3-1-4，用于螺纹孔2-3-1-3的设置;所述固定板2-3-1设有导线圆孔
2-3-1-5，其用于压电元件2-3-4导线的布置;所述螺钉2-3-2用于与固定板2-3-1中心位置设有的螺纹孔2-3-1-3旋合连接，以实现方形基板2-3-3的固定;所述方形基板2-3-3安装于固定板2-3-1设有的方形槽2-3-1-2，所述方形基板2-3-3—端设有圆形通孔2-3-3-1，用于方形基板2-3-3的安装固定;所述压电元件2-3-4通过环氧树脂胶粘接在方形基板2-3-3上下两个平面上。所述活塞一 2-4由活塞板一 2-4-1和密封环一 2-4-2组成;所述活塞板一 2-4-1设有环形槽一 2-4-1-1，其用于密封环一 2-4-2的安装；；所述活塞板一 2-4-1两端平面设有η个圆形细柱2-4-1-2;所述密封环一2-4-2安装于活塞板一2-4-1设有环形槽一2-4-1-1，以实现活塞板一 2-4-1与腔体2-2的密封连接。
[0021]本实施方式的具体发电过程:两发电腔发电过程相同，其发电过程可分为三个阶段:冲击过程发电、保压过程发电和复位过程发电。具体发电过程如下:冲击发电阶段，气缸I由后端盖气孔流入的气体，一部分通过气管5进入能量收集装置2，另一部分留在气缸1，进入能量收集装置2中的气流直接冲击发电组件一 2-3和活塞一 2-4，发电组件中压电元件2-
3-4发生形变，活塞一2-4压迫另一侧发电组件一 2-3产生形变，从而产生电能;保压发电阶段，随着进入能量收集装置2气体的增加，能量收集装置2内气压升高，压迫活塞一2-4从而使发电组件一 2-3中压电元件2-3-4变形输出电能，随着进入气缸I气体量的增加，压缩空气推动活塞使气缸I正常运动，活塞运动时气缸I和能量收集装置2内会产生不稳定的气体波动，不断地对活塞一 2-4施加交变的作用力，活塞一 2-4使发电组件一 2-3中压电元件2-3-4产生反复的形变，从而输出电能;复位发电阶段，是在气缸I处于后端盖气孔排气时，气体通过腔体端盖2-1的圆形通孔2-1-1排出，压电发电装置2内部气压减小，发电组件一 2-3进行复位，从而有负电输出，当负向电压减小为零时，本实用新型完成了一个周期的发电过程。重复上述工作过程，可实现本实用新型的连续发电。
[0022]【具体实施方式】二:结合图8?图11说明本实施方式。
[0023]本实施方式提供另一种采用压电悬臂梁结构的发电气缸的具体实施方案。其结构组成和连接方式与【具体实施方式】一相同，不同之处在于所述所述悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置2其结构包括腔体端盖2-1、腔体2-2、发电组件二 2-5、活塞二 2-6组成；所述发电组件二 2-5由螺纹环2-5-1、金属基板2-5-2和压电片2-5-3组成，所述螺纹环2-5-1外圆周设有外螺纹四2-5-1-1，用于与腔体2-2两端内侧设有内螺纹二2-2-2旋合连接，以实现发电组件二2-5的固定;所述螺纹环2-5-1内圆周侧壁设有环形凹槽2-5-1-2，以实现金属基板2-5-2的安装固定，所述环形凹槽2-5-1-2可与m个金属基板2-5-2固定连接，m为大于等于I的正整数;所述金属基板2-5-2—端安装于螺纹环2-5-1内圆周中心位置设有环形凹槽2-5-1-2，并用环氧树脂胶胶粘连接;所述金属基板2-5-2上下两个平面分别与压电片2-5-3通过环氧树脂胶胶粘连接;所述压电片2-5-3通过环氧树脂胶粘接在金属基板2-5-2上下两个平面上;所述活塞二 2-6由活塞板二 2-6-1和密封环二 2-6-2组成;所述活塞板二 2-6-1设有环形槽二2-6-1-1，以实现密封环二2-6-2的安装;所述活塞板二2-6-1两端面中心设有圆柱形凸起2-6-1-2;所述密封环二2-6-2安装于活塞板二2-6-1设有的环形槽二2-6-1-1，以实现活塞板二 2-6-1与与腔体2-2的密封连接。
[0024] 本实施方式的发电原理过程与【具体实施方式】一的发电过程相同。
【主权项】
1.悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置(2)为对称结构，其结构包括腔体端盖(2-1)、腔体(2-2)、发电组件一 (2-3)或发电组件二 (2-5)、活塞一 (2-4)或活塞二 (2-6);所述腔体端盖(2-1)中心位置设有圆形通孔(2-1-1)，其用于实现能量收集装置(2)与激励源的气体流通;所述腔体端盖(2-1)—端设有外螺纹一 (2-1-2)，其用于实现能量收集装置(2)与激励源的连接;所述腔体端盖(2-1)另一端设有外螺纹二 (2-1-3);所述腔体(2-2)为对称结构，其两端外侧设有内螺纹一(2-2-1)，其用于与腔体端盖(2-1)设有的外螺纹二(2-1-3)旋合连接，以实现腔体端盖(2-1)与腔体(2-2)的固定连接;所述腔体(2-2)两端内侧设有内螺纹二 (2-2-2);所述腔体(2-2)中间设有阶梯孔(2-2-3)，以实现发电组件一(2-3)或发电组件二(2-5)的固定以及活塞一(2-4)或活塞二(2-6)的安装;所述腔体(2-2)中间腔壁设有导线孔(2-2-4)，以实现发电组件一 (2-3)或发电组件二 (2-5)导线的引出。2.