一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置，包括能量发生器、能量收集模块和储能元件，能量发生器连接能量收集模块，能量收集模块连接储能元件；所述能量发生器包括压板、缓冲块、压电陶瓷、减震器和外壳，压板通过减震器与缓冲块连接，缓冲块与压电陶瓷配合使用，压电陶瓷采用架空处理安放在外壳内，压电陶瓷下方为架空部分，架空部分的高度为3mm，减震器位于压电陶瓷两侧。该装置结构简单，操作方便；将压电陶瓷的形变量控制在3mm以内，避免压电陶瓷因受力过度导致损坏，降低了故障率，免去频繁更换和维修的麻烦，延长了使用寿命，降低成本。
【专利说明】
一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种能量装置，具体是一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置。
【背景技术】
[0002]压电陶瓷材料具有“正逆变压电效应”，即当压电陶瓷材料受到机械力冲击瞬间形变而产生电能。压电发电是一种新的无污染的能源利用方式，目前基于压电陶瓷的发电装置是利用压电陶瓷的正压电效应，即受力发生形变产生电能从而进行能量收集利用，因此，压电陶瓷是发电核心。如果压电陶瓷受力过大导致形变过度，会损坏而失去作用，因此对压电陶瓷的保护措施尤为重要。现有技术都是在受力方面对压电陶瓷进行保护，即尽可能减少受力或者在压电陶瓷受到压力之前设置缓冲装置:通过设置受力杆和弹性组件的支撑结构;通过安装缓冲装置，减少压电陶瓷的受力等。但这些都是尽可能减少受力，无法彻底避免压电陶瓷受力过大形变过度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]—种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置，包括能量发生器、能量收集模块和储能元件，能量发生器连接能量收集模块，能量收集模块连接储能元件;所述能量发生器包括压板、缓冲块、压电陶瓷、减震器和外壳，压板通过减震器与缓冲块连接，缓冲块与压电陶瓷配合使用，压电陶瓷采用架空处理安放在外壳内，压电陶瓷下方为架空部分，架空部分的高度为3_，减震器位于压电陶瓷两侧。
[0006]作为本实用新型进一步的方案:缓冲块和减震器均采用抗冲击性能好的材料制作。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:该装置结构简单，操作方便;将压电陶瓷的形变量控制在3mm以内，避免压电陶瓷因受力过度导致损坏，降低了故障率，免去频繁更换和维修的麻烦，延长了使用寿命，降低成本。
【附图说明】
[0008]图1为基于压电陶瓷的能量收集及利用装置的原理图。
[0009]图2为基于压电陶瓷的能量收集及利用装置中能量发生器的剖面图。
[0010]图3为基于压电陶瓷的能量收集及利用装置中能量发生器受力时的剖面图。
[0011 ]其中:1-压板，2-缓冲块，3-压电陶瓷，4-减震器，5-外壳，6-外壳内表面，7_架空部分，8-能量发生器，9-能量收集模块，I O-储能元件。
【具体实施方式】
[0012]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0013]请参阅图1-3，一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置，包括能量发生器8、能量收集模块9和储能元件10，能量发生器8连接能量收集模块9，能量收集模块9连接储能元件10;所述能量发生器8包括压板1、缓冲块2、压电陶瓷3、减震器4和外壳5，压板I通过减震器4与缓冲块2连接，缓冲块2与压电陶瓷3配合使用，压电陶瓷3采用架空处理安放在外壳5内，压电陶瓷3下方为架空部分7，架空部分7的高度为3mm，减震器4位于压电陶瓷3两侧。缓冲块2和减震器4均采用抗冲击性能好的材料制作。
[0014]本实用新型的工作原理是:通过查阅相关资料和实验，压电陶瓷3发电部分的有效形变量为3mm。将该装置放于人流量较大的场所，能量发生器8放于地面上，能量收集模块9放在某处，压电陶瓷3的正负极通过导线连接在能量收集模块9上。人在行走中产生的大量无效的机械能量施加到压板I使其形变聚集能量，向下形变带动缓冲块2使压电陶瓷3发生形变产生电能，这个时候减震器4起到缓冲作用，减轻压电陶瓷3受到的压力。当受力较小时，压电陶瓷3形变量不超过3mm，压电陶瓷3不会接触到外壳内表面6，此时压电陶瓷3形变量小于架空距离；当受力较大时，压电陶瓷3理论形变量超过了3mm时，压电陶瓷3下表面便会接触到外壳内表面6，从而阻止压电陶瓷3继续形变，也就是控制压电陶瓷3的最大形变量为3mm，从而在保证最大发电量的同时，保护压电陶瓷3不因受力过大发生过度形变而导致损坏。压电陶瓷3形变产生的不稳定的能量经过能量收集模块9收集后，便可变为稳定的电能储存到储能元件10中，供人们使用。该装置结构简单，操作方便;将压电陶瓷3的形变量控制在3mm以内，避免压电陶瓷3因受力过度导致损坏，降低了故障率，免去频繁更换和维修的麻烦，延长了使用寿命，降低成本。
[0015]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种基于压电陶瓷的能量收集及利用装置，其特征在于，包括能量发生器、能量收集模块和储能元件，能量发生器连接能量收集模块，能量收集模块连接储能元件;所述能量发生器包括压板、缓冲块、压电陶瓷、减震器和外壳，压板通过减震器与缓冲块连接，缓冲块与压电陶瓷配合使用，压电陶瓷采用架空处理安放在外壳内，压电陶瓷下方为架空部分，架空部分的高度为3mm，减震器位于压电陶瓷两侧。
【文档编号】H02N2/18GK205545003SQ201620099193
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】邬登金, 刘牛, 赵肖宇, 曹宇, 梁光胜
【申请人】华北电力大学