[发明专利]双稳态压电悬臂梁发电箱

说明书

本发明公开了双稳态压电悬臂梁发电箱，包括踏板、盖板、箱体、齿轮、齿条、弹簧、套筒、双面齿条、跳动夹具、跳动齿、悬臂梁和磁铁块，所述盖板与箱体通过螺钉连接，踏板位于盖板上方，与齿条连接，齿条下端部与内部装有弹簧的套筒连接，齿条与小齿轮啮合，小齿轮与大齿轮同轴固定，大齿轮与其两侧的双面齿条啮合，双面齿条与跳动齿接触，跳动齿通过弹簧以及转轴安装在跳动夹具上，跳动夹具上安装压电悬臂梁且与内部装有弹簧的套筒连接，所述压电悬臂梁基础层上下表面贴有压电片，箱体内壁上安装与悬臂梁末端磁铁块磁极相对的磁铁块。

技术领域

本发明为一种双稳态压电悬臂梁发电箱，可有效采集集行人和车辆对地面作用的机械能进行发电，属于压电发电及再生环保新能源领域。

背景技术

随着天然气、石油等非再生能源的减少，能源成为当今世界面临的一重大问题，寻求新能源的同时利用可再生能源是必不可少的。利用压电材料的正压电效应可将周国环境中的机械能转化成电能，以实现电子设备的自供能，可以实现能源循环再利用，既能够解决电池更换不方便问题，又能够节约能源，保护环境。

中国专利(公开号CN104009669A)公开了一种分块悬臂梁结构的压电地板装置，该发明在一个装置中利用顶板直接作用在压电片上进行发电，压电片变形比较小，很难推广。中国专利(公开号CN103986369A)公开了一种利用沥青路面变形进行发电的道路发电装置，该装置利用安装在路面沥青中的压电发电装置进行发电，但压电片的变形比较小，且难以实现。

发明内容

为了能够最大限度的利用机械能，并且充分利用各种频率的振动进行发电，本发明提供了一种双稳态压电悬臂梁发电箱，其结构设计使之具有能在任何振动频率下都能有效发电的能力，只要作用有一定大小的力或震动就能正常工作，这使得此装置有广阔的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明双稳态压电悬臂梁发电箱的技术方案是：盖板与箱体通过螺钉连接；踏板的下表面安装有弹簧一，位于盖板上方，且与齿条连接；齿条下端部与内部装有弹簧一的套筒一连接；所述齿条与小齿轮啮合，带动大齿轮转动，小齿轮与大齿轮同轴固定；所述大小齿轮通过齿轮轴和轴承安装在箱体上；所述大齿轮与其两侧的双面齿条啮合；所述双面齿条上下端部与内部装有弹簧二的套筒二连接；所述双面齿条与跳动齿接触；所述跳动齿通过弹簧四以及转轴安装在跳动夹具上；所述跳动夹具上安装压电悬臂梁且与内部装有弹簧三的套筒三连接；所述套筒一、套筒二和套筒三起导向和限位的作用；所述压电悬臂梁基础层上下表面贴有压电片；所述箱体内壁上安装与悬臂梁末端磁铁块磁极相对的磁铁块；所述双面齿条上下移动时，跳动夹具会随其移动而移动，同时，在双面齿条和弹簧四的作用下跳动齿发生转动，当转动到一定角度时，跳动齿就越过与其接触的齿条轮齿，从而使跳动夹具产生跳动而使安装在其上的压电悬臂梁发生双稳态振动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是。

(1)本发明利用跳动夹具的跳动而使压电悬臂梁产生变形，由于弹簧三的影响，跳动齿每一次跳动过后，跳动夹具都会持续振动直到完全衰减，因此发电效率高。

(2)本发明由于跳动齿会持续跳动，这相当于系统持续受激，系统能量利用率高。

(3)本发明增加齿轮传动，使得踏板很小的位移也能使双面发条和跳动夹具产生较大的位移，压电悬臂梁也因此有较大的振幅，因此发电效果好。

附图说明

图1是本发明中压电悬臂梁的结构示意图；

图2是本发明中跳动夹具与跳动齿和弹簧四装配的结构示意图；

图3是本发明中跳动夹具装配结构剖视示意图；

图4是本发明中同轴齿轮的结构示意图；

图5是本发明中整体外形结构示意图；

图6是本发明中整体外形结的全剖示意图；