一种拉压振动式四方向压电发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能量采集发电领域，尤其涉及一种基于压电效应的拉压振动式能量采集与转化的发电装置。
【背景技术】
[0002]伴随着工业化、信息化的发展，机械设备的运行便会产生各式各样的振动，这些振动是一种能量表现形式，如果不对这些能量加以采集就会被浪费掉;另一方面，机械设备的运行情况需要时刻检测，而检测装置的工作离不开能量的供应，某些地方的检测又仅适合独立的电源，传统电池因使用寿命有限而难以满足检测装置持续、长久的电能供应。尽管目前压电发电装置已有许多，但效率偏低，电能输出量也较小。因此，开发长期、高效、电能输出量高的压电供能方式成为该领域亟待解决的关键技术问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型所采用的技术方案为:
[0004]一种拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:包括一根驱动轴或两根嵌套驱动轴和变力机构，压电发电装置;所述变力机构由轴套和拉压力臂、压板组成;所述压电发电装置由压板、导轨、压电堆，以及壳体组成;所述压电堆由若干个压电片组成。
[0005]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:变力机构为四组，且每组有两个拉压力臂，拉压力臂分别和轴套、压板形成铰链。
[0006]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:压电发电装置是四组，且均匀的分布于轴的周围。
[0007]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:压板两面各两个压电堆，每个压电堆的一面与压板接触，另一面与壳体接触。
[0008]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:每组压电发电装置有四根导轨，且相互平行。
[0009]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:壳体是由四个相同的壳体部件构成，每两个壳体部件通过螺钉固定在一起。
[0010]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:壳体部件的主视图为L形;壳体部件内有一定厚度的长方体形状的中空，且左侧和下册为通透;在拐角内侧的两个面上均设有长方形通透的开口，每个平面上的长方形的一条边在拐角内侧的另一平面内，该边的对边在壳体内中空所形成的长方体的一个面内；在拐角处设有两条钣金，钣金是拐角内侧的两个平面向拐角对角的延伸，其厚度与两个平面上长方形开口厚度相同，各钣金两端均设有内倒平角。
[0011]所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:在L形壳体部件的‘一竖’、‘一横’中的‘一竖’的上边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对导轨孔，右边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对螺钉孔;在L形壳体部件的‘一竖’、‘ 一横’中的‘ 一横’的右边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对导轨孔，上边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对螺钉孔。
[0012]由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为:
[0013]1、本实用新型中的驱动轴和变力装置之间的连接关系，将振动力进行放大，最终传递到压板上。
[0014]2、本实用新型中的嵌套动力轴和变力装置、弹簧之间连接关系，在提供一对方向相反的往返式拉力的情形下，变力装置将拉力进行放大，最终传递到每个压板上。
[0015]3、本实用新型中的压电堆、压板、导轨以及壳体之间的连接关系，使四个压板同时在导轨上滑动并且挤压压板两侧压电堆变形发电，四组压电发电机装置的十六个压电堆并联输出电能。
[0016]4、本实用新型可以采集环境中的振动能，通过驱动轴，变力机构将力放大并传递到压板，进而驱动压电片变形产生电能。将本实用新型应用到机电领域，能够解决一些电器设备供能问题。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实的整体外观主视图。
[0018]图2为本实用新型变力机构的原理图。
[0019]图3为本实用新型实例一的结构示意图。
[0020]图4为本实用新型中壳体部件的俯视图。
[0021]图5为本实用新型中壳体部件的剖视图。
[0022]图6为本实用新型实例二的结构示意图。
[0023]其中:1-驱动轴，101-轴一，102-轴二，103-限位槽，104-限位销，2_轴套，3_、拉压力臂，4-压板，5-压电堆，6-导轨，7-壳体部件，701-导轨孔，702-螺钉孔，703-长方形开口，704-钣金，705-扇形曹，706_倒平角，8-螺钉，9_弹簧。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0025]实施例一。
[0026]如图1至图2，一种拉压振动式四方向压电发装置
[0027]，包括一根驱动轴I和四组变力机构，四组压电发电装置组成;所述变力机构由轴套2和拉压力臂3、压板4组成;述压电发电装置由压板4、压电堆5、导轨6，以及壳体部件7组成。
[0028]所述压电堆5由若干个压电片组成，压电堆5共有十六个，压板4、压电堆5、壳体的配合关系为过盈配合，压板上下的压电堆5均处与半压缩状态。
