CN114221578A - 能量转换组件及电子设备 - Google Patents

能量转换组件及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114221578A
CN114221578A CN202111575090.3A CN202111575090A CN114221578A CN 114221578 A CN114221578 A CN 114221578A CN 202111575090 A CN202111575090 A CN 202111575090A CN 114221578 A CN114221578 A CN 114221578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
elastic
piezoelectric
energy conversion
arms
unit
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
CN202111575090.3A
Other languages
English (en)
Inventor
黄海鸥
胡小江
梁丕树
李江城
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.)
Shenzhen Aixiesheng Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Aixiesheng Technology Co Ltd
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 Shenzhen Aixiesheng Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Aixiesheng Technology Co Ltd
Priority to CN202111575090.3A priority Critical patent/CN114221578A/zh
Publication of CN114221578A publication Critical patent/CN114221578A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186Vibration harvesters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

本发明涉及一种能量转换组件及电子设备,能量转换组件包括:第一介质体;第二介质体,与第一介质体相对间隔设置;以及,弹性组件,包括多个弹性臂,各弹性臂包括与第一介质体连接的第一端、与第二介质体连接的第二端;相邻的两个弹性臂中的其中一个弹性臂连接于另一个弹性臂的第一端和第二端之间,相互连接的两个弹性臂中至少其中一个设有由压电材料制成的压电单元;其中,第二介质体用于在外力的作用下驱动多个弹性臂发生弹性形变,以使压电单元产生压电效应以将机械能转换为电能。上述的能量转换组件及电子设备的能量转换率高。

Description

能量转换组件及电子设备
技术领域
本发明涉及能量转换技术领域,特别是涉及一种能量转换组件及电子设备。
背景技术
随着电子设备的不断发展,触摸屏广泛应用于手机、笔记本电脑、车载屏幕等产品上。而触摸屏作为电子设备与用户之间的交互器件,在电子设备的使用过程中,用户持续对触摸屏进行触摸操控,触摸屏在用户的触摸力的作用下会发生弹性形变而产生一定的机械能,基于上述现象,而为了追求电子设备对能量利用的最大化涉及,如何将触摸屏发生弹性形变时所产生的机械能转化为能够被电子设备利用的电能成为了重要研究问题之一。
现有技术中,触摸屏贴覆一层压电陶瓷层,当用户对触摸屏进行触摸操控时,触摸屏发生弹性形变以驱动压电陶瓷层弯曲而引起压电效应,以将触摸屏发生弹性形变所产生机械能转换为电能,从而实现能量转换的目的,转换获得的电能能够供电子设备使用。
然而,由于压电陶瓷较为坚硬,不容易发生弯,而手指触碰屏幕的力较为轻柔,不容易使得压电陶瓷产生应变,导致压电陶瓷能量转换率较低。
发明内容
基于此,有必要针对上述能量转换率较低的问题,提供一种能量转换组件及电子设备。
本发明提供一种能量转换组件,包括:
第一介质体;
第二介质体,与所述第一介质体相对间隔设置;以及,
弹性组件,包括多个弹性臂,各所述弹性臂包括与所述第一介质体连接的第一端、与所述第二介质体连接的第二端;相邻的两个所述弹性臂中的其中一个弹性臂连接于另一个弹性臂的第一端和第二端之间,相互连接的两个所述弹性臂中至少其中一个设有由压电材料制成的压电单元;
其中,所述第二介质体用于在外力的作用下驱动多个所述弹性臂发生弹性形变,以使所述压电单元产生压电效应以将机械能转换为电能。
在其中一个实施例中,所述弹性组件包括n个弹性臂,第k个弹性臂连接于第k+1个弹性臂的第一端和第二端之间,其中,n和k均为自然数,1≤k≤n-1。
在其中一个实施例中,各所述弹性臂的第一端的宽度大于其第二端的宽度。
