CN103701362A - 组合式压电发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压电与磁电相结合提高空间利用率的发电系统，该系统由发电装置和调节充电电路两部分组成，发电装置又包括压电和磁电两部分：其中当上壳（10）上下运动时会对压电片产生周期性的挤压，而使压电片产生电荷；同时当上壳运动时会带动内壁缠绕的线圈做切割磁感线运动而产生电荷，在调节电路当中将压电产生的电荷与电磁感应产生的电荷收集并结合起来而提高了该装置的输出量；在压电部分采用了新型传力结构，提高压电片的单位受力，而提高发电量；同时又配合磁电装置，使发电量进一步提高。本发明改善了压电发电量小的问题，并且通过与磁电相结合，有效的提高了发电量和发电效率，具有结构简单，发电量高，绿色环保等优点。

Description

组合式压电发电系统

技术领域

本发明涉及发电和充电装置，特别是涉及一种压力发电和磁电发电的组合应用于电池充电或对外供电的装置。

背景技术

由于压电材料性能的提高，如PVDF、压电光纤等新型材料提高了压电材料的柔韧性和压电转化效率，同时还看到国外同行们在正压电方向的研究成果。国内学者们也开始了对正压电效应的研究。

现在国内外专家学者分别从压电材料、压电振子的结构、能量收集电路就提高能量的转化效率做出研究。

对于压电材料方面的研究。现在常用的压电材料有锆钛酸铅,又称为PZT。虽然PZT型的压电材料应用最为广泛,但PZT陶瓷易碎,使得PZT压电片在压电俘能系统中不能承受大的应变。Lee等研究表明在高频周期载荷作用下,压电陶瓷极易产生疲劳裂纹,发生脆性断裂，故又有了另一种常用的压电材料为聚偏氟乙稀(PVDF)。PVDF是一种压电聚合体,相比于与PZT,具有更好柔韧性。Lee等研究表明PVDF更适合应用于交变载荷的场合。且由于PVDF的柔韧性能更好,其使用寿命更长,俘获的能量将更多。最新的研究结果Mohammadi等研究了一种压电光纤混合体,它由不同直径的压电光纤和环氧树脂构成，这种材料柔韧性和压电转化效率较以前的均有提高。现在，专家们又提出了纳米压电材料。

对于压电振子的结构的研究。现在常用的有直压型、钹型、悬臂梁型。Kim等研制出了一种新型的cymbal压电俘能装置,在压电圆片两侧分别粘接一个相同的碟形金属帽。这种结构与堆结构相比,金属帽能使压电片上的应力分布更加均匀,从而有利于提高了压电俘能装置的俘能效率。哈工大谢涛等对矩形、梯形和三角形的压电悬臂梁电荷灵敏度进行了研究,分别建立矩形、梯形和三角形压电悬臂梁电荷灵敏度的数学模型,研究表明,在相同激励作用下,三角形压电悬臂梁具有最高的电荷灵敏度,俘获能量最大。华中科技大学胡洪平等对螺旋状压电俘能器进行了结构性能分析,讨论了激励加载方式与输出能量功率密度的关系,得出面内加载方式优于面外加载方式的结论,同时讨论了阻抗、外加质量块对俘能器性能的影响规律。与此同时，中南大学陈子光等理论研究了压电陶瓷圆柱壳的扭转振动,可将旋转机械能转换为电能,并获得了压电陶瓷圆柱壳俘能器输出电压、输出电流、效率及输出功率密度的解析表达式。

对于能量采集电路和存储装置研究现状，KIM等用由一个全桥整流器和充电电容组成标准能量存储电路对cymbal俘能器进行了实验研究,能量储存装置现在大部分采用超级电容，Guan和Liao等对超级电容器与可充电镍氢电池、可充电锂离子作为能量存储元件进行了研究。研究显示超级电容电池的充电效率最大可以达到95%，锂离子电池的最大充电效率是92%,略低于超级电容，镍氢电池充电效率最低,最大可达到69%。

