CN106067742A - 减震发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减震发电装置，包括安装座，具有定位底板固定设置于震动能产生设备的设备基础上，以及活动顶板与所述震动能产生设备组接以接收并传递震动能；安装座内部设有两端分别与所述定位底板及所述活动顶板抵制接触的减震弹簧以及穿置于减震弹簧内部的压电片；令所述活动顶板接收所述震动能产生设备产生的震动能，以反复压缩所述减震弹簧及所述压电片，所述压电片受压形变发电。本发明利用减震器震动产生的能量通过压电材料转换为电能，解决了现有机械设备的震动能量未被充份利用的技术问题；经由本发明减震发电装置产生的电能，能够为微型仪器设备供电，所述减震发电装置具有结构精简、易于安装实现能量转换且低设置成本的有益技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及压电发电技术领域，具体来说涉及一种利用机械减震机构进行压电发电的装置。
背景技术
能源和环境问题，作为当今重要的主题，随着经济的发展，煤、石油、天然气等不可再生能源日益减少，寻找环保可再生能源越来越受到人们的关注。
值得注意的是，许多机械设备由于电机运转造成震动，而需要设置减震机构，以避免持续的震动能造成机械设备位移或其他影响机械设备的正常运作的情况。然而，在现有技术中，所述震动能量仅仅被减震机构通过压缩弹簧吸收，并未得到及时的转换或储藏实为能源的浪费。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种减震发电装置，其利用减震器震动产生的能量通过压电材料转换为电能，解决了现有机械设备的震动能量未被充份利用的技术问题；经由本发明减震发电装置产生的电能，能够为微型仪器设备供电，所述减震发电装置具有结构精简、易于安装实现能量转换且低设置成本的有益技术效果。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种减震发电装置，其是设于一震动能产生设备的设备基础上；所述减震发电装置包括：安装座，具有相对设置的一定位底板及一活动顶板，所述定位底板固定设置于所述设备基础上，所述活动顶板与所述震动能产生设备组接以接收并传递震动能；减震弹簧，设于所述安装座内部，具有相对两端分别与所述定位底板及所述活动顶板抵制接触；压电片，穿置于所述减震弹簧内部，具有相对两端分别与所述定位底板及所述活动顶板抵制接触地安装于所述安装座内部，所述压电片与导线连接以输出电能；令所述活动顶板接收所述震动能产生设备产生的震动能，以反复压缩所述减震弹簧及所述压电片，所述压电片受压形变发电。
本发明减震发电装置的进一步改进在于，所述活动顶板设有穿孔；所述压电片设有连接端子穿置所述活动顶板的穿孔，所述连接端子与所述导线连接以输出电能；所述压电片通过第一导线与电流调整装置连接，所述电流调整装置通过第二导线与蓄电池连接，所述蓄电池通过第三导线与用电端连接，以输出电力至所述用电端。
本发明减震发电装置的进一步改进在于，所述定位底板上设有一围墙结构，所述围墙结构内面设有相对二滑轨部；所述活动顶板上设有一安装栓件及一滑移上盖，所述滑移上盖具有一盖部以及二成形于所述盖部下方的滑移部；所述盖部被所述安装栓件穿置组固以设于所述围墙结构上方，所述二滑移部滑移设置于所述二滑轨部；所述减震弹簧容置于所述围墙结构内部，所述活动顶板通过所述安装栓件与所述震动能产生设备组接，所述安装栓件接收所述震动能产生设备产生的震动能，以带动所述滑移上盖相对于围墙结构往复滑移，并带动所述活动顶板反复压缩所述减震弹簧及压电片，使所述压电片受压形变发电。是以，本发明通过所述围墙结构、滑移上盖的对合设置，可以用以保护所述减震弹簧及压电片；所述滑轨部及滑移部的滑移结构，能够确保活动顶板的反复压缩动作是线性位移，具有提高活动顶板进行反复压缩动作的稳定性。
本发明减震发电装置的更进一步改进在于，所述围墙结构的相对两侧成形为凹弧形墙板，所述二滑轨部由所述对应的凹弧形墙板构成；所述滑移上盖的滑移部成形为对应所述凹弧形墙板结构形态的凹弧形长板；所述二长板与所述二墙板形状相应地叠合以通过所述凹弧形结构相互限制进行线性滑移。