在其中一个实施例中,各所述弹性臂包括与所述第一介质体连接的第一连接部、与所述第二介质体连接的第二连接部以及将所述第一连接部和所述第二连接部连接的弹性连接部;
所述压电单元设于所述弹性连接部。
在其中一个实施例中,所述压电单元包括弹性基体层以及贴覆于所述弹性基体层的压电层,所述压电层由压电材料制成。
在其中一个实施例中,相邻的两个所述弹性臂中的其中一个弹性臂的第二连接部或弹性连接部连接于另一个弹性臂的弹性连接部。
在其中一个实施例中,多个所述第二连接部位于同一个平面上。
一种电子设备,包括:壳体、触摸单元以及上述的能量转换组件,各弹性臂的第一端固定支撑于所述壳体,各弹性臂的第二端连接于所述触摸单元。
在其中一个实施例中,所述电子设备还包括电能管理单元,所述电能管理单元与所述压电单元连接,用于存储所述压电单元所产生的电能。
在其中一个实施例中,所述电能管理单元包括多个整流电路、与多个所述整流电路分别连接的电源管理电路以及与所述电源管理电路连接的蓄电单元;多个所述整流电路分别与多个所述压电单元一一对应连接;
其中,各所述整流电路用于将所述压电单元所产生的电能转换为直流电,所述电源管理电路用于将直流电输入至所述蓄电单元中进行存储。
上述能量转换组件及电子设备中,通过在第一介质层和第二介质层之间设置弹性组件,而弹性组件由多个弹性臂组成,相邻的两个弹性臂中的其中一个弹性臂连接于另一个弹性臂的第一端和第二端之间,而且相互连接的两个弹性臂中至少其中一个设有由压电材料制成的压电单元;上述结构,在实际使用时,外力作用在第一介质层以驱动各弹性臂发生弹性形变,而相互连接的两个弹性臂中其中一个弹性臂发生弯折的同时也带动了另外一个弹性臂发生弯折,能够尽大限度地调动更多的弹性臂发生弹性形变,更容易地将外力放大成弹性臂的弯曲应力,以使更多压电单元产生压电效应以将外力所产生的机械能转换为电能,提高了能量转换率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例的能量转换组件的结构示意图;
图2为一个实施例的弹性臂分别与第一介质体和第二介质体倾斜设置的示意图;
图3为一个实施例的弹性臂的结构示意图;
图4为一个实施例的压电单元的结构示意图;
图5为一个实施例的弹性组件的结构示意图;
图6为一个实施例的多组弹性臂组相互连接时的示意图;
图7为一个实施例的多组弹性臂组相互间隔时的示意图;
图8为一个实施例的电子设备的结构示意图;
图9为一个实施例的电能管理单元的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一弹性臂称为第二弹性臂,且类似地,可将第二弹性臂称为第一弹性臂。第一弹性臂和第二弹性臂两者都是弹性臂,但其不是同一弹性臂。
可以理解,以下实施例中的“连接”,连接可以是机械连接
如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
如图1-3所示,一实施例的能量转换组件100,其包括第一介质体10、第二介质体20以及弹性组件30。其中:
第一介质体10,其作为固定座,用于与弹性组件30固定连接,为弹性组件30提供支撑和保护;其中,两者固定连接的方式包括但不限于焊接、铆接、胶水粘接和紧固件连接中的至少一种。
第二介质体20,其作为外力的承受主体,用于与第一介质体10相对间隔设置以形成容纳空间40,与弹性组件30远离第一介质体10的一侧连接;其中,第二介质体20和弹性组件30的连接方式是非固定连接,两者连接的方式包括但不限于接触连接和销连接中的至少一种。
弹性组件30,其包括多个弹性臂31;值得一提的是,弹性组件30设置的数量是不限的,其可以是设置一个,也可以是设置多个,而每一弹性组件30的弹性臂31设置的数量也是不限的,其可以根据实际使用的情况进行设置。
其中,各弹性臂31包括分别位于相对两侧的第一端301和第二端302,各弹性臂31通过第一端301与第一介质体10形成固定连接,通过第二端302与第二介质体20连接;相邻的两个弹性臂31中的其中一个弹性臂31连接于另一个弹性臂31的第一端301和第二端302之间,以实现两者之间的交叉连接设置。
相互连接的两个弹性臂31中至少其中一个设有由压电材料制成压电单元303,此处,可以理解为由弹性材料制成的弹性臂31在其能够发生弹性形变的区域贴覆有压电单元303,也可以理解为整个弹性臂31均由压电材料制成,此时整个弹性臂31均可作为压电单元303;进一步的,在一些实施例中,相互连接的两个弹性臂31均为设有压电单元303的悬臂梁结构,该设置有利于增加压电材料设置的体积;当然,在其他实施例中,相互连接的两个弹性臂31中其中一个为设有压电单元303的悬臂梁结构,另一个为单纯由弹性材料制成的悬臂梁结构也是可行的。
为了方便理解,下面将结合上述的结构对其工作原理展开说明,具体的:
当外界向第二介质体20施加外力时,第二介质体20在外力作用下可沿朝向第一介质体10的方向靠近,导致第二介质体20和第一介质体10的相对距离减少,从而压缩位于容纳空间40的弹性组件30,以将外力传递至弹性组件30中。
