CN110504865A - 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构 - Google Patents

车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构 Download PDF

Info

Publication number
CN110504865A
CN110504865A CN201811430365.2A CN201811430365A CN110504865A CN 110504865 A CN110504865 A CN 110504865A CN 201811430365 A CN201811430365 A CN 201811430365A CN 110504865 A CN110504865 A CN 110504865A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piezoelectric member
flexural piezoelectric
gear
energy regenerative
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811430365.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李杨
李文联
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University of Arts and Science
Original Assignee
Hubei University of Arts and Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University of Arts and Science filed Critical Hubei University of Arts and Science
Priority to CN201811430365.2A priority Critical patent/CN110504865A/zh
Publication of CN110504865A publication Critical patent/CN110504865A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186—Vibration harvesters

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

本发明提供一种车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构，通过齿轮齿条驱动机构将直线位移变化转换为往复圆周运动，并将整段大数值位移分解为小段位移，实现压电弯曲元允许最大位移量范围内的多次激励过程，可以有效的利用车辆的振动能量，避免压电弯曲元的过载损坏。同时，将悬臂梁压电弯曲元馈能机构布置为轻质细杆连接的多片压电层叠组，并设置成多组，用同一个齿轮齿条驱动机构激励，可以充分的利用振动能量，输出更大的功率。具有具有结构简单、输出功率大等优点。

Description

车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构
技术领域
本发明涉及一种压电弯曲元馈能机构，具体的说是一种车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构。
背景技术
压电发电片是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料器件，在力的作用下，可以产生形变，引起介质表面带电而产生电能。压电弯曲元是压电发电片的一种特殊种类，是通过弯曲形变而发电的。压电弯曲元馈能机构是将压电弯曲元布置为悬臂梁形式，利用车辆在行驶中悬挂与车身之间的相对位移变化量作为激励源，使压电器件产生电功率。由于悬臂梁形式的压电弯曲元受材料的限制，自由端允许的最大位移量仅为6-10毫米，而车辆振动过程中悬架与车身之间的相对位移变化量的范围远远超过这一数值，一般小轿车为60-100mm，其它车辆会更大，所以无法直接用车辆振动位移来激励压电弯曲元，否则会造成压电弯曲元的过载损坏。并且传统的压电弯曲元馈能机构难以实现多片压电弯曲元的同时激励和多组多片压电弯曲元的同时激励。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构，通过齿轮齿条驱动机构将直线位移变化转换为往复圆周运动，并将整段大数值位移分解为小段位移，实现压电弯曲元允许最大位移量范围内的多次激励过程，可以有效的利用车辆的振动能量，避免压电弯曲元的过载损坏。同时，将悬臂梁压电弯曲元馈能机构布置为轻质细杆连接的多片压电层叠组，并设置成多组，用同一个齿轮齿条驱动机构激励，可以充分的利用振动能量，输出更大的功率。
本发明包括车身、悬架和压电弯曲元馈能机构，压电弯曲元馈能机构由齿条、齿轮、齿轮支撑杆、压电弯曲元层叠组、悬臂梁、轻质连杆、电压输出线组成。所采用的技术方案是：通过齿轮齿条驱动机构将直线位移变化转换为往复圆周运动，并将整段大数值位移分解为小段位移，实现压电弯曲元允许最大位移量范围内的多次激励过程。同时，考虑到输出功率的大小及机械结构的空间利用效率，将悬臂梁压电弯曲元馈能机构布置为轻质细杆连接的多片压电弯曲元组成的压电弯曲元层叠组，并设置成多组，用同一个齿轮齿条驱动机构激励，以便充分的利用振动能量，输出更大的功率。每组层叠组片间使用轻质细杆连接用于消除相位差，避免片间电压相互抵消。
本发明的有益效果在于：通过上述技术方案组成的车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构，通过齿轮齿条驱动机构将直线位移变化转换为往复圆周运动，并将整段大数值位移分解为小段位移，实现压电弯曲元允许最大位移量范围内的多次激励过程，可以有效的利用车辆的振动能量，避免压电弯曲元的过载损坏。同时，将悬臂梁压电弯曲元馈能机构布置为轻质细杆连接的多片压电弯曲元组成的压电弯曲元层叠组，并设置成多组，用同一个齿轮齿条驱动机构激励，可以充分的利用振动能量，输出更大的功率。因此，本装置具有结构简单、输出功率大等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
图1为本发明结构示意图。
图中：1-车身，2-悬架，3-齿条，4-齿轮，5-齿轮支撑杆，6-压电弯曲元层叠组，7-悬臂梁，8-轻质连杆，9-电压输出线。
具体实施方式
图1所示：在车辆的车身1和悬架2之间安装压电弯曲元馈能机构，压电弯曲元馈能机构由齿条3、齿轮4、齿轮支撑杆5、压电弯曲元层叠组6、悬臂梁7、轻质连杆8、电压输出线9组成，齿条3固定在悬架2上，齿轮4的轴固定在齿轮支撑杆5上，齿轮支撑杆5固定在车身1上，由轻质连杆8连接的多片压电弯曲元组成的多组压电弯曲元层叠组6固定在悬臂梁7上，悬臂梁7固定在车身1上，多组压电弯曲元层叠组6还分别引出了电压输出线9。

