[发明专利]用于低功耗电子元件供能的冲击式升频压电发电装置

说明书

本发明公开了用于低功耗电子元件供能的冲击式升频压电发电装置，以解决当前已有的压电发电装置在高压气体直接冲击时存在的俘能效率低，输出功率小，使用寿命短等技术问题。本发明包括气管连接装置、气流冲击式升频压电组件和紧定螺钉三部分。所述气流冲击式升频压电组件将气流冲击动能转化为机械振动能量，通过拨动磁力传动元件使其与压电发电组件相互激励，利用压电材料的正压电效应实现能量的转化。本发明使用弹性放大结构将低频气体冲击转化为高频的机械振动，利用磁铁间的磁力扰动提升了压电元件的振动频率，显著提高了压电发电装置的俘能效率和输出功率，在低功耗电子元件供能技术领域具有广泛的应用前景。

本发明设计用于低功耗电子元件供能的冲击式升频压电发电装置，属于低功耗电子设备供能技术领域。

背景技术

随着微电子技术发展，微电子器件工作需要的能源更少，低功耗电子元件在气动系统领域中得到广泛应用，因此使用气动技术俘获外界能量为低功耗电子元件供能成为可能。目前，对低功耗电子元件进行稳定，可靠的供电是保证其正常工作的前提，气动系统领域的低功耗电子元件自供能方式主要三种类型：电磁式，静电式及压电式。压电能量俘获技术因具有更大的输出功率、结构简单、成本较低、便于系统模块化和集成化，而更加广泛地应用于在气动系统环境中俘获能量。

气体动能是气动系统中大量存在的能量形式，具备安全清洁可再生等优势，传统的压电发电装置普遍利用工业环境中的高压气体直接冲击压电发电装置来俘获电能，存在着俘能效率低，输出功率小，使用寿命短的问题，而利用磁力辅助式升频压电发电结构将俘获的高压气体动能转化为电能的能源收集技术，由于具有能量转换效率高、成本低且使用寿命长等优势，成为微能源转化与供给技术的研究热点。因此，合理利用气动系统环境中的气体能量，结合磁力辅助式升频压电发电结构将气体能量转化为电能为低功耗电子元件供能，可有效解决传统的压电发电装置带来的俘能效率低，输出功率小，使用寿命短等问题，促进了工业制造装备技术的智能化水平，为气动系统中低功耗电子元件提供稳定有效的供能成为可能。

发明内容

为解决当前已有的压电发电装置在高压气体直接冲击时存在的俘能效率低，输出功率小，使用寿命短等技术问题，本发明公开用于低功耗电子元件供能的冲击式升频压电发电装置，为低功耗电子元件提供一种效率高，功率稳定的供电装置。

本发明所采用的技术方案是：

所述用于低功耗电子元件供能的冲击式升频压电发电装置由气管连接装置、气流冲击式升频压电组件及紧定螺钉组成，其中气管连接装置与气流冲击式升频压电组件通过紧定螺钉紧固连接。

所述气管连接装置设置有通孔Ⅰ，所述通孔Ⅰ位于气管下管壁上且沿外轮廓均匀分布，其与气流冲击式升频压电组件的螺纹孔Ⅰ配合，通过紧定螺钉安装固定，实现气管连接装置与气流冲击式升频压电组件的紧固连接。

所述气流冲击式升频压电组件包括外壳、固定杆Ⅰ、紧定销Ⅰ、拨动杆、传动块、固定销、固定杆Ⅱ、紧定销Ⅱ、双钩弹簧、磁力传动元件、扇形磁铁、压电发电组件、单钩弹簧、端盖和固定螺钉。所述外壳与气管连接装置在紧定螺钉的作用下固定连接；所述固定杆Ⅰ通过紧定销Ⅰ固定在外壳内部；所述拨动杆与固定杆Ⅰ间隙配合，使其可在固定杆Ⅰ上自由转动；所述传动块与固定杆Ⅱ间隙配合，使其可在固定杆Ⅱ上自由转动；所述固定销固定在固定杆Ⅱ中部以限制传动块轴向位移；所述固定杆Ⅱ通过紧定销Ⅱ固定在外壳内部；所述双钩弹簧分别连接传动块的下端及磁力传动元件的上端；所述扇形磁铁通过胶粘固定在磁力传动元件表面上且呈周向分布；所述压电发电组件固定在外壳的内壁；所述单钩弹簧与磁力传动元件的底端连接；所述端盖与外壳在固定螺钉作用下固定连接。