弹性组件30作为能量转换的器件,其用于将外力的作用下使得多个弹性臂31在容纳空间40内被折弯以发生弹性形变,使得在压电单元303内引起弯曲应变,弯曲应变通过压电材料的压电效应转换为电位移,以实现将弹性形变所产生的机械能转化为电能以实现能量转换的功能。另外,被压缩的弹性臂31的还用于向第二介质体20提供回弹力以实现对第二介质体20的复位功能。
需要说明的是,由于弹性臂31的弹性形变过程是在容纳空间40中进行的,使得弹性臂31的变形空间受到合理的限制,避免了外力对弹性臂31的机械激励过于剧烈而造成过载、疲劳和破碎等问题,有利于对压电单元303进行保护,有效地保证弹性组件30结构的完整性。
另外,弹性臂31的变形幅度是可以预先设定好的,在实际应用中,可以根据弹性臂31的厚度来具体设置其变形幅度,而在弹性臂31所允许的尺寸范围内,应该对其变形幅度进行最大化设置,以便提高压电输出的效果,从而提高机械能转化为电能的转换效率。
上述能量转换组件100,在实际使用时,当外力作用在第一介质层以驱动各弹性臂31发生弹性形变,而由于相邻的两个弹性臂31形成交叉连接设置,那么,相互连接的两个弹性臂31中其中一个弹性臂31发生弯折的同时也带动了另外一个弹性臂31发生弯折,相互连接的两个弹性臂31的弹性形变是关联产生的,有效地增加了多个弹性臂31发生形变时的整体联动性,有利于避免由于外力较为轻柔而引起位于相邻位置的多个弹性臂31中只有一部分发生形变而另一部分不发生形变的现象,能够尽大限度地调动更多的弹性臂31发生弹性形变,更容易地将轻微的外力放大成弹性臂31的弯曲应力,以使更多压电单元303产生压电效应以将外力所产生的机械能转换为电能,进而提高了能量转换率。
需要说明的是,各弹性臂31的形状设置是不限的,比如,在一些实施例中,各弹性臂31的第一端301的宽度大于其第二端302的宽度,将第一端301的宽度设置为更大的尺寸,有利于作用于第一端301的应力的分布更为分散,从而避免第一端301处由于应力过度集中而造成弹性臂31损坏,更好地保护了弹性臂31的结构可靠性,从而保证能量转换的稳定性。
进一步的,各弹性臂31的第一端301的宽度沿其第一端301朝向其第二端302的延伸方向递减。比如,在一个实施例中,各弹性臂31的形状包括但不限于梯形,梯形的下底边为第一端301,梯形的上底边为第二端302。
在一些实施例中,各弹性臂31的结构设置是不限,各弹性臂31包括第一连接部311、第二连接部312以及弹性连接部313。其中:
各弹性臂31的第一端301位于第一连接部311中,第一连接部311与第一介质体10固定连接;
各弹性臂31的第二端302位于第二连接部312中,第二连接部312与第二介质体20连接;
弹性连接部313将第一连接部311和第二连接部312连接,且弹性连接部313与第一介质体10倾斜设置,其与第一介质体10的夹角为θ;压电单元303可设于弹性连接部313,即压电单元303可贴覆于由弹性材料制成的弹性连接部313上,或者,弹性连接部313直接由压电材料制成以充当压电单元303。
值得一提的是,弹性连接部313的形状是不限的,而为了保证在发生弹性形变时不易折断,在此,将弹性连接部313的形状设置为梯形,弹性连接部313的下底边与第一连接部311连接,由于第一连接部311和弹性连接部313的连接处的宽度尺寸相对较大,有利于避免弹性连接部313在与第一连接部311的连接处由于应力过度集中而造成弹性臂31损坏,损坏的弹性臂31使得设于其上的压电单元303失效而无法产生压电效应。
如图3、4所示,在一些实施例中,压电单元303为压电晶片结构,其包括弹性基体层3031以及贴覆于弹性基体层3031的压电层3032。
其中,压电层由压电材料制成,压电材料包括但不限于PZT(即锆钛酸铅压电陶瓷),ZnO(即氧化锌压电陶瓷),BTO(BaTiO3,即钛酸钡压电陶瓷),PVDF(即聚偏氟乙烯压电膜)中的其中一种;弹性集体层由弹性材料制成,弹性材料包括但不限于金属材料(如钢片、铝片和铜牌等)和弹性较好的塑料材料。
进一步的,在一些实施例中,如图4中的a所示的压电单元303为单压电晶片结构,其包括一层弹性基体层3031和一层贴覆于弹性基体层3031其中一侧的压电层3032。
在另一些实施例中,如图4中的b所示的压电单元303为双压电晶片结构,其包括一层弹性基体层3031和两层分别贴覆于弹性基体层3031的相对两侧的压电层3032,该设置有利于在有限的空间内,增大压电材料设置的体积,增强弹性组件30整体的压电效应,从而进一步提高能量转换的效率。
如图1、5所示,进一步的,在一些实施例中,相邻的两个弹性臂31中的其中一个弹性臂31的第二连接部312或弹性连接部313连接于另一个弹性臂31的弹性连接部313。比如,在其中一个实施例中,相邻的两个弹性臂31中的其中一个弹性臂31的第二连接部312连接于另一个弹性臂31的弹性连接部313,由于第二连接部312是直接与第二介质体20连接的,第二连接部312能够将第二介质体20的机械激励直接传递至与第二连接部312对应连接的弹性连接部313上,使得设于弹性连接部313上的压电单元303更容易受到外力的激励而产生压电效应,有利于提高能量转换的效率。当然,在另外一个实施例中,将相邻的两个弹性臂31通过两者的弹性连接部313相连也是可行的。