Claims (1)

1.一种车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构，包括车身（1）、悬架（2）和压电弯曲元馈能机构，压电弯曲元馈能机构由齿条（3）、齿轮（4）、齿轮支撑杆（5）、压电弯曲元层叠组（6）、悬臂梁（7）、轻质连杆（8）、电压输出线（9），其特征在于：在车辆的车身（1）和悬架（2）之间安装压电弯曲元馈能机构，压电弯曲元馈能机构由齿条（3）、齿轮（4）、齿轮支撑杆（5）、压电弯曲元层叠组（6）、悬臂梁（7）、轻质连杆（8）、电压输出线(9)组成，齿条(3)固定在悬架(2)上，齿轮(4)的轴固定在齿轮支撑杆(5)上，齿轮支撑杆(5)固定在车身(1)上，由轻质连杆(8)连接的多片压电弯曲元组成的多组压电弯曲元层叠组(6)固定在悬臂梁(7)上，悬臂梁(7)固定在车身(1)上，多组压电弯曲元层叠组(6)还分别引出了电压输出线(9)。
CN201811430365.2A 2018-11-28 2018-11-28 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构 Pending CN110504865A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811430365.2A CN110504865A (zh) 2018-11-28 2018-11-28 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811430365.2A CN110504865A (zh) 2018-11-28 2018-11-28 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110504865A true CN110504865A (zh) 2019-11-26

Family

ID=68584940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811430365.2A Pending CN110504865A (zh) 2018-11-28 2018-11-28 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110504865A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201868937U (zh) * 2010-12-10 2011-06-15 东北林业大学 道路车辆压力能自动发电照明装置
CN203570520U (zh) * 2013-10-30 2014-04-30 东北大学 一种压电、电磁混合式振动能量发电装置
CN104728067A (zh) * 2015-03-30 2015-06-24 苏州攀特电陶科技股份有限公司 压电式车体减震器能量采集系统
CN205319975U (zh) * 2016-01-26 2016-06-15 金陵科技学院 一种高承载力道路标识发光供电装置
CN206781997U (zh) * 2017-05-25 2017-12-22 王燕林 自发电式动力自行车
CN209593318U (zh) * 2018-11-28 2019-11-05 湖北文理学院 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201868937U (zh) * 2010-12-10 2011-06-15 东北林业大学 道路车辆压力能自动发电照明装置
CN203570520U (zh) * 2013-10-30 2014-04-30 东北大学 一种压电、电磁混合式振动能量发电装置
CN104728067A (zh) * 2015-03-30 2015-06-24 苏州攀特电陶科技股份有限公司 压电式车体减震器能量采集系统
CN205319975U (zh) * 2016-01-26 2016-06-15 金陵科技学院 一种高承载力道路标识发光供电装置
CN206781997U (zh) * 2017-05-25 2017-12-22 王燕林 自发电式动力自行车
CN209593318U (zh) * 2018-11-28 2019-11-05 湖北文理学院 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANG LI: "Vibration energy harvesting in vehicles by gear segmentation and a virtual displacement filtering algorithm", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH》, pages 1702 - 1713 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE456059B (sv) Piezoelektrisk motor
CN101071995B (zh) 双驱动足纵振模态叠加式直线型超声电机及工作模态和电激励方式
CN101324265A (zh) 一种空间曲线啮合传动机构
US8148001B2 (en) Devices for storing energy in the mechanical deformation of nanotube molecules and recovering the energy from mechanically deformed nanotube molecules
CN209593318U (zh) 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构
CN103036472B (zh) 螺纹式直线超声电机
CN103516251A (zh) 一种纵-弯-扭转复合型旋转式超声波电机压电振子
CN105846714A (zh) 一种步进压电驱动电机
CN102882420A (zh) 贴片式压电金属复合梁及激励该复合梁实现纵弯复合振动的方法
CN110504865A (zh) 车辆振动齿轮驱动压电弯曲元位移分段馈能机构
CN100488020C (zh) 直线型超声电机
CN102005965B (zh) 一种单相电源驱动的超声波电机
CN101582653B (zh) 基于矩形板弯振驱动的两直线自由度超声电机
US9705425B2 (en) Piezoelectric linear motor
CN108880328A (zh) 一种z型压电振子
CN102025286B (zh) 一种基于交变力的直线超声电机及电激励方法
CN102497131B (zh) 一种直线式超声电机的作动器
CN104124891A (zh) 压电振子及包括该压电振子的精密位移平台
CN101071997A (zh) 方板式直线型超声电机及电激励方式
CN201854204U (zh) 一种基于交变力的直线超声电机
CN112054713B (zh) 基于端部斜压电陶瓷的复合模态型直线超声波电机
CN201918918U (zh) 基于交变力的直线超声电机
CN109302096A (zh) 基于十字型定子结构的多陶瓷激振驻波型直线超声波电机
CN102025287B (zh) 基于交变力的直线超声电机及电激励方法
CN103560693A (zh) 具有能量采集功能的悬臂梁压电电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination