[实用新型]一种气动系统双激励源作用下压电堆叠式能量收集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气动系统双激励源作用下压电堆叠式能量收集装置，属于气动技术领域。

背景技术

气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量和信号传递的工程技术，是实现自动化生产与工业控制的重要手段之一，以其成本低、污染小、易调控等优点在加工、制造、汽车生产等领域中应用广泛。而气动执行器作为气动系统实现功能的执行元件，在气动系统中有着不可替代的重要地位，在工业生产中，为了实现特定的功能通常将多个气动执行器组合使用。随着气动技术的发展，气动执行器作为气动系统中重要组成部分，人们对其输出精度及响应速度等参数提出了更高的要求，物联网技术在气动系统中的应用则可以满足人们的需求，因此气动技术与物联网结合成为气动技术智能化发展趋势之一。目前，气动系统中物联网节点通常由传感器和无线通信模块组成，其供电方式一般采用外接电路和电池供电，外接电路供电会使气动系统供电线路复杂，增加系统维护的成本和困难程度；而电池供电则存在电池体积大、使用寿命短，需频繁更换等问题，难以满足传感器和无线通信模块持续工作的要求；同时，电池含有重金属，废旧电池处理不当会造严重的环境污染。

由于气动系统本身能量大，结合气动系统自身特点俘获气动系统能量为物联网节点供能具有良好的发展前景。现有中国实用新型专利《气动发电装置》，授权公告号为CN 201898457 U，授权公告日为2011.07.13，公开一种气动发电装置，包括充气装置、密封容器、控制装置及压电晶体，充气装置与密封容器连通并向密封容器充气，控制装置与密封容器连接，控制装置靠近压电晶体安装，控制装置将密封容器中的压缩空气形成气流，并将气流的作用力传递到压电晶体，使压电晶体将机械能转换成电能，供与压电晶体电连接的用电器使用。中国发明专利《一种基于射流微振荡器激励的能量收集装置》，申请公告号为CN 102594202 A，申请公告日为2012.07.18，公开一种基于射流微振荡器激励的能量收集装置，该装置包括壳体、双稳射流元件、第一振荡腔、第二振荡腔和输出电路；第一振荡腔和第二振荡腔对称布置在双稳射流元件的左右两侧；在第一振荡腔和第二振荡腔上分别设有膜片，在膜片上设有压电片，双稳射流元件进气口与气动设备的排气口连通。由于双稳射流元件的附壁效应，气体反复循环在两侧振荡腔中形成振荡气体，振荡腔中振荡气流带动腔室上的膜片振动，膜片的振动驱动其上的压电片振动变形产生电荷。上述已有技术存在发电装置结构复杂、占用空间大以及难以实现集成化与微型化等问题；同时上述技术方案中所公开的发电装置是采用开放环境下进行气流冲击俘能，存在能量利用率低、噪声大等问题；并只能由单个激励源激励。中国实用新型专利《一种气动系统双激励源作用下膜片式压电发电置》，授权公告号为CN 205490238 U，授权公告日为2016.08.07，公开了一种气动系统双激励源作用下膜片式压电发电装置，其发电组件主要由膜片式压电元件组成，基于其压电效应实现电能的输出。中国实用新型专利《钹型结构双激励气动压电俘能器》，授权公告号为CN205490237 U，授权公告日为2016.08.07，公开了一种钹型结构双激励气动压电俘能器，其发电组件主要由钹型压电元件组成，基于其压电效应实现电能的输出。基于此本实用新型提出一种基于新型压电元件压电堆叠的能量收集装置，压电堆叠具有发电量大、使用寿命长、能量利用率高等诸多优点。

发明内容

为了解决上述气动能量收集装置结构复杂、能量利用率低、噪声大、只能由单个激励源激励等问题，本实用新型公开一种适用于工业气动系统环境、并可提高气动系统能量利用率、适用于双激励源（所述激励源可为气动执行器或者气动系统中其它适宜的气动元件），产生的电能可为物联网网络节点供能的一种气动系统双激励源作用下压电堆叠式能量收集装置。