[0029]所述变力机构为四组，且每组有两个拉压力臂3，驱动轴I做轴向运动时带动拉压力臂3相对于轴和压板4发生偏转，从而实现力的放大并以拉力或压力性质传个给压板4;在各压电堆5处于半压缩状态时拉压力臂3与驱动轴I所形成的角度为60度，拉压力臂3与驱动轴I形成的角度范围为30度到90度，从60度至90从60度至30度过程中压板4外侧压电堆5收到进一步挤压，而压板4内侧压电堆5逐渐恢复常态，此时拉压力臂3所受力为压力，度所受力为压力;两组变力机构可以起到降低或抵消驱动轴I径向力的作用。
[0030]所述变力机构的原理介绍如下:如图2，举例说明，AB为被拉直的绳子，只要在绳子中心稍加用力绳子的张力就会很大。根据图中力三角形模型可以得出a>b，便可得出该实用新型中的拉压力臂3具有力放大作用。
[0031 ]如图4和图5，所述壳体是由四个相同的壳体部件7构成，四个壳体部件7通过四个螺钉8链接在一起;所述壳体部件7的主视图为L形，壳体部件7内有一定厚度的长方体形状的中空，且左侧和下册为通透，在拐角内侧的两个面上均设有长方形通透的开口，每个平面上的长方形的一条边在拐角内侧的另一平面内，该边的对边在壳体内中空所形成的长方体的一个面内，在拐角处设有两条钣金704，钣金704是拐角内侧的两个平面向拐角对角的延伸，其厚度与两个平面上长方形开口 703厚度相同，各钣金704两端均设有内倒平角706;在L形壳体部件7的‘一竖’、‘一横’中的‘一竖’的上侧的面内靠近壳体部件7前后两端设有一对导轨孔701，右侧的面内靠近壳体部件7前后两端设有一对螺钉孔702;在L形壳体部件7的‘一竖’、‘ 一横’中的‘ 一横’的右侧的面内靠近壳体部件7前后两端设有一对导轨孔701，上侧的面内靠近壳体部件7前后两端设有一对螺钉孔702。
[0032]所述压电发电装置为四组，且四组压电发电装置均匀的分布在轴I周围，压电发电装置的压电堆5置于压板4两侧各一对，压板4两侧的两个压电堆5的另一侧是壳体部件7的钣金704;压电发电装置的压板4与四个平行导轨6相连接，压板4可以在导轨6上来回滑动，运动的压板4对压电堆5进行挤压，压电堆5变形产生电能。
[0033]实施例二。
[0034]如图3和图6，该实例的不同之处在于:本实例的驱动轴不是一根，而是两根相互嵌套的驱动轴，所述嵌套动力轴I是由两根相互嵌套的轴一 101和轴二 102构成，每个轴上设有轴套2和弹簧9，轴一 101在嵌套端设有限位槽103，轴二 102在嵌套端设有一个限位销104，在轴一 101、轴二 102的外端分别同时提供拉力或压力，则可以实现压板4在导轨6上滑动，运动的压板4对压电堆5进行挤压，压电堆5变形产生电能;所述弹簧一端接触轴套2，一端靠近壳体的轴的出口处，如果两根驱动轴I只有向外的拉力，弹簧将提供返回力，如果两根驱动轴I的力有拉力也有压力且两拉力或两压力方向相反，则可以不加弹簧。
【主权项】
1.一种拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:包括一根驱动轴或两根嵌套驱动轴和变力机构，压电发电装置;所述变力机构由轴套和拉压力臂、压板组成;所述压电发电装置由压板、导轨、压电堆，以及壳体组成;所述压电堆由若干个压电片组成。2.根据权利要求1所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:变力机构为四组，且每组有两个拉压力臂，拉压力臂分别和轴套、压板形成铰链。3.根据权利要求1所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:压电发电装置是四组，且均匀的分布于轴的周围。4.根据权利要求1所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:压板两面各两个压电堆，每个压电堆的一面与压板接触，另一面与壳体接触。5.根据权利要求1所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:每组压电发电装置有四根导轨，且相互平行。6.根据权利要求1所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:壳体是由四个相同的壳体部件构成，每两个壳体部件通过螺钉固定在一起。7.根据权利要求6所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:壳体部件的主视图为L形;壳体部件内有一定厚度的长方体形状的中空，且左侧和下册为通透;在拐角内侧的两个面上均设有长方形通透的开口，每个平面上的长方形的一条边在拐角内侧的另一平面内，该边的对边在壳体内中空所形成的长方体的一个面内；在拐角处设有两条钣金，钣金是拐角内侧的两个平面向拐角对角的延伸，其厚度与两个平面上长方形开口厚度相同，各钣金两端均设有内倒平角。8.根据权利要求6所述拉压振动式四方向压电发电装置，其特征在于:在L形壳体部件的‘ 一竖’、‘ 一横’中的‘ 一竖’的上边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对导轨孔，右边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对螺钉孔;在L形壳体部件的‘一竖’、‘一横’中的‘一横’的右边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对导轨孔，上边的面内靠近壳体部件前后两端设有一对螺钉孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于压电效应的拉压振动式能量采集与转化的发电装置，包括一根驱动轴或两根嵌套驱动轴和四组组变力机构，四组压电发电装置；所述变力机构由轴套和拉压力臂、压板组成；所述压电发电装置由压板、导轨、压电堆，以及壳体部件组成；所述压电堆由若干个压电片组成；本实用新型能够将轴向力做功转化为电能，可以用于能量采集与转化，从而可以解决一些小功率设备的电能供应问题。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN205265561
【申请号】CN201520976502
【发明人】丁冠军, 朱文斗, 张燕, 张龙波, 王峰
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月1日