更优的,在一些实施例中,多个第二连接部312位于同一个平面上,该设置有利于保证多个第二连接部312能够均衡地从第二介质体20处接收机械激励,有利于提高弹性组件30在发生弹性形变时的整体平稳性,避免了弹性组件30各个位置的压缩程度不同而造成局部被过度压缩的弹性臂31发生损坏现象,能够更好地保证能量转换的可靠性。
值得一提的是,由于弹性臂31的结构形式是不限的,比如,在一些实施例中,相比于传统的技术中直接挤压由压电材料制成的压电陶瓷层的方式以实现能量转换,本申请通过折弯变形的方式使压电单元303产生弯曲应力以实现能量转换的方式更适用于外力较为微弱时进行机械激励的情况;根据压电方程式,可知,电压输出正比于压电材料所受到的弹性应变量,而传统技术中的压电陶瓷层非常坚硬,微弱的外力不能够使得压电陶瓷层产生大的应变,但本申请中弹性臂31为细长的悬臂梁结构,弹性臂31为细长的悬臂梁结构,微弱的外力也能够使弹性臂31产生较大的弯曲应变,有利于提高了压电输出的电能。
多个弹性臂之间的相对位置关系是不限的,为了方便理解,下面举出一些例子以进行展开说明,具体的:
如图1、5所示,在一些实施例中,弹性组件30包括n个弹性臂31,第k个弹性臂31连接于第k+1个弹性臂31的第一端301和第二端302之间,其中,n和k均为自然数,1≤k≤n-1。
值得一提的是,比如,在一些实施例中,弹性组件30呈环状,n个弹性臂31依次连接并环绕形成环状结构;当然,更优的,在上述设置的基础上,还可以将第n个弹性臂31连接于第一个弹性臂31的第一端301和第二端302之间以使n个弹性臂31首尾相连,以进一步提高环状结构的整体性。
比如,在一个实施例中,弹性组件30包括四个弹性组件30,第一个弹性臂31连接于第二个弹性臂31的第一端301和第二端302之间,第二个弹性臂31连接于第三个弹性臂31的第一端301和第二端302之间,第三个弹性臂31连接于第四个弹性臂31的第一端301和第二端302之间,第四个弹性臂31连接于第一个弹性臂31的第一端301和第二端302之间,四个弹性组件30首尾相连以共同形成呈四边形的环状弹性结构。
上述设置,能够使n个弹性臂31共同构成一个能够联动的整体结构,当其中一个弹性臂31在外力作用下被压缩而产生弹性形变,其他的弹性臂31也共同分担了一部分外力,即在外力的作用下n个弹性臂31共同构成的整体结构能够发生整体性的弹性形变,有效地增加了多个弹性臂31的联动性能,以使得n个弹性臂31能够均衡地承受了外力,进一步地调动更多的弹性臂31发生弹性形变,充分利用了有限的空间,更好地调动更多压电单元303产生压电效应,进一步地提高能量转换率,尽可能地最大化了压电输出的电能;另外,弹性组件30呈环状结构时,多个弹性臂31共同围成中空区域304,在产品的实际设计时,该中空区域304可以用于收容其他的电子元器件或者其他结构件,有效地提高空间的利用率,从而有利于提高产品的集成化程度。
可以理解的是,若将相互连接的两个弹性臂看作为一组弹性臂组,每一弹性组件可以设置多组弹性臂组,多组弹性臂组在容纳空间中可以相互间隔设置,也可以依次连接。
比如,如图6所示,在一些实施例中,多组弹性臂组在容纳空间中的连接方式可以是相互连接且环绕形成环状结构(图6中a所示),也可以是沿同一方向依次排布并连接(图6中b所示)。
再比如,如图7所示,在一些实施例中,多组弹性臂组在容纳空间中的间隔方式可以是相互间隔且环绕形成环状结构(图7中a所示),也可以是沿同一方向依次间隔排布(图7中b所示),还可以是零散地间隔分布(图7中c所示)。
如图1、5、8-9所示,一实施例的电子设备800,其包括:壳体810、触摸单元820以及上述的能量转换组件100,壳体810充当第一介质体10,触摸单元820充当第二介质体20,能量转换组件100中各弹性臂31的第一端301固定支撑于壳体810,各弹性臂31的第二端302连接于触摸单元820。
值得一提的是,触摸单元820具体的结构形式是不限的,其包括但不限于触摸显示屏、键盘或者其他用于触摸操控的电子器件,在此不再一一列举。比如,在一些实施例中,考虑到触摸显示屏的使用频率最高,则将触摸显示屏作为触摸单元820,有利于达到能量转换最大化的效果。
上述结构中,用户对触摸单元820进行触碰、敲击时,触摸单元820能够在外力的驱动下驱动能量转换组件100将机械能转换为电能,电能可以为电子设备800供能;也可以在电能的激励下驱动振动反馈单元进行振动反馈,使得电子设备800能够实现能量的机械能和电能的转换,并且能够对转换获得的电能进行利用。
值得一提的是,能量转换组件100的弹性组件30所设置的弹性臂31的数量是不限,比如,在一些实施例中,弹性组件30包括四个弹性臂31,四个弹性臂31共同围成具有中空区域304的环状结构,该中空区域304内可设置其他的电子元器件(如电路板、电池、摄像模块、振动反馈模块、发声器件等等)或其他的结构件,充分利用了电子设备800的内部空间,有利于提高电子设备800的集成程度。
另外,四个弹性臂31的第一端301分别固定连接于壳体810并实现共面设置,四个弹性臂31的第二端302分别连接于触摸单元820的四个角的位置且共面设置,四个弹性臂31在壳体810和触摸单元820之间支撑的稳定性,有利于保证弹性臂31能够平稳地发生弹性形变,使得压电单元303平稳地发生弯曲应变,以稳定地实现其能量转换功能。
在一些实施例中,电子设备800还包括电能管理单元830,电能管理单元830与压电单元303连接,用于存储压电单元303所产生的电能;在电子设备800的使用过程中,电能管理单元830所存储的电能能够为其他电子元器件(如触摸单元820、摄像模块、振动反馈模块、发声器件等等)供电。
进一步的,在一些实施例中,电能管理单元830包括多个整流电路831、与多个整流电路831分别连接的电源管理电路832以及与电源管理电路832连接的蓄电单元833;多个整流电路831分别与多个压电单元303一一对应连接;
其中,各整流电路831用于将压电单元303所产生的电能转换为直流电,所述电源管理电路832用于将直流电输入至所述蓄电单元833中进行存储。
在实际工作中,由于手指触碰触摸单元820的不同部位置,可能只有一部分的弹性臂31的压电单元303被激发,而且各压电单元303被激发的程度也不尽相同,通过设置多个整流电路831与多个压电单元303一一对应连接,使得各整流电路831将与其连接的压电单元303所产生的电能转换为直流电具有一定的独立性,更好地保证各个压电单元303在发生压电效应所产生的电能能够被稳定地存储,能够更好的实现最大化的电能转移和存储。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种能量转换组件,其特征在于,包括:
第一介质体;
第二介质体,与所述第一介质体相对间隔设置;以及,
弹性组件,包括多个弹性臂,各所述弹性臂包括与所述第一介质体连接的第一端、与所述第二介质体连接的第二端;相邻的两个所述弹性臂中的其中一个弹性臂连接于另一个弹性臂的第一端和第二端之间,相互连接的两个所述弹性臂中至少其中一个设有由压电材料制成的压电单元;
其中,所述第二介质体用于在外力的作用下驱动多个所述弹性臂发生弹性形变,以使所述压电单元产生压电效应以将机械能转换为电能。
2.根据权利要求1所述的能量转换组件,其特征在于,所述弹性组件包括n个弹性臂,第k个弹性臂连接于第k+1个弹性臂的第一端和第二端之间,其中,n和k均为自然数,1≤k≤n-1。
3.根据权利要求1所述的能量转换组件,其特征在于,各所述弹性臂的第一端的宽度大于其第二端的宽度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的能量转换组件,其特征在于,各所述弹性臂包括与所述第一介质体连接的第一连接部、与所述第二介质体连接的第二连接部以及将所述第一连接部和所述第二连接部连接的弹性连接部;
所述压电单元设于所述弹性连接部。
5.根据权利要求4所述的能量转换组件,其特征在于,所述压电单元包括弹性基体层以及贴覆于所述弹性基体层的压电层,所述压电层由压电材料制成。
6.根据权利要求4所述的能量转换组件,其特征在于,相邻的两个所述弹性臂中的其中一个弹性臂的第二连接部或弹性连接部连接于另一个弹性臂的弹性连接部。
7.根据权利要求4所述的能量转换组件,其特征在于,多个所述第二连接部位于同一个平面上。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:壳体、触摸单元以及如上述权利要求1-7任一项所述的能量转换组件,各弹性臂的第一端固定支撑于所述壳体,各弹性臂的第二端连接于所述触摸单元。
9.根据权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括电能管理单元,所述电能管理单元与所述压电单元连接,用于存储所述压电单元所产生的电能。
10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述电能管理单元包括多个整流电路、与多个所述整流电路分别连接的电源管理电路以及与所述电源管理电路连接的蓄电单元;多个所述整流电路分别与多个所述压电单元一一对应连接;
其中,各所述整流电路用于将所述压电单元所产生的电能转换为直流电,所述电源管理电路用于将直流电输入至所述蓄电单元中进行存储。
CN202111575090.3A 2021-12-21 2021-12-21 能量转换组件及电子设备 Pending CN114221578A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111575090.3A CN114221578A (zh) 2021-12-21 2021-12-21 能量转换组件及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111575090.3A CN114221578A (zh) 2021-12-21 2021-12-21 能量转换组件及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114221578A true CN114221578A (zh) 2022-03-22