本发明减震发电装置的进一步改进在于，所述活动顶板上设有安装栓件，且所述活动顶板与所述震动能产生设备之间通过所述安装栓件及一支架组接；所述支架具有一组接板部以及一成形于所述组接板部上的承载部，所述组接板部设有一组设孔被所述安装栓件穿置以配合所述限位锁件组接固定于所述安装栓件上；所述承载部对应所述震动能产生设备外形成形有一安装部，以安装所述震动能产生设备；令所述震动能产生设备设于所述支架上，所述支架接收并传递所述震动能产生设备产生的震动能至所述安装栓件，所述安装栓件带动所述活动顶板反复压缩所述减震弹簧及压电片，使所述压电片受压形变发电。
本发明减震发电装置的更进一步改进在于，所述活动顶板与所述震动能产生设备之间通过所述安装栓件、所述滑移上盖及一支架组接；所述安装栓件上设有一限位锁件；所述滑移上盖的盖部设有一组接孔被所述安装栓件穿置，所述盖部被限制位于限位锁件及活动顶板之间；所述支架具有一组接板部以及一成形于所述组接板部上的承载部，所述组接板部设有一组设孔被所述安装栓件穿置，所述组接板部被夹设于所述盖部及所述限位锁件之间；所述承载部对应所述震动能产生设备外形成形有一安装部，以安装所述震动能产生设备；令所述震动能产生设备设于所述支架上，所述支架接收并传递所述震动能产生设备产生的震动能至所述安装栓件，所述安装栓件带动所述活动顶板反复压缩所述减震弹簧及压电片，使所述压电片受压形变发电。
是以，本发明减震发电装置通过前述支架组接于安装栓件及震动能产生设备之间，能够将设备产生的震动能以能量传递损耗小的路径传输到安装栓件，具有震动能量转化效率高同时确保传递路径稳定性的有益技术效果。
本发明减震发电装置的进一步改进在于，所述定位底板与所述活动顶板的相对面上设有二对应凹槽以及二对应嵌槽，所述减震弹簧的相对两端分别容置于所述二凹槽中，所述压电片的相对两端分别嵌置于所述二嵌槽中，令所述减震弹簧及压电片定位抵制于所述定位底板及所述活动顶板之间。
本发明减震发电装置的更进一步改进在于，所述凹槽内设有橡胶垫，所述减震弹簧的相对两端抵压于所述橡胶垫上地容置于所述凹槽内。是以，本发明减震发电装置通过在减震弹簧与定位底板及活动顶板的凹槽之间另设橡胶垫，能够提供减震弹簧两端止滑定位效果，避免减震弹簧在被施予反复压缩后位移弹出所述凹槽，确保本发明减震发电装置的使用稳定性；同时依据橡胶垫的厚度也具有进一步减震的技术效果。
本发明减震发电装置的进一步改进在于，所述定位底板设有至少二固定孔，以配合安锁固零件安装于所述设备基础。
本发明减震发电装置的进一步改进在于，所述震动能产生设备具有电机以产生所述震动能。
附图说明
图1为本发明减震发电装置安装于震动能产生设备的立体外观示意图。
图2是本发明减震发电装置的立体外观示意图。
图3是本发明减震发电装置的减震支架平面结构示意图。
图4是本发明减震发电装置与减震支架的结合结构侧视示意图。
图5是本发明减震发电装置的弹簧展开状态结构剖视示意图。
图6是本发明减震发电装置的弹簧压缩状态结构剖视示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
震动能产生设备10；设备基础100；安装座20；定位底板21；固定孔211；凹槽212；嵌槽213；活动顶板22；穿孔221；凹槽222；嵌槽223；围墙结构23；滑轨部231；滑移上盖24；盖部241；滑移部242；组接孔243；安装栓件25；限位锁件251；减震弹簧30；压电片40；连接端子41；第一导线42；电流调整装置43；第二导线44；蓄电池45；第三导线46；用电端47；支架50；组接板部51；组设孔511；承载部52；安装部521；可压缩距离D。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1至图6，本发明提供一种减震发电装置，其包括用以产生震能的设备10(以下统称为震动能产生设备10)、安装座20、设于所述安装座20内部的减震弹簧30及压电片40以及用以组接传递震动能的支架50。其中：
所述震动能产生设备10是指具有电机以产生所述震动能的设备，所述设备是设置于一设备基础100上；具体地，所述震动能产生设备10可以是风机、水泵、发电机、空调机组、冷却水塔等设备，但并不限于此，而以在运转时能够产生震动能的设备皆可作为所述震动能产生设备10；所述设备基础100是指用以设置所述震动能产生设备10的地面、承载架体或其他用以稳定设置设备的基础结构。如图1所示，显示了一种风机设备配合设置本发明减震发电装置的整体结构示意图。
所述安装座20是用以将减震发电装置稳固设置在设备基础100与震动能产生设备10之间的构件，能起到保护内部减震弹簧30、压电片40作用，同时确保压电片40能被稳定地反复压缩而变形产生电力。如图2、图4，所述安装座20具有相对设置的一定位底板21及一活动顶板22，所述定位底板21固定设置于所述设备基础100上，所述活动顶板22与所述震动能产生设备10组接传递震动能。
所述减震弹簧30设于所述安装座20内部，其具有相对两端分别与所述定位底板21及所述活动顶板22抵制接触；所述压电片40则穿置于所述减震弹簧30内部，其具有相对两端分别与所述定位底板21及所述活动顶板22抵制接触地安装于所述安装座20内部。是以，所述活动顶板22接收震动能后对减震弹簧30及压电片40施予压缩动作，且所述活动顶板22利用所述减震弹簧30被压缩后产生的弹力提供复位功能，进而使活动顶板22对减震弹簧30及压电片40形成反复压缩作动，使所述压电片40在反复受压过程中产生如图5的无形变状态及图6的压缩形变状态，进而在两种状态的连续发生下形成了间歇性形变，达到利用压电原理发电的目的。
于本实施例中，如图1、图4所示，所述压电片40与导线连接以输出电能；所述活动顶板22设有穿孔221，用以穿出所述压电片40的连接端子41，所述连接端子41与导线连接以输出电能。具体地，所述压电片40的电能输出机构包括了稳定电流用的电流调整装置43，用以储存电力的蓄电池45，以及可以进一步输出至用电端47的技术方案；其中，所述压电片40的连接端子41是通过第一导线42与电流调整装置43连接，所述电流调整装置43通过第二导线44与蓄电池45连接，所述蓄电池45通过第三导线46与用电端47连接，以输出电力至所述用电端47。
如图2、图5、图6，所述安装座20的定位底板21与活动顶板22之间另设有围墙结构23及滑移上盖24连接；其中，所述定位底板21上设有一围墙结构23，所述围墙结构23内面设有相对二滑轨部231；所述活动顶板22上设有一安装栓件25及一滑移上盖24，所述滑移上盖24具有一盖部241以及二成形于所述盖部241下方的滑移部242；所述盖部241被所述安装栓件25穿置组固以设于所述围墙结构23上方，所述二滑移部242滑移设置于所述二滑轨部231；借此，所述减震弹簧30容置于所述围墙结构23内部，所述活动顶板22通过所述安装栓件25与所述震动能产生设备10组接，所述安装栓件25接收所述震动能产生设备10产生的震动能，以带动所述滑移上盖24相对于围墙结构23往复滑移，并带动所述活动顶板22反复压缩所述减震弹簧30及压电片40，使所述压电片40受压形变发电。
于本实施例中，所述围墙结构23的相对两侧成形为凹弧形墙板，所述二滑轨部231由所述对应的凹弧形墙板构成；所述滑移上盖24的滑移部242成形为对应所述凹弧形墙板结构形态的凹弧形长板；所述二长板与所述二墙板形状相应地叠合以通过所述凹弧形结构相互限制进行线性滑移。
是以，如图5、图6，所述滑移上盖24的滑移部242与围墙结构23的滑轨部231对合后，通过减震弹簧30拉伸顶抵使盖部241与滑轨部231顶缘之间具有一可压缩距离D，从而达到滑移上盖24与围墙结构23可相对限位滑移地对合设置；其中，通过所述滑移上盖24与围墙结构23围设于减震弹簧30及压电片40周侧，能起到保护防尘作用；此外，所述滑轨部231及滑移部242的凹弧形滑移结构，也能够确保活动顶板22的反复压缩动作是线性位移，能够起到提高活动顶板22进行反复压缩动作稳定性的作用。
