[发明专利]一种周向布置的压电式雨滴能发电装置

说明书

本发明涉及新型能源领域，尤其涉及一种周向布置的压电式雨滴能发电装置，旨在解决现有压电式雨滴能收集装置的压电传感器的雨滴接触面积较小，捕能效率较低以及压电传感器的振动频率不可调节，仅能对一定范围内的雨滴有较好的捕能效果的问题。该周向布置的压电式雨滴能发电装置，通过周向均布多个压电传感器，利用弹性薄膜将多个压电传感器连接成一个整体的弹性结构，增大了整个装置与雨滴的接触面积，提高了雨滴冲击概率，提高捕能效率，有利于充分收集降雨能量；通过调节机构与导轨、滑块的配合，实现弹性薄膜张紧力的调节，改变压电传感器的振动频率，以适应不同的降雨等级的发电要求。

技术领域

本发明涉及新型能源领域，尤其涉及一种周向布置的压电式雨滴能发电装置。

背景技术

降雨是常见的自然现象，蕴含了丰富的能量，表现为雨水在下落时所具有的动能，与风能、太阳能等主流可再生能源相比，降雨能源的收集利用还是一个崭新的领域。近些年来，采用压电材料收集降雨能量得到了研究者们的关注，主要是利用压电效应将雨滴冲击能量转换为电能，在一些降雨丰富的地区，该技术有望成为传统能源或其他可再生能源的替代技术。

现有的压电式雨滴能量收集装置采用单个压电传感器作为捕能元件，将单个压电传感器安装成悬臂梁结构，雨滴冲击引起压电悬臂梁的振动，进而利用压电效应输出电压。

然而，单个压电传感器的接触面积有限，雨滴冲击到单个压电传感器表面的概率较低，而且单个压电传感器对于雨滴的冲击位置非常敏感，导致压电传感器的输出电压不稳定，捕能效率较低。此外，不同的降雨等级对应了不同的雨滴直径和冲击速度，而现有压电式雨滴能收集装置的压电传感器的振动频率不可调节，因此仅能对一定范围内的雨滴有较好的捕能效果。

发明内容

本发明提供一种周向布置的压电式雨滴能发电装置，以解决现有压电式雨滴能收集装置的压电传感器的雨滴接触面积较小，捕能效率较低以及压电传感器的振动频率不可调节，仅能对一定范围内的雨滴有较好的捕能效果的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种周向布置的压电式雨滴能发电装置，包括支架，支架的上端与支撑盘固定连接，支撑盘的上端圆周固定导轨，导轨上滑动安装滑块，导轨的一端与固定环固定连接，滑块的上端通过上盖片固定安装压电传感器，压电传感器的一端与弹性薄膜固定连接，滑块和固定环的下端安装调节机构，固定环上设置螺栓孔，固定环上的螺栓孔的数量与导轨的数量相等，导轨、滑块、压电传感器三者的数量相等。

在上述的周向布置的压电式雨滴能发电装置中，可选的是，调节机构包括螺杆，螺杆的上端与固定环固定连接，螺杆的下端与调节螺母螺纹连接，调节螺母的上方设置圆柱凸台，圆柱凸台与调节环转动连接，调节环与连杆的下端转动连接，连杆的上端与滑块转动连接，连杆的数量与滑块的数量相等。

在上述的周向布置的压电式雨滴能发电装置中，可选的是，圆柱凸台的上方设置限位环，调节环位于限位环的下方。

在上述的周向布置的压电式雨滴能发电装置中，可选的是，支架对称设置两个，支架的上端与支撑盘通过螺栓连接，支撑盘的上端与导轨通过螺栓连接。

在上述的周向布置的压电式雨滴能发电装置中，可选的是，压电传感器采用PVDF压电传感器。

在上述的周向布置的压电式雨滴能发电装置中，可选的是，导轨的数量为六个，六个导轨的内端部均与固定环通过螺栓连接。

有益效果：

(1)通过周向均布多个压电传感器，充分利用有限的空间提高雨滴与压电传感器的接触面积，提高雨滴对压电传感器表面的冲击概率，提高捕能效率。

(2)通过调节机构与导轨、滑块的配合，实现弹性薄膜张紧力的调节，改变压电传感器的振动频率，以适应不同的降雨等级的发电要求。