综上所述，以上几种方式均是极力发掘压电陶瓷的发电效率，而考虑到压电发电主要应用在体积空间有效的地方，故提出了与磁电相组合的新型压力发电装置，来提高有效空间内的发电量。同时对压电发电的传力结构进行了创新性的设计，以此来提高压电部分的发电量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了提高一定空间内的压电装置的发电量和有效空间内整个系统的空间发电效率，提供一种组合式压电发电系统，该系统通过物理分解力的方式来提高一定空间下压电发电的效率，结合磁电发电来进一步提高整个系统在一定空间的发电效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供的组合式压电发电系统是一种将压电陶瓷的正压电效应和磁电的电磁感应效应相结合起来组成的发电装置，其通过人行走时产生的踩压力作用在发电盒的上壳的上端面上，产生向下的位移，使绕在上壳内壁的线圈切割嵌于发电盒的底壳侧壁的磁铁产生的磁感线，从而产生电流，与此同时下压对压电叠堆前面的与上壳相连的机械振子作用时，由于物理分解力现象的存在，压电叠堆受压面的单位面积上的力提高，压电发电部分开始作用产生电荷，通过导线输送到调节电路中。

该组合式压电发电系统主要由发电盒、调节电路和充电电路组成，其中：由发电盒产生的电量经导线流入调节电路，经调节电路调节成稳定电压时，再经导线与充电电路相连，将电量储存起来。

所述发电盒内可以设有压电发电部分和磁电发电部分。

所述压电发电部分可以由包括导轨、压电叠堆、中心传力机构组成，其中：导轨与塑料底座通过通孔相连，由多片压电片通过薄铜片并联成的压电叠堆置于导轨中，中心传力机构通过中心沉头螺钉装在上壳上。所述中心传力机构由机械振子、弹簧、楔形垫片、底部托盘组成，其中：弹簧放置在机械振子的内部通孔，底部托盘与底壳中心上的孔配合，楔形垫片与机械振子相切。

所述磁电发电部分可以包括磁铁、缠绕在上壳内壁的漆包线线圈、固定磁铁的塑料底座、导程部分，其中：磁铁嵌在底壳的侧壁上；塑料底座与磁铁相连，并且奇数位的三个塑料底座是通过导程部分与底壳相连，剩余三个则是与导轨紧配合固定；所述导程部分由导程杆上部铰孔、导程杆、导程套筒、六角螺母、垫圈组成，其中：导程杆上部铰孔位于导程杆的上部，导程杆与导程套筒之间紧配合，六角螺母与导程套筒之间螺栓配合，垫圈与导程杆之间用沉头螺钉连接。

所述的压电叠堆，其压电片之间要用薄铜片并联连接；在靠近机械振子的一侧要放置一个硬质的楔形垫片。

所述发电盒的发电量大小即行程可以通过导程杆上部的沉头螺钉来调节，其中：导程杆装在奇数位的塑料底座上。

所述机械振子的上半部分设有一截为减少接触面从而减少摩擦阻力的直圆柱，下半部分为球型的振子，其通过中心沉头螺钉与上壳相连；上壳与底壳之间可以通过弹簧连接，从而能够实现往复运动。

本发明提供的上述组合式压电发电系统，其用途是：通过调节电路、将压电部分的电流和磁电部分的电流统一稳定输出，再通过充电电路对锂电池进行充电。

所述的锂电池可以采用充电电流为3.7V、500mA的锂电池。

本发明可以通过在楔形垫片将受到力的机械振子和压电叠堆连接起来，利用物理分解力的方式来提高压电叠堆受力面的单位面积上的力从而提高了压电发电量，同时将压电发电与磁电相结合，从而提高整个系统的发电量和有效空间的利用率，具体为：当上壳受力运动时会向下运动时与机械振子接触使压电叠堆受到一个径向力作用产生形变从而产生电荷，与此同时，随着上壳的移动，上壳内壁缠绕的线圈会与磁铁产生电磁感应作用而产生电流，两者产生的电荷通过导线输送到调节电路中。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.克服了压电发电电量小、不易于收集等特点：通过压电发电与磁电相结合，使得装置整体的发电量较单一压电发电的电量有了明显的提高，同时这种结合也使得有限空间内的发电效率有了很大突破，提高了有限空间的空间利用率。按照理论建模得到的压电片所占整个空间的最优体积比，压电部分的发电量与直压式发电量，在直径为120mm，高度为21.5mm的圆柱体内的，相比可以提高3.2倍，配合4000高斯的强力磁铁，240匝，0.11mm的漆包线的磁电发电，可以给3.7V、500mA的锂电池充电。

2.该装置在有限空间内具有更高的压电发电量：通过物理分解力的原理将力进行分解，从而提高了压电单位面积的受力情况，从而提高了压电发电量。采用此传力结构，可以使横放的压电片上的单位面积的受力，较直接压而没有中心机械振子的竖着放置的相同数量的压电片，在相同空间（Φ120×21.5的圆柱体）下的，单位面积的受力提高3.2倍。根据力与发电量是成正相关的关系，故其发电量壳提高3.2倍。

3.该装置结构简单安装方便：发电装置只由一个底壳和上壳组成，压电片和磁铁线圈等都固定在相应的导轨和通孔中，通过中心沉头螺钉和伸缩弹簧把上壳和底壳连接起来使得其能进行往复运动，当上壳受到踩压力的作用时就能实现发电的目的。

4.绿色环保：该装置是一个单纯利用力的作用将力转化为动能，从而变成相应的势能，再进一步转化为电能的过程，该过程没有让任何机械和能源消耗，只需安装在人流量较大的地方即可。

5.该装置由金属制成，因此具有耐用性，对环境要求不高，具有实用性。

附图说明

图1是本发明新型组合式压电发电系统的整体示意图。

图2是中心传力部分结构图。

图3是磁电部分上壳的结构图。

图4是磁电部分底壳的结构图。

图5是导程部分的结构图。

图6是压电叠堆导轨的结构图。

图7是压电片的并联方式示意图。

图中：1.发电盒； 2.沉头螺钉； 3.中心沉头螺钉； 4.调节电路； 5.充电电路； 6.机械振子； 7.弹簧； 8.楔形垫片； 9.托盘； 10.上壳； 11.底壳； 12.磁铁； 13.塑料底座；14.定位孔； 15.导线孔； 16.导程杆上部铰孔； 17.导程杆； 18.导程套筒； 19.沉头螺钉；20.六角螺母； 21.垫圈； 22.导轨； 23.压电叠堆。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明的内容。

本发明提供的组合式压电系统，是指将压电陶瓷的正压电效应和磁电的电磁感应效应相结合起来组成的发电装置。通过人行走时产生的踩压力作用在上壳的上端面上，从而产生向下的位移，使绕在上壳内壁的线圈切割嵌于下壳壁的磁铁产生的磁感线，从而产生电流，与此同时下压到一定高度时对压电叠堆前面的楔形垫片作用，压电部分开始作用产生电荷，通过导线导出再配上电桥稳压电路，及其现有的充电电路即可对电池进行充电。

本发明提供的组合式压电发电系统是一种压电与磁电相结合的发电系统，在这其中又对压电部分的传力结构做出了创新性的设计，很大程度上提高了压电部分的发电量，整个系统的组成示意图如图1所示，该系统主要由发电盒1、调节电路4、充电电路5组成，其中：由发电盒1产生的电量经导线流入调节电路4，经调节电路4调节成稳定电压时，再通过导线与充电电路5相连，将电量存入锂电池中即可。

所述发电盒1内设有压电发电部分和磁电发电部分，其中：压电发电部分包括中心传力部分（图2）、导轨（图6）、压电叠堆（图7），磁电发电部分包括磁铁12及其塑料底座13、缠绕在上壳10内壁的漆包线线圈（图3和图4）。同时所述发电盒1的发电量大小即行程可以通过导程杆17上部的沉头螺钉2来调节，考虑到装拆性问题，与上壳10相连的球形振子通过中心沉头螺钉3相连，从发电盒导出的两路电流，通过接入调节电路4，再统一输出至充电电路5中，形成稳定的输出电流对3.8V的锂电池进行充电。