Family

ID=80704974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111575090.3A Pending CN114221578A (zh) 2021-12-21 2021-12-21 能量转换组件及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114221578A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117353466A (zh) * 2023-12-06 2024-01-05 天津大学 基于图像识别的配网电力设备故障检测装置及其检测方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5097859B1 (ja) * 2012-01-11 2012-12-12 浩平 速水 発電装置
JP2013179809A (ja) * 2012-02-29 2013-09-09 Nec Casio Mobile Communications Ltd 発電機構、接触式入力装置、携帯機器および発電方法
JP2014131409A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Hayami Kohei 発電装置
CN103944448A (zh) * 2014-04-10 2014-07-23 南京邮电大学 一种压电悬臂梁俘能器
US20140293155A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Samsung Display Co., Ltd. Energy recovery system for recovering pressure energy of touch input to touch screen panel
CN106558907A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 一种终端充电装置和终端
CN107681754A (zh) * 2017-09-29 2018-02-09 珠海格力电器股份有限公司 一种可自供电的电子设备
CN111766982A (zh) * 2020-07-16 2020-10-13 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控显示面板和触控显示装置
US20210050802A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-18 A.M.C. Co., Ltd. Non-contact continuous piezoelectric generator using magnetic force
CN212660117U (zh) * 2020-06-24 2021-03-05 欧菲微电子技术有限公司 压电马达、触控反馈模组及触控装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5097859B1 (ja) * 2012-01-11 2012-12-12 浩平 速水 発電装置
JP2013179809A (ja) * 2012-02-29 2013-09-09 Nec Casio Mobile Communications Ltd 発電機構、接触式入力装置、携帯機器および発電方法
JP2014131409A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Hayami Kohei 発電装置
US20140293155A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Samsung Display Co., Ltd. Energy recovery system for recovering pressure energy of touch input to touch screen panel
CN103944448A (zh) * 2014-04-10 2014-07-23 南京邮电大学 一种压电悬臂梁俘能器
CN106558907A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 一种终端充电装置和终端
CN107681754A (zh) * 2017-09-29 2018-02-09 珠海格力电器股份有限公司 一种可自供电的电子设备
US20210050802A1 (en) * 2019-08-12 2021-02-18 A.M.C. Co., Ltd. Non-contact continuous piezoelectric generator using magnetic force
