[发明专利]离心式压电发电机

说明书

一、技术领域

本发明是属于压电发电机领域的一种离心式压电发电机。

二、背景技术

近几十年进来，利用压电材料将环境中的机械能转换成电能的研究越来越受到人们的重视，国内外许多科学家对压电材料的研究都已经证明了压电材料有着广泛的用途，对压电材料特性的研究和发电能力的探讨也已经获得了实质性的效果，目前，在国内外对压电发电方面的研究方面，一般通过对振动能量的捕获实现发电目的的研究比较多，但是，为了减少机械零部件的的疲劳损伤和减少噪声，很多场合都会尽量的减少设备的振动，这就使得对振动能力的捕获更加困难。从目前的情况来看，旋转机械有着大量的可以转换的动能，但是，目前对于采用旋转机械的方式实现压电发电方面的研究目前还是比较少的，所以，提出一种能够从旋转机械的角度出发实现压电发电目的的一种压电发电机的技术方案还是很有必要的。

三、发明内容

本发明的目的是提出一种与机架连接的的一种离心式压电发电机的原理性技术方案。

本发明是这样实现的，机构中具有由压电材料和传统的具备完整的电能输出及储存系统辅助材料组成的的压电体4，其特征在于：机构中有外形成圆柱形的多个离心滚轮16，有其中装有压电体4的间接与机架连接的在离心滚轮16的滚压条件下产生正压电效应并能将电能引出的的多个压电单元，有与机架连接的外形成圆环形的中部制有通孔的并且在其外圆的圆周上沿径向制有多个阶梯形通槽或通孔的中间环17，有带有旋转轴的且中部制有同轴转动的转盘的并在其转盘的圆周上沿轴向制有多个可沿离心滚轮16长度方向装入离心滚轮16的并使离心滚轮16只可沿其转盘的径向做有约束运动的约束结构的旋转盘11，各零部件的组装结构是旋转盘11两端的转轴部分通过轴承与机架连接，在其转盘部位上的约束结构部位沿圆周装入多个离心滚轮16，与机架连接的中间环17同轴套装在旋转盘11上，在其上制有的多个阶梯通漕或通孔中固定装有多个其下端制有形状与其中间通孔直径对应并同轴的圆弧的压电单元。

可将压电单元通过机械固定或粘接的方法固定在中间环17上。

可将处于压电单元中的压电体4沿中间环17上制有的阶梯通槽的径向方向按照串联或并联或并、串联混合的方式排列多层。

可将旋转盘11上的旋转轴和转盘部分制成两体结构，并通过键连接，或用机械设备上的转轴通过键连接替代旋转轴。

可采用下述方案，既压电单元由固定环2、上垫块3、压电体4、下垫块5、螺钉6组成，其中，下垫块5为阶梯矩形结构，其下端矩形结构的长、宽尺寸小于其上端的矩形长、宽尺寸，上垫块3为矩形结构，固定盘2为圆环形结构，其内孔套装在中间环17的外圆上，在其圆周上，沿轴向制有多组分布规律与中间环17上阶梯通槽分布规律相同的螺孔，并通过螺钉6将由上至下同时压紧依次安装在中间环17上的各阶梯通槽中的上垫块3、沿通槽轴向排列的多个压电体4、下垫块5，在中间环17上，各阶梯通槽上端的宽槽部分沿轴向向两端通开，在轴向长度小于下垫块5下端矩形长度尺寸的离心滚轮16的中心，沿轴向同轴制有通孔，在其通孔的两端同轴制有轴承安装孔，在旋转盘11的圆周上制有可沿轴向装入离心滚轮16的环行槽，且环行槽两侧圆周上分别制有多个长度方向沿径向在圆周上开口并沿轴向通开的导向槽，在离心滚轮16的通孔中通过轴承14同轴装有两端外侧依次制有外螺纹和矩形轴段的滚轮轴15，滚轮轴15两端矩形轴段及中部轴段的总长度略大于旋转盘11的轴向尺寸，将装有滚轮轴15的离心滚轮16两端伸出的滚轮轴15的矩形轴段装入旋转盘11的导向槽后，两端分别通过滚轮轴15上的外螺纹装有垫圈13和螺母12，在机构轴向两侧，分别装有制有与机架连接的连接孔的圆盘形左接盘1和制有压电单元出线孔及旋转轴伸出孔的右接盘8，旋转盘两端的轴段分别通过轴承9与左接盘1和右接盘8连接，固定环2和中间环17分别通过其上制有的轴向通孔用螺栓螺母组18和螺栓螺母组19与左接盘1和右接盘8同轴固定连接在一起。

可以在在螺钉6与下垫块3之间增加一个弹簧机构。