由于压电发电的主要外部影响因素就是压电陶瓷受到的力的大小，所以对于传力部分，可以采用与以往的直压式、悬臂梁式、钹型片不同的楔形振子传力的方式。

所述的中心传力部分，其结构如图2所示，由机械振子6、弹簧7、楔形垫片8、底部托盘9组成。当中间的机械振子6受到来自A方向的力时，楔形的楔形垫片8将力分到方向B上，其中：对于中间的机械振子6采用上半部分为圆柱体下半部分为圆弧型的结构，主要是考虑到全部为斜坡时，在靠近楔形垫片8的上端会产生应力集中，从而容易使压电片损坏，而且摩擦力较大，采用上部为圆柱体下部为圆弧型会使受力点向下移，从而可以使受力更加的均匀，且受力面积减小，摩擦力小，对于对应六个压电叠堆的机械垫片，其在推荐角度下，其受力点位于距离P面的下端2/5处。对于楔形的机械垫片中结构的楔形角，依照物理分解力的平行四边形法则，使B方向上的力最大，对于对应六个压电叠堆的楔形垫片8而言，取的角度一般在9°-10°，推荐角度9.5°。此时B方向的力近似等于A方向的力。对于机械振子6内部的弹簧7，其作用是使机械振子6被压下来以后可以弹上去，从而形成往返运动，对弹簧7的选择而言，根据所施加力的大小选用，确保可以形成往返运动。对于最下端的托盘9，其上端的小凸台的目的是为了固定弹簧，避免使其错位，另一方面是为了可以抵住楔形垫片8，避免其在A方向的力施加下来的时候产生下端翘起的现象，从而可以固定楔形垫片8位置。需要注意的是中心的机械振子6是通过其上端的螺栓孔与上壳10相连，方便装拆，其次对于托盘9的厚度选择，应该考虑到导轨的厚度，楔形垫片9是与导轨压电片放在同一导轨上的。在实际安装时，建议在P面上涂抹润滑脂，以减小机械振子6工作过程中与P面的摩擦力，使工作更流畅。采用此传力结构，可以使横放的压电片极化面上的单位面积的受力，较直接压而没有中心机械振子的竖着放置的相同数量的压电片，在相同空间（Φ120×21.5的圆柱体）下的，单位面积的受力提高3.2倍。

所述导轨22的结构如图6所示，其目的是为了使压电叠堆可以定向的移动，而不散乱。对于导轨的固定，由于固定磁铁的塑料底座13已被导程杆17固定，故只需将导轨22与相邻两个磁铁的塑料底座13紧配合即可。对于导轨22长度的设计，在考虑所放压电片的厚度时，还应留有并联所使用的铜片的厚度，对于铜片的选择，可以选择市场已有的双面导电铜箔胶带，建议选用0.1mm厚的双面导电铜箔，这种胶带胶面也是导电的，将其直接贴在压电片的极面，引出引脚即可，非常方便。

对于压电叠堆23，可以采用铜片将压电片并联（如图7）所得，将压电片23-1、压电片23-2的负极面，压电片23-3、压电片23-4的负极面，压电片23-5、压电片23-6的负极面分别用用铜片将其连接起来并统一导出，其正极面采用相同的原理连接。主要是考虑到采用的YT-5W压电片具有电压高而电流小的特点，且其内阻很大，通过将压电片并联的方式，一方面可以增大输出电流，另一方面可以减少内阻抗。注意压电叠堆，放入导轨22时，应注意由于其导轨是金属器件，故应防止铜片与导轨接触而导致的压电叠堆的短路现象出现，而输不出电荷。

所述磁电发电部分的结构如图3和图4所示，其中，考虑到磁感线的导向问题，将磁铁12贯穿在底壳11侧壁上，使得磁感线的方向是垂直底壳11的侧壁上。磁铁的选用选择最常用的4000高斯的磁铁，对于其形状的选择基于整体设计配合和常用磁铁的选型及经济性问题。如图3所示选用的是线圈贴附在上壳10的内侧壁上，对于线圈的线的选用和所绕圈数的选择遵循整体设计的配合，同时还应考虑到线圈的内阻问题，由于其截面积与内阻是二次反相关的关系，即截面积增大2倍，内阻减小4倍，故建议选用0.11mm的漆包线，其120m的内阻通常为50欧姆，相对压电发电部分而言其磁电发电内阻低。当线圈伴随上壳10上下做往复运动时，线圈会在磁铁产生的磁场内上下做切割磁感线运动产生电磁感应现象，并出现感应电流达到电磁发电的目的。注意，磁铁通过非磁性的塑料底座13固定，塑料底座13固定是用定位孔14来固定的，定位孔均匀分布三个，剩下的为导线孔15，同时定位孔14还充当导程孔。所述线圈部分，缠绕时建议缠绕一层在这一层线圈上面涂抹一层胶水，这样可以防止线圈从模具上拆下时发生散乱的情况，线圈最后的一层的绕线直径应与上壳10的内径相等，绕线模具的外径大小应与底壳11的外径有0.5-1mm的间隙，防止工作过程中对线圈的磨损。装配时用胶水将其固定在上壳10的内壁即可。对于磁电部分需要注意的是强力磁铁12对其他内部结构的分布影响，故固定磁铁的塑料底座13、导程杆17、导程套筒18、压电叠堆23所处的导轨22均使用的是非磁性材料，主要是为了防止强磁铁的磁性对其定位和装配的影响。此磁电发电部分在此空间（Φ120mm×21.5mm的圆柱体）内，240圈Φ0.11mm的漆包线工作时，可以产生5.28V、0.138A的电流输出。

所述调节电路4由全桥调节电路组成，该调节电路一方面是调节来自压电部分的高电压、低电流的电能，另一方面就是调节来自磁电部分的低电压、高电流的电能，最后将其整合成统一电流输出，同时这两种电流均具有瞬时性和不稳定性。

所述导程杆的结构如图5所示，其中：用沉头螺钉19将垫圈21固定在导程杆17上，而导程杆17用螺钉与上壳10相连，工作时，上壳10带着导程杆17在导程套筒18中运动，其导程的大小由导程杆17和导程套筒18的相对高度所决定的，也可以用沉头螺钉19的旋入程度，进行小范围的调整。需要注意的是垫圈21目的是通过此来固定与导程杆17相连的上壳10的活动范围，防止其由于中心弹簧的作用被弹起，而导致不能连续工作的情况发生。六角螺母20的作用是为了防止导程套筒18由于导程杆17的不断运动而被带进去，从而引发的故障。同时考虑到导程杆和导程套筒的运动会由于上盖的侧倾而导致的有摩擦的，故在导程杆17和导程套筒18之间装配时建议涂抹润滑脂，以减小摩擦。对于导程结构建议等角度的分布三个即可，这样一方面可以起到导程作用，另一方面可以防止上壳10的侧倾。

所述充电电路5采用的是已有的太阳能充电的电路，该电路主要由稳压模块、保护电路模块、充电指示灯模块组成。

对于对应的手机采用的是充电电流为500mA，电压为3.7V的锂电池供电的手机。由于现在多数手机均是锂电池供电。同时由于现在小型USB充电的设备，均是3.7V、500mA的充电电流，故其也具有很大推广意义。

本发明的材料选择说明，对于上壳10应选择不能被磁铁吸引的具有一定韧性的材料，这样可以避免上壳10踩下后由于磁铁12的吸引力，而不能弹起，综合这些因素考虑，建议选择硬质铝合金材料，固定磁铁的定位块，为了防止磁铁的磁感线由于导磁性而发生变化，同时考虑到加工问题，应选择导磁性不好非铁质材料，推荐使用硬质塑料。对于压电叠堆的导轨的选材，应考虑其导电性问题，防止电荷金属导轨导出或造成压电叠堆的短路。

本发明的特点是：1.对于压电部分，用楔形垫片8将竖直方向的力分解成水平的力，以提高压电片单位面积的受力大小，其原理是，同样的竖直方向的力施加在水平面上时，其单位面积的受力是力与受力面的比值。而将力先施加在机械振子上在分解至水平方向的压电片的极面上时，由于分解角度的存在，水平方向的力的大小与竖直方向的力的大小相等，故其力与受力面的比值较原来直接施加在一大块压电片的大，而由于对压电发电的发电量的影响的关键因素就是力，压电片在极化方向上受到的力越大，产生的发电量就越大，也就是说采用这种分解力的结构，可以提高压电片单位面积的受力大小从而具有提高压电发电量的效果。2.同时采用了压电和磁电相组合的方式，充分的应用有效地空间，以提高有效空间的发电量，提高其使用价值。3.该系统中的发电盒的发电量可通过导程孔的定位沉头螺钉的旋入程度来小范围的调节发电量的大小。

本发明提供的组合式压电系统，其工作过程是：当发电盒1收到踩压力时，其发生向下的位移，此时发电盒1的上壳10内壁的线圈切割由贯穿于底壳11侧壁的强力磁铁12产生的垂直于侧壁的磁感线，磁电部分产生作用，输出电流，当中心的机械振子6碰到楔形垫片8后再向下挤压时，由薄的铜片并联起来的压电叠堆23发生正压电效应，输出电荷，对于整个过程中，上壳10运动的总的行程可以由定位销来调节；当踩压力撤去时，由于中心弹簧7的作用，中心的机械振子6弹起，此时先是压电叠堆放电，再是线圈复位时的放电，两路电流输出后，流入调节电路4，进行稳压和整合，从而统一的输入到充电电路5中，对手机进行充电。