CN212660117U (zh) * 2020-06-24 2021-03-05 欧菲微电子技术有限公司 压电马达、触控反馈模组及触控装置
CN111766982A (zh) * 2020-07-16 2020-10-13 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控显示面板和触控显示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117353466A (zh) * 2023-12-06 2024-01-05 天津大学 基于图像识别的配网电力设备故障检测装置及其检测方法
CN117353466B (zh) * 2023-12-06 2024-03-12 天津大学 基于图像识别的配网电力设备故障检测装置及其检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9117999B2 (en) Piezoelectric vibration module
Sun et al. Fundamental study of mechanical energy harvesting using piezoelectric nanostructures
JP5097859B1 (ja) 発電装置
TWI589111B (zh) 壓電獵能裝置
CN106257699B (zh) 悬臂压电换能器
US9118299B2 (en) Piezoelectric vibration module
US20130300261A1 (en) Piezoelectric vibration module
CN114221578A (zh) 能量转换组件及电子设备
CN112445329A (zh) 触控反馈模组及触控装置
US8159113B2 (en) Ultrasonic actuator with power supply electrode arrangement
US20150028722A1 (en) Piezoelectric energy recovery system
Kalyanaraman et al. Power harvesting system in mobile phones and laptops using piezoelectric charge generation
JP2018074451A (ja) 静電型トランスデューサ
US10727764B2 (en) Piezoelectric generator, pushbutton, radio module and method for producing a piezoelectric generator
CN212364961U (zh) 一种电子设备
JP6539797B1 (ja) 携帯端末用発電装置
CN115190824A (zh) 振动构造、振动装置以及触觉提示装置
US20240147865A1 (en) Piezoelectric linear motor and electronic device
US20130101145A1 (en) Transducer module
WO2024092885A1 (zh) 一种压电线性马达及电子设备
JP6882096B2 (ja) 圧電型発電装置
KR101125164B1 (ko) 전단변형 모드 압전체를 이용한 압전발전기
TWM580709U (zh) Portable computer
KR20150042498A (ko) 압전소자 및 이를 포함하는 진동발생장치
CN216774635U (zh) 一种叉指结构复合型纳米发电机

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
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 518101 District D and E, 7th Floor, Building 3, Tingwei Industrial Park, 6 Liufang Road, Xin'an Street, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Shenzhen Aixiesheng Technology Co.,Ltd.

Address before: 518101 District D and E, 7th Floor, Building 3, Tingwei Industrial Park, 6 Liufang Road, Xin'an Street, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant before: SHENZHEN AIXIESHENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.