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述发电组件一 (2-3)由固定板(2-3-1)、螺钉(2-3-2)、方形基板(2-3-3)和压电元件(2-3-4)组成;所述固定板(2-3-1)外圆周设有外螺纹三(2-3-1-1)，用于与腔体(2-2)两端内侧设有内螺纹二 (2-2-2)旋合连接，以实现发电组件一 (2-3)的固定;所述固定板(2-3-1)设有η个方形槽(2-3-1-2)，η为大于等于I的正整数，其用于实现方形基板(2-3-3)的安装;所述固定板(2-3-1)中心位置设有η个螺纹孔(2-3-1-3)，其用于与螺钉(2-3-2)的旋合连接，以实现方形基板(2-3-3)的固定;所述固定板(2-3-1)设有凸台(2-3-1-4)，用于螺纹孔(2-3-1-3)的设置;所述固定板(2-3-1)设有导线圆孔(2-3-1-5)，其用于压电元件(2-3-4)导线的布置;所述螺钉(2-3-2)用于与固定板(2-3-1)中心位置设有的螺纹孔(2-3-1-3)旋合连接，以实现方形基板(2-3-3)的固定;所述方形基板(2-3-3)安装于固定板(2-3-1)设有的方形槽2-3-1-2，所述方形基板(2-3-3)—端设有圆形通孔(2-3-3-1)，用于方形基板(2-3-3)的安装固定;所述压电元件(2-3-4)粘接在方形基板(2-3-3)上下两个平面上。3.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述活塞一 (2-4)由活塞板一 (2-4-1)和密封环一 (2-4-2)组成;所述活塞板一 (2-4-1)设有环形槽一(2-4-1-1)，其用于密封环一(2-4-2)的安装；；所述活塞板一(2-4-1)两端平面设有η个圆形细柱(2-4-1-2);所述密封环一 (2-4-2)安装于活塞板一(2-4-1)设有环形槽一(2-4-1-1)，以实现活塞板一(2-4-1)与腔体(2-2)的密封连接。4.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述发电组件二 (2-5)由螺纹环(2-5-1)、金属基板(2-5-2)和压电片(2-5-3)组成，所述螺纹环(2-5-1)外圆周设有外螺纹四(2-5-1-1)，用于与腔体(2-2)两端内侧设有内螺纹二(2-2-2)旋合连接，以实现发电组件二 (2-5)的固定;所述螺纹环(2-5-1)内圆周侧壁设有环形凹槽(2-5-1-2)，以实现金属基板(2-5-2)的安装固定，所述环形凹槽(2-5-1-2)可与m个金属基板(2-5-2)固定连接，m为大于等于I的正整数;所述金属基板(2-5-2)—端安装于螺纹环(2-5-1)内圆周中心位置设有环形凹槽(2-5-1-2)，并胶粘连接;所述金属基板(2-5-2)上下两个平面分别与压电片(2-5-3)胶粘连接;所述压电片(2-5-3)粘接在金属基板(2-5-2)上下两个平面上。5.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述活塞二 (2-6)由活塞板二 (2-6-1)和密封环二 (2-6-2)组成;所述活塞板二 (2-6-1)设有环形槽二(2-6-1-1)，以实现密封环二(2-6-2)的安装;所述活塞板二(2-6-1)两端面中心设有圆柱形凸起(2-6-1-2);所述密封环二 (2-6-2)安装于活塞板二 (2-6-1)设有的环形槽二(2-6-1-1)，以实现活塞板二(2-6-1)与与腔体(2-2)的密封连接。6.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述能量收集装置(2)两端可与两个激励源连通，亦可与同一激励源连通。7.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述激励源可为气缸或其它适宜的气动元件。8.根据权利要求1所述的悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，其特征在于所述发电组件一(2-3)与活塞一(2-5)配合使用，所述发电组件二(2-4)与活塞二(2-6)配合使用。
【专利摘要】本实用新型公开了一种悬臂梁型压电式气动系统双激励能量收集装置，以解决当前气动压电发电装置结构复杂、能量利用率低、噪声大、只能由单激励源激励等问题。本实用新型包括腔体端盖、腔体、发电组件一或发电组件二、活塞一或活塞二；所述能量收集装置通过气动接头和气管与激励源连通。压电元件在压缩空气的冲击、气体压力以及压力波动的作用下产生机械形变，并在低压时进行复位，基于压电效应产生电能。本实用新型具有结构简单、适用于双激励源、能量利用率高、噪声小以及成本低等技术优势，此外，通过整流储能电路可将产生的电能进行收集整理，为物联网节点进行供能。本实用新型在气动技术领域具有广阔的应用前景。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN205319973
【申请号】CN201620030544
【发明人】程廷海, 何猛, 秦峰, 宋兆阳, 姜洋, 李义康
【申请人】长春工业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月14日