，所述六棱柱形外壳的材料为铝合金；所述六个梁的厚度均不相同，截面形状为矩形，材料为合金钢；所述压电片的材料为聚偏氟乙烯。

本发明的有益效果为：本发明通过选择压电片的材料、布置方式及连接方式，扩大了俘能器的共振频带；另外，通过圆台体改变俘能器的共振频带，提高了振动能量回收效率。本发明适用的场合更广，并且本发明结构简单，体积较小，可充分回收振动能量，供给微机电系统使用。

附图说明

图1为本发明一种压电式振动俘能器的结构示意图。

图2为本发明一种压电式振动俘能器的主视图。

图3为本发明一种压电式振动俘能器的俯视图。

图4为本发明一种压电式振动俘能器的能量回收电路图。

其中：1-压电片，2-六棱柱形外壳，3-梁，4-圆台体。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明利用压电片的d31耦合工作模式，即作用力方向与压电片的极化方向垂直，采用梁结构回收发动机的振动能量，将振动能量转变为有用的电能，本发明中的梁上可布置重物来降低俘能器的共振频率。