如图1、图3、图4，显示所述活动顶板22与所述震动能产生设备10之间通过所述安装栓件25、所述滑移上盖24及一支架50组接；其中，所述安装栓件25上设有一限位锁件251；所述滑移上盖24的盖部241设有一组接孔243被所述安装栓件25穿置，所述盖部241被限制位于限位锁件251及活动顶板22之间；所述支架50具有一组接板部51以及一成形于所述组接板部51上的承载部52，所述组接板部51设有一组设孔511被所述安装栓件25穿置，所述组接板部51被夹设于所述盖部241及所述限位锁件251之间；所述承载部52对应所述震动能产生设备10外形成形有一安装部521，以安装所述震动能产生设备10；令所述震动能产生设备10设于所述支架50上，所述支架50接收并传递所述震动能产生设备10产生的震动能至所述安装栓件25，所述安装栓件25带动所述活动顶板22反复压缩所述减震弹簧30及压电片40，使所述压电片40受压形变发电。
需说明的是，所述安装座20在没有滑移上盖24的情况下，也可以通过安装栓件25直接设置所述支架50，其可以通过所述组设孔511的孔结构成形为螺孔或一般通孔达成。具体地，所述组设孔511在没有设置滑移上盖24的情况下成形为螺孔，用以和安装栓件25螺锁固定并通过所述限位锁件251限制所述盖部241相对于安装栓件25的位置；所述组设孔511在设置有滑移上盖24的情况下，由于所述滑移上盖24的组接孔243已成形为螺孔，配合所述限位锁件251，具有将支架50定位于所述安装栓件25上的功能，故在此技术方案中，所述组设孔511成形为一般通孔结构。
如图5、图6所示，所述定位底板21与所述活动顶板22的相对面上设有二对应凹槽212、222以及二对应嵌槽213、223，所述减震弹簧30的相对两端分别容置于所述二凹槽212、222中，所述压电片40的相对两端分别嵌置于所述二嵌槽213、223中，经此确保所述减震弹簧30及压电片40定位抵制于所述定位底板21及所述活动顶板22之间，避免减震弹簧30及压电片40在反复被压缩的过程中逐渐位移而影响发电效能。
进一步地，所述凹槽212、222内设有橡胶垫，所述减震弹簧30的相对两端抵压于所述橡胶垫上地容置于所述凹槽212、222内。所述橡胶垫具有提供减震弹簧30两端止滑定位功能，避免减震弹簧30在被施予反复压缩后位移弹出所述凹槽，确保本发明减震发电装置的使用稳定性，同时依据橡胶垫的厚度也具有进一步减震的技术效果。
请复参阅图1及图3、图4所示，所述安装座20的定位底板21设有至少二固定孔211，以配合安锁固零件(图未示)安装于所述设备基础100；所述安装部521用以安装固定所述震动能产生设备10，故具体需视所述震动能产生设备10的外形结构而具有不同的安装结构；如图1的风机设备外壳是横向设置的圆柱体，其可配合设置四个本发明减震发电装置，并在两两成对的减震发电装置上设置一个支架50。于本实施例中，所述支架50的承载部52具体可成形为对应风机圆柱体外壳形态的圆弧形凹口，以将风机设备跨设于两个支架50的凹口上，达到安装风机设备同时能确实将震动能传递至减震弹簧30及压电片40。另需说明的是，本发明减震发电装置的设置数量主要视震动能产生设备10及设备基础100而定，可以为1个或其他数量，且具体以能够使设备10设于减震发电装置之上时同时获得减震及维持平衡稳定运作的状态者为佳。
据上，通过前述技术方案，本发明提供了一种结构精简、成本低且同时具有减震及发电功能的减震发电装置，利用减震机构震动产生的能量通过压电材料转换为电能，实现能量的回收再利用。此外，本发明的动力来源为设备的震动能量，因此具有用途广泛、易于实现能量再生且高效环保等技术效果，而有极高的推广前景。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种减震发电装置，设于一震动能产生设备的设备基础上；其特征在于，所述减震发电装置包括：
安装座，具有相对设置的一定位底板及一活动顶板，所述定位底板固定设置于所述设备基础上，所述活动顶板与所述震动能产生设备组接以接收并传递震动能；
减震弹簧，设于所述安装座内部，具有相对两端分别与所述定位底板及所述活动顶板抵制接触；
