一种基于无动力风帽的压电材料发电装置及其工作方法与流程

本发明属于压电材料应用，具体涉及一种基于无动力风帽的压电材料发电装置及其工作方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、无动力风帽又叫球形通风器或旋流式通风器，利用自然界的自然风速推动风机的涡轮旋转以实现室内外空气对流，可将任何平行方向的空气流动加速并转变为由下而上垂直的空气流动，以提高室内通风换气效果。无动力风帽不用电、无噪音、可长期运转，具备排除室内的热气、湿气和秽气的优势；因此，无动力风帽广泛应用在各行各业；根据空气自然规律和气流流动原理，将无动力风帽合理化地设置在屋面顶部，迅速排出室内的热气和污浊气体，改善室内环境。

3、压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料；即对压电材料施加压力时便会产生电位差(即正压电效应)，反之施加电压,则产生机械应力(即逆压电效应)。压电材料可因机械变形产生电场，也可因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用；一般广泛应用在换能器领域和发电领域，当压电材料受到外界环境振动或是外力时，会产生一定量的感应电荷，从而将环境中的机械能转化成了电能。

4、如何将无动力风帽和压电材料进行技术上的结合以实现清洁能源发电；是一种亟需解决的方案。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种基于无动力风帽的压电材料发电装置及其工作方法，将无动力风帽的旋转持续作用于压电材料，通过无动力风帽和压电材料的相结合形成基于无动力风帽的压电材料发电装置，产生并收集电能。

2、根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，采用如下技术方案：

3、一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，包括定子和转子，所述定子和转子均套设在所述无动力风帽的中心轴上；其中，

4、所述定子包括固定架以及卡接在所述固定架上的发电单元，所述发电单元包括依次连接的安装架和弹片，所述弹片上铺设有压电薄膜；

5、所述转子包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、连接杆和支撑杆；其中，所述第一轴承和所述第二轴承均套设在所述中心轴上，且分别设置在所述定子两侧；所述第一轴承和所述第二轴承之间设置有支撑杆，所述支撑杆上设置有第三轴承，所述支撑杆与所述第一轴承连接处设置有连接杆；

6、所述无动力风帽带动所述转子转动，在转动过程中，所述第三轴承碰触所述弹片，所述弹片随着第三轴承的转动而振动，弹片振动导致压电薄膜产生电能，实现基于无动力风帽的发电。

7、作为进一步的技术限定，所述连接杆的末端开设有通孔。

8、作为进一步的技术限定，所述支撑杆设置有两个；所述第三轴承与所述弹片在所述中心轴轴向方向上的位置相匹配。

9、作为进一步的技术限定，所述固定架设置有两个，每个所述固定架上均设置有若干个卡槽，所述卡槽的个数与所述发电单元的个数相匹配。

10、进一步的，所述安装架与所述卡槽在位置和数量上均匹配。

11、作为进一步的技术限定，所述固定架轴向方向的一侧开设有第一固定孔，所述第一固定孔通过螺钉将所述固定架固定在所述中心轴上。

12、进一步的，所述固定架轴向方向的另一侧套设有卡箍，所述卡箍上开设有第二固定孔，所述第二固定孔通过卡箍螺钉将所述卡箍固定在所述固定架上。

13、作为进一步的技术限定，所述第一轴承和所述第二轴承的结构设置一致。

14、作为进一步的技术限定，基于无动力风帽的压电材料发电装置还包括与所述压电薄膜电连接的整流模块和电池模块；所述电池模块采用蓄电池。

15、根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种基于无动力风帽的压电材料发电装置的工作方法，采用了第一方案所提供的基于无动力风帽的压电材料发电装置，采用如下技术方案：

16、一种基于无动力风帽的压电材料发电装置的工作方法，包括：无动力风帽带动转子转动，在转动过程中，第三轴承碰触弹片，弹片随着第三轴承的转动而振动，弹片振动导致压电薄膜产生电能，实现基于无动力风帽的发电。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、本发明通过不需外加能量而实现空气流动的无动力风帽，在空气流动时，无动力风帽旋转进而实现转子的旋转，定子固定在中心轴上，形成压电材料的发电装置，即实现风能向电能的转化，实现清洁能源的发电。

技术特征：

1.一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，包括定子和转子，所述定子和转子均套设在所述无动力风帽的中心轴上；其中，

2.如权利要求1中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述连接杆的末端开设有通孔。

3.如权利要求1中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述支撑杆设置有两个；所述第三轴承与所述弹片在所述中心轴轴向方向上的位置相匹配。

4.如权利要求1中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述固定架设置有两个，每个所述固定架上均设置有若干个卡槽，所述卡槽的个数与所述发电单元的个数相匹配。

5.如权利要求4中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述安装架与所述卡槽在位置和数量上均匹配。

6.如权利要求1中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述固定架轴向方向的一侧开设有第一固定孔，所述第一固定孔通过螺钉将所述固定架固定在所述中心轴上。

7.如权利要求6中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述固定架轴向方向的另一侧套设有卡箍，所述卡箍上开设有第二固定孔，所述第二固定孔通过卡箍螺钉将所述卡箍固定在所述固定架上。

8.如权利要求1中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，所述第一轴承和所述第二轴承的结构设置一致。

9.如权利要求1中所述的一种基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，还包括与所述压电薄膜电连接的整流模块和电池模块；所述电池模块采用蓄电池。

10.一种基于无动力风帽的压电材料发电装置的工作方法，采用了如权利要求1-9中任一项所述的基于无动力风帽的压电材料发电装置，其特征在于，无动力风帽带动转子转动，在转动过程中，第三轴承碰触弹片，弹片随着第三轴承的转动而振动，弹片振动导致压电薄膜产生电能，实现基于无动力风帽的发电。

技术总结
本发明属于压电材料应用技术领域，具体涉及一种基于无动力风帽的压电材料发电装置及其工作方法，包括分别套设在中心轴上的定子和转子；定子包括固定架以及卡接在固定架上的发电单元，发电单元包括安装架和弹片，弹片上铺设有压电薄膜；转子包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、连接杆和支撑杆；第一轴承和第二轴承均套设在中心轴上，且分别设置在定子两侧；第一轴承和第二轴承之间设置有支撑杆，支撑杆上设置有第三轴承，支撑杆与第一轴承连接处设置有连接杆；无动力风帽带动转子转动，在转动过程中，第三轴承碰触弹片，弹片随着第三轴承的转动而振动，弹片振动导致压电薄膜产生电能，实现基于无动力风帽的发电。

技术研发人员：周长阳,王昊,郑晓,张勇
受保护的技术使用者：三三智能科技（日照）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17