专利名称：单摆式压电发电机的制作方法
技术领域：
本发明属于振动利用、能量收集、清洁能源领域。尤其涉及一种利用单摆和压电效应发电的发电机。
背景技术：
自然环境中广泛存在可再生的清洁能源，如风能、太阳能等。随着低功耗电子技术的发展，利用振动回收能量发电具有潜在的应用价值。到目前为止，利用振动进行发电的振动能量回收装置，即振动发电机主要基于三种机理电磁感应、压电效应和静电效应。电磁感应式振动发电机产生的电流大而电压小， 压电效应式电压大而电流小，静电式电压和电流均较小。对于压电发电机，新型压电材料和新型发电机结构都是目前研究热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用单摆和压电效应发电的发电机。一种单摆式压电发电机，其特征在于由基座、连接于基座下方的单摆部件、安装于基座上均匀排布于单摆部件周围的悬臂梁压电部件组成；上述单摆部件由摆线和摆锤组成；上述每个悬臂梁压电部件均由悬臂梁和贴在悬臂梁上的压电片组成。上述单摆式压电发电机，其特征在于上述基座的横截面可为圆形或者多边形。单摆悬挂于连接基座底部中心位置。多片贴有压电片的悬臂梁环绕安装在单摆四周。当单摆在外界激励下摆动时敲击悬臂梁引起悬臂梁振动，同时安装在悬臂梁上的压电片产生变形，并在压电片正负表面产生电荷。将压电片正负极用导线与负载连接，就可以测量负载的电流、电压和功率，或者将电荷收集利用。由于悬臂梁安装时环绕单摆安装，因此当单摆沿任意方向摆动时都可以敲击到悬臂梁，从而提高了发电效率，且可以在复杂多变的自然界中使用。本发明创新提出了一种利用单摆和压电效应发电的新型发电机结构，该发电机结构简单，方便在复杂多变的自然环境使用，可以收集多种形式的环境能量尤其可以用来收集低频振动能量。
图I :悬臂梁上贴有压电片示意 图2 :单摆结构示意 图3 :实施例一二维不意 图4 :实施例一底视 图中标号名称1、摆线，2、摆锤，3、悬臂梁，4、压电片，5、基座，6、螺栓，7、垫片。
具体实施例方式 下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明
本发明中的发电机由单摆、悬臂梁3阵列部件，压电片4和基座5组成。将贴有压电片的悬臂梁3阵列环绕单摆安装在基座5上。当单摆在外界激励下摆动时，摆锤敲击悬臂梁3引起振动，同时安装在悬臂梁上的压电片4产生变形，并在压电片4正负表面产生电荷，再通过外界电路将电荷收集利用。 实施例一
本实例中将基座5设计成一六棱柱状，在一悬臂梁(3)上贴上压电陶瓷后再固定于六棱柱其中一侧面，如图I。单摆悬挂于基座5底部中心部位，并平行于悬臂梁，如图2。将贴有压电陶瓷的悬臂梁3对称安装固定在六棱柱的六个面，形成悬臂梁阵列。图3为实施一的三维示意图。图4为实施例一的底视图剖面图。当发电机在外界作用下晃动时，内部单 摆摆动摆锤就会敲击悬臂梁3，从而使压电陶瓷变形产生电荷发电。由于整个发电机结构对称性，当单摆沿任意方向摆动时都可以敲击到悬臂梁，从而提高了发电效率，且可以在多变的自然界中使用。
权利要求
1.一种单摆式压电发电机,其特征在于 由基座(5)、连接于基座(5)下方的单摆部件、安装于基座(5)上均匀排布于单摆部件周围的悬臂梁压电部件组成； 上述单摆部件由摆线(I)和摆锤(2 )组成； 上述每个悬臂梁压电部件均由悬臂梁(3)和贴在悬臂梁上的压电片(4)组成。
2.根据权利要求I所述的单摆式压电发电机，其特征在于上述基座(5)的横截面可为圆形或者多边形。
3.根据权利要求I所述的单摆式压电发电机，其特征在于上述悬臂梁(3)通过螺栓 (6)和垫片(7)安装于基座(5)上。
全文摘要
本发明公布了一种单摆式压电发电机，属于振动利用、能量收集、清洁能源领域。本发明由基座(5)、连接于基座(5)下方的单摆部件、安装于基座(5)上均匀排布于单摆部件周围的悬臂梁压电部件组成；上述单摆部件由摆线(1)和摆锤(2)组成；上述每个悬臂梁压电部件均由悬臂梁(3)和贴在悬臂梁上的压电片(4)组成。本发明结构简单，能适用于复杂多变的自然环境，尤其可以用来收集低频振动能量。
文档编号H02N2/18GK102739109SQ201210234378
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者崔小斌, 胡俊辉, 芦小龙 申请人:南京航空航天大学