[实用新型]一种用于气动系统传感器供能的磁力辅助压电发电装置

说明书

本实用新型公开了一种用于气动系统传感器供能的磁力辅助压电发电装置，为解决当前现有的压电供能装置存在能量收集率低，能量收集带宽窄，产生的电能小等问题。本实用新型包括气管连通装置、发电装置组件、旋转驱动装置和紧定螺钉Ⅰ四部分，所述气管连通装置和发电装置组件通过紧定螺钉Ⅰ紧固连接，所述旋转驱动装置通过和滚珠轴承过盈配合安装在发电装置组件上。本实用新型利用磁力间的相互作用和压电材料的正压电效应对气体能量进行充分收集，增大了压电元件的振幅，拓宽了能量收集带宽，显著提高俘能装置的能量收集效率和电能产生效率，在气动系统中传感器供能方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种用于气动系统传感器供能的磁力辅助压电发电装置，属于新能源和气动技术领域。

背景技术

在工业生产过程中，常利用气动技术来实现自动化生产与工业控制。气动技术与其他的传动和控制方式相比，其装置价格相对低廉、安装维护简单，使用安全、无污染、高速高效。而且气动控制具有防火、防爆、防潮等功能。因此，气动技术应用广泛在加工、制造等领域中。在气动系统管道内，存在着巨大的能量，尚未有效利用。而气动系统管道内布置有众多传感器，用于监测管道流体的流量、压力等数据。目前传感器较多使用化学电池供电或是外接线路直接供电的方式，化学电池寿命有限，需要定期更换，导致成本增加和环境污染，而直接供电需要布置线路，存在维修相对不便等问题。

利用压电材料的正压电效应俘获环境微能源转化为电能的环境能源收集技术，具有能量转换效率高、清洁无污染及使用寿命长等优势，成为微能源转化与供给技术的研究热点。气动系统中的压缩气体也具有安全清洁可再生等优势。因此，合理利用气动系统中的气体能量，结合压电材料的正压电效应将气体能量转化为电能为气动系统传感器供能，可有效解决外接电路供电带来的布线复杂及电池供电带来的需定期更换、污染环境等问题，对提高工业制造装备技术的智能化水平具有促进作用。目前已经有压电俘能装置应用气动系统管道环境为传感器供能，但其发电供能装置存在能量收集率低，能量收集带宽窄，产生的电能小等问题。因此，需研究一种用于气动系统中传感器的新型能源供给技术以解决目前所存在的问题。

发明内容

为解决当前已有压电俘能装置在低频高压气体激励时存在的俘能频带窄、能量收集效率低、功率小等技术问题，本实用新型公开了一种用于气动系统传感器供能的磁力辅助压电发电装置，为低功耗电子设备提供一种俘能频带宽、能量收集效率高、功率大的供能装置。

本实用新型采用的技术方案是：

所述一种用于气动系统传感器供能的磁力辅助压电发电装置包括气管连通装置、发电装置组件、旋转驱动装置、紧定螺钉Ⅰ四部分。所述气管连通装置和发电装置组件通过紧定螺钉Ⅰ紧固连接，所述旋转驱动装置通过和滚珠轴承过盈配合安装在发电装置组件上。

所述气管连通装置中间开口位置均匀对称布置有沉头孔，紧定螺钉Ⅰ通过沉头孔与螺纹孔Ⅱ紧固连接，缺口管壁对称布置在气管连通装置的开口左右两侧。

所述发电装置组件设置有底座、端盖、紧定螺钉Ⅱ、滚珠轴承和压电发电组件；其中端盖对称布置在底座顶部的左右两侧，通过紧定螺钉Ⅱ螺纹连接固定，滚珠轴承对称放置在底座左右内壁的轴承安装孔中，安装固定在底座上，压电发电组件均匀对称分布在底座的前后内壁上。

所述底座顶部靠近边缘的位置设置有螺纹孔Ⅰ，通过紧定螺钉Ⅱ固定到底座上，所述螺纹孔Ⅱ布置在底座半圆缺口底部，其与紧定螺钉Ⅰ紧固连接，所述轴承安装孔对称设置在左右内壁中部位置，用于安装滚珠轴承；所述端盖顶部均匀设置有通孔Ⅰ，紧定螺钉Ⅱ通过通孔Ⅰ与螺纹孔Ⅰ进行紧固连接，弧形凹槽布置在端盖侧面，其与缺口管壁配合安装，实现管道密闭不漏气；所述压电发电组件设置有压电元件和方形磁铁，所述压电元件粘接到底座的内壁上，所述方形磁铁通过胶粘连接到压电元件的外表面上。