Claims (9)

1.一种组合式压电发电系统，其特征是一种将压电晶体的正压电效应和磁电的电磁感应效应相结合起来组成的发电装置，其通过人行走时产生的踩压力作用在发电盒（1）的上壳（10）的上端面上，产生向下的位移，使绕在上壳内壁的线圈切割嵌于发电盒（1）的底壳（11）侧壁的磁铁（12）产生的磁感线，从而产生电流，与此同时下压对压电叠堆前面的与上壳（10）相连的机械振子（6）作用时，压电发电部分开始作用产生电荷，通过导线输送到调节电路（4）中。

2.根据权利要求1所述的组合式压电发电系统，其特征是该系统主要由发电盒（1）、调节电路（4）和充电电路（5）组成，其中：由发电盒（1）产生的电量经导线流入调节电路（4），经调节电路（4）调节成稳定电压时，再经导线与充电电路（5）相连，将电量储存起来。

3.根据权利要求2所述的组合式压电发电系统，其特征在于所述发电盒（1）内设有压电发电部分和磁电发电部分，

所述压电发电部分由导轨（22）、压电叠堆（23）、中心传力机构组成，其中：导轨（22）与塑料底座（13）通过通孔相连，由多片压电片通过薄铜片并联成的压电叠堆（23）置于导轨（22）中，中心传力机构通过中心沉头螺钉（3）装在上壳（10）上；所述中心传力机构由机械振子（6）、弹簧（7）、楔形垫片（8）、底部托盘（9）组成，其中弹簧（7）放置在机械振子（6）的内部通孔中，底部托盘（9）与底壳（11）中心上的孔配合，楔形垫片（8）与机械振子（6）相切；

所述磁电发电部分由磁铁（12）、缠绕在上壳（10）内壁的漆包线线圈、固定磁铁的塑料底座（13）、导程部分组成，其中：磁铁（12）嵌在底壳（11）的侧壁上；塑料底座（13）与磁铁（12）相连，并且奇数位的三个塑料底座（13）是通过导程部分与底壳（11）相连，剩余三个则是与导轨（22）紧配合固定；所述导程部分由导程杆上部铰孔（16）、导程杆（17）、导程套筒（18）、六角螺母（20）、垫圈（21）组成，其中导程杆上部铰孔（16）位于导程杆（17）的上部，导程杆（17）与导程套筒（18）之间紧配合，六角螺母（20）与导程套筒（18）之间螺栓配合，垫圈（21）与导程杆（17）之间用沉头螺钉（19）连接。

4.根据权利要求3所述的组合式压电发电系统，其特征在于所述的压电叠堆(23)，其压电片之间要用薄铜片并联连接；在靠近机械振子（6）的一侧要放置一个硬质的楔形垫片（8）。

5.根据权利要求3所述的组合式压电发电系统，其特征在于所述发电盒（1）的发电量大小即行程通过导程杆（17）上部的沉头螺钉（2）来调节，其中：导程杆（17）装在奇数位的塑料底座（13）上。

6.根据权利要求1所述的组合式压电发电系统，其特征在于所述机械振子（6）的上半部分设有一截为减少接触面从而减少摩擦阻力的直圆柱，下半部分为球型的振子，其通过中心沉头螺钉（3）与上壳（10）相连；上壳（10）与底壳（11）之间通过弹簧（7）连接，从而能够实现往复运动。

7.权利要求1至6中任一所述组合式压电发电系统的用途，其特征是通过调节电路（4）将压电部分的电流和磁电部分的电流统一稳定输出，再通过充电电路（5）对锂电池进行充电。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征是所述的锂电池是充电电流为3.7V、500mA的锂电池。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征是通过在楔形垫片（8）将受到力的机械振子（6）和压电叠堆连接起来，利用物理分解力的方式来提高压电叠堆（23）受力面的单位面积上的力从而提高了压电发电量，同时将压电发电与磁电相结合，从而提高整个系统的发电量和有效空间的利用率，具体为：当上壳（10）受力运动时会向下运动时与机械振子（6）接触使压电叠堆受到一个径向力作用产生形变从而产生电荷，与此同时，随着上壳（10）的移动，上壳（1）内壁缠绕的线圈会与磁铁（12）产生电磁感应作用而产生电流，两者产生的电荷通过导线输送到调节电路（4）中。

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