[发明专利]一种转动碰撞式月面压电能量收集装置及其工作方法

摘要

本发明公开了一种转动碰撞式月面压电能量收集装置及其工作方法，压电能量收集装置包括斯特林发动机、转动轮、固定轮和储能模块，固定轮和转动轮上分别安装了压电发电单元，斯特林发动机冷端设置在月面土壤中，热端设置在月面上。工作时，利用月面上下温差来压缩和膨胀设置在冷、热端中的惰性气体，从而驱动斯特林发动机并带动转动轮连续沿逆（顺）时针方向旋转。随着转动轮的旋转，压电发电单元之间发生碰撞导致压电陶瓷弯曲形变从而在表面产生电荷，并将电荷收集到储能模块实现发电。本发明利用月球上的温度差来实现压电发电，结构简单，工作效率高，且全天候收集能量。

主权项

一种转动碰撞式月面压电能量收集装置，其特征在于，包括固定轮（1）、转动轮（3）、斯特林发动机（4）和储能模块（6）；所述固定轮（1）呈圆圈状，固定在月球上；所述转动轮（3）的圆心通过轴承（7）固定在固定轮（1）的圆心处，使得转动轮（3）和固定轮（1）同心并处于同一平面，且转动轮（3）能够转动；所述固定轮（1）和转动轮（3）上均设有若干压电发电单元（2）；所述压电发电单元（2）包含直杆（2.1）和附加质量块（2.3）；所述直杆（2.1）两端分别为固定端和撞击端，两侧均设有压电陶瓷片（2.2）；所述附加质量块（2.3）设置在所述直杆（2.1）的撞击端；所述直杆（2.1）两侧的压电陶瓷片（2.2）均与所述储能模块（6）电气相连；所述固定轮（1）上压电发电单元（2）的固定端固定在固定轮（1）的内圈上，撞击端朝内，直杆所在直线经过固定轮（1）的圆心；所述转动轮（3）上压电发电单元（2）的固定端固定在转动轮（3）的周边上，撞击端朝外，直杆所在直线经过转动轮（3）的圆心；所述转动轮旋转时，固定轮（1）上压电发电单元（2）的附加质量块（2.3）与转动轮（3）上压电发电单元（2）的附加质量块（2.3）相互撞击后错开；所述斯特林发动机（4）的热端（4.1）设置在月球表面，冷端（4.2）埋放在月壤中，通过连杆带动转动轮（3）转动。