CN104018991A - 一种压电陶瓷风力发电机 - Google Patents

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徐伟
沈启群
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Abstract

本发明公开了一种压电陶瓷风力发电机，包括底座板、在所述底座板上固定安装的两个相对的支架和若干悬臂梁压电振子，悬臂梁压电振子一端均固定在固定杆上；在两个支架之间安装曲轴，风车安装在曲轴一端，连杆的一端与曲轴相连，另一端套在固定杆上。该装置可以有效地为野外那些分散、孤僻的微功耗电子元器件提供电能，具有结构简单、易于加工、成本低、转换率高、环保等众多优点。可以促进这些微功耗电子元器件的无人化管理。

Description

一种压电陶瓷风力发电机
技术领域
本发明属于发电机技术领域，特别是一种风力发电机。
背景技术
随着微机电系统的发展，低功耗和超低功耗电子器件产品逐步得到了推广，如无线传感器网络中的微型传感器及精密仪器中的微驱动器等。同时，基于微机电系统低功耗特性，在微小机电设备的研究领域中，自供能系统的研究成为必然的趋势。压电陶瓷具有机电转换的特性，利用其正压电效应将环境中的机械振动能转化为电能。风能属于可再生的清洁能源，具有取之不尽用之不竭的优点，利用环境中的风能作为压电装置的振动源，可以激励压电陶瓷产生变形，从而实现机械能向电能的转换。
之前的风力发电装置还没有将压电陶瓷作为产生电能的材料，所以也没有将风车装置与压电发电装置结合起来的设计。
由于微机电系统应用范围特别广泛，有很多分散、孤僻或处于危险场合的微功耗电子元器件，这些微功耗元器件需要的能量并不高，但是给这些微功耗电子元器件提供动力非常困难，耗费大量的人力物力。这也不符合环保和无人化管理的现代化发展趋势。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种压电陶瓷风力发电机，能够实现微功耗电子元器件的自供能，解决了微功耗电子元器件的供能问题。
本发明公开的压电陶瓷风力发电机，其特征在于：包括底座板，在所述底座板上固定安装两个相对的支架和若干悬臂梁压电振子，悬臂梁压电振子一端均固定在固定杆上；在两个支架之间安装曲轴，风车安装在曲轴一端，连杆的一端与曲轴相连，另一端套在固定杆上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述风车上固定安装风叶片。
作为上述技术方案的更进一步改进，在所述曲轴两端分别套装轴承来固定曲轴5。
作为上述技术方案的再进一步改进，所述悬臂梁压电振子固定在固定杆的那一端开有孔，以便更牢固的固定在固定杆上。
本发明的压电陶瓷风力发电机具有以下有益效果：
1、本装置能有效地将自然界中常见的风能与振动能结合，并可以同时强迫多个压电振子发生变形，大大提高了压电发电效率，克服了压电发电量小的缺点。
2、装置中连杆与曲轴、连杆与固定支架都使用轴承连接，大大减小了阻力，提高了电能转化效率。
3、该装置可以有效地为野外那些分散、孤僻的微功耗电子元器件提供电能，具有结构简单、易于加工、成本低、转换率高、环保等众多优点。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提出的压电陶瓷风力发电机进行详细说明。
如图1所示，本发明的压电陶瓷风力发电机，包括底座板1，在所述底座板1上固定安装两个相对的支架7和若干悬臂梁压电振子2。所有悬臂梁压电振子2一端开孔，并且均固定在固定杆3上。在两个支架7之间安装曲轴5，曲轴5两端分别套装轴承8，轴承8安放在支架7上的安装孔内，通过轴承8定位曲轴5。固定安装有风叶片的风车6安装在曲轴5一端。连杆4的一端与曲轴5相连，另一端套在固定杆3上，固定杆3可以在连杆4此端内转动。
本发明的压电陶瓷风力发电机工作原理：与电磁耦合发电机把风能转化为机械能驱动发电机旋转产生电能的不同，本发明的压电陶瓷风力发电机主要是给悬臂梁压电振子的自由端提供一个强迫位移使其发生变形，从而在压电陶瓷表面产生电荷。对此种能量的转换，采用“曲轴-连杆”的能量传递方式。风叶片的转动带动曲轴做旋转运动。连杆在曲轴的作用下，一端做回转运动，另一端做往复圆弧运动，往复圆弧运动可使固定杆前后运动，固定杆的运动带动悬臂梁压电振子组前后运动，从而达到压电陶瓷发生变形的目的，最终产生电能。

Claims (4)

1.一种压电陶瓷风力发电机，其特征在于：包括底座板（1），在所述底座板（1）上固定安装两个相对的支架（7）和若干悬臂梁压电振子（2），所有悬臂梁压电振子（2）一端均固定在固定杆（3）上；在两个支架（7）之间安装曲轴（5），风车（6）安装在曲轴（5）一端，连杆（4）的一端与曲轴（5）相连，另一端套在固定杆（3）上。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷风力发电机，其特征在于：所述风车（6）上固定安装风叶片。
3.根据权利要求2所述的压电陶瓷风力发电机，其特征在于：在所述曲轴（5）两端分别套装轴承（8）来固定曲轴（5）。
4.根据权利要求3所述的压电陶瓷风力发电机，其特征在于：所述悬臂梁压电振子（2）固定在固定杆（3）的那一端开有孔，以便更牢固的固定在固定杆（3）上。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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