压电片，穿置于所述减震弹簧内部，具有相对两端分别与所述定位底板及所述活动顶板抵制接触地安装于所述安装座内部，所述压电片与导线连接以输出电能；
令所述活动顶板接收所述震动能产生设备产生的震动能，以反复压缩所述减震弹簧及所述压电片，所述压电片受压形变发电。
2.根据权利要求1所述的减震发电装置，其特征在于：
所述活动顶板设有穿孔；
所述压电片设有连接端子穿置所述活动顶板的穿孔，所述连接端子与所述导线连接以输出电能；所述压电片通过第一导线与电流调整装置连接，所述电流调整装置通过第二导线与蓄电池连接，所述蓄电池通过第三导线与用电端连接，以输出电力至所述用电端。
3.根据权利要求1所述的减震发电装置，其特征在于：
所述定位底板上设有一围墙结构，所述围墙结构内面设有相对二滑轨部；
所述活动顶板上设有一安装栓件及一滑移上盖，所述滑移上盖具有一盖部以及二成形于所述盖部下方的滑移部；所述盖部被所述安装栓件穿置组固以设于所述围墙结构上方，所述二滑移部滑移设置于所述二滑轨部；
所述减震弹簧容置于所述围墙结构内部，所述活动顶板通过所述安装栓件与所述震动能产生设备组接，所述安装栓件接收所述震动能产生设备产生的震动能，以带动所述滑移上盖相对于围墙结构往复滑移，并带动所述活动顶板反复压缩所述减震弹簧及压电片，使所述压电片受压形变发电。
4.根据权利要求3所述的减震发电装置，其特征在于：
所述围墙结构的相对两侧成形为凹弧形墙板，所述二滑轨部由所述对应的凹弧形墙板构成；所述滑移上盖的滑移部成形为对应所述凹弧形墙板结构形态的凹弧形长板；所述二长板与所述二墙板形状相应地叠合以通过所述凹弧形结构相互限制进行线性滑移。
5.根据权利要求1所述的减震发电装置，其特征在于：
所述活动顶板上设有安装栓件，且所述活动顶板与所述震动能产生设备之间通过所述安装栓件及一支架组接；
所述支架具有一组接板部以及一成形于所述组接板部上的承载部，所述组接板部设有一组设孔被所述安装栓件穿置以配合所述限位锁件组接固定于所述安装栓件上；所述承载部对应所述震动能产生设备外形成形有一安装部，以安装所述震动能产生设备；
令所述震动能产生设备设于所述支架上，所述支架接收并传递所述震动能产生设备产生的震动能至所述安装栓件，所述安装栓件带动所述活动顶板反复压缩所述减震弹簧及压电片，使所述压电片受压形变发电。
6.根据权利要求3所述的减震发电装置，其特征在于：
所述活动顶板与所述震动能产生设备之间通过所述安装栓件、所述滑移上盖及一支架组接；
所述安装栓件上设有一限位锁件；
所述滑移上盖的盖部设有一组接孔被所述安装栓件穿置，所述盖部被限制位于限位锁件及活动顶板之间；
所述支架具有一组接板部以及一成形于所述组接板部上的承载部，所述组接板部设有一组设孔被所述安装栓件穿置，所述组接板部被夹设于所述盖部及所述限位锁件之间；所述承载部对应所述震动能产生设备外形成形有一安装部，以安装所述震动能产生设备；
令所述震动能产生设备设于所述支架上，所述支架接收并传递所述震动能产生设备产生的震动能至所述安装栓件，所述安装栓件带动所述活动顶板反复压缩所述减震弹簧及压电片，使所述压电片受压形变发电。
7.根据权利要求1所述的减震发电装置，其特征在于：
所述定位底板与所述活动顶板的相对面上设有二对应凹槽以及二对应嵌槽，所述减震弹簧的相对两端分别容置于所述二凹槽中，所述压电片的相对两端分别嵌置于所述二嵌槽中，令所述减震弹簧及压电片定位抵制于所述定位底板及所述活动顶板之间。
8.根据权利要求7所述的减震发电装置，其特征在于：
所述凹槽内设有橡胶垫，所述减震弹簧的相对两端抵压于所述橡胶垫上地容置于所述凹槽内。
9.根据权利要求1所述的减震发电装置，其特征在于：
所述定位底板设有至少二固定孔，以配合安锁固零件安装于所述设备基础。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的减震发电装置，其特征在于：
所述震动能产生设备具有电机以产生所述震动能。
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