CN203243248U - 一种压电俘能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压电俘能装置，该装置包括外环和与外环同轴心的内圆柱，所述外环与内圆柱通过多个压电俘能振子连接。外环以及内圆柱上在轴向和径向两方向上有规律地开着一些槽，压电俘能振子通过槽与外环和内圆柱联接。内圆柱的总高度小于外环，且安装后上下端面要位于外环之内。当内圆柱受到外界力的作用后，带着压电俘能振子一起振动，并将振动源的频率进行放大。通过上述方式，本实用新型能够将环境中的低频振动转换为较高频的振动，并转化为电能。该装置具有结构简单、俘能效率高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及压电俘能领域，特别是涉及一种压电俘能装置。
背景技术
随着全球气候变暖的加剧和石油、煤炭、天然气等不可再生资源的紧缺，人们对新的、可持续的、清洁的可再生能源，投入越来越多的关注。俘获环境能量成为一种广泛的开发新能源的方法。目前，俘获环境能主要以太阳能、风能等自然能的利用为主，但这些受到自然条件的限制，不能稳定地提供能量。而环境中随处可见振动能，如车辆行驶的路面、机场跑道、网络节点等。这些振动能的俘获，将开辟一个可持续的绿色能源新途径。
从环境中俘获振动能，有三种方式：压电式、静电式和电磁式。与其它方式相比，压电式具有俘能效率高、能量密度大、工作可靠、适应性强、无污染、成本低等突出优点，从环境振动或噪声中提取能量的性能最好，成为从环境机械能获取电能的一种行之有效的好方法，受到了广泛的重视。
采用压电式俘获环境振动能，其主要结构为压电俘能装置。该装置利用压电材料的正压电效应，将振动能转化为电能。此装置的结构形式，直接影响着压电俘能效率。目前，采用较多的是悬臂式结构。但单悬臂压电振子，所能俘获的能量较小。而已有的多悬臂式压电振子，各个悬臂都是单独进行俘能，所俘获电的频率因结构而异，从而增加了后续处理和控制电路的复杂程度和成本。本专利设计的压电俘能装置，采用多悬臂式压电振子结构，各振子采用一个圆柱体作为配重物。因此，该结构的压电俘能装置，可实现从各个压电振子所俘获的电具有相同的频率，可降低控制电路的复杂性。同时，该结构具有悬臂式压电振子的共同特点，即这种利用惯性自由振动的结构，简单易行，可将较低频率的环境振动转换为高频率的振动，产生最大的挠曲和柔顺系数，具有较长的振动持续时间，可充分吸收环境振动能，压电俘能效率较高。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种压电俘能装置，能够提高压电装置的压电俘能效率，减少后续处理和控制电路的成本和难度。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种压电俘能装置，该装置包括外环和与外环同轴心的内圆柱，所述外环与内圆柱通过多个压电俘能振子连接。
优选的是，所述外环内壁上开有多个外环槽，内圆柱外壁上对应外环槽的位置设有内环槽，压电俘能振子的两端分别嵌入外环槽内和内环槽内。
优选的是，所述压电俘能振子包括悬臂板和压电薄膜PVDF，所述压电薄膜PVDF粘结于悬臂板的侧面，且压电薄膜PVDF的两端小于悬臂板的长度。
优选的是，所述悬臂板的两端分别嵌入外环槽内和内环槽内。
优选的是，所述内圆柱的高度小于外环的高度。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种压电俘能装置，解决现有多悬臂压电俘能器件，所俘获电的频率不同，增加后续处理和控制电路的成本和难度问题，且可提高压电装置的压电俘能效率，能够提高压电装置的压电俘能效率，减少后续处理和控制电路的成本和难度。
附图说明
图1是本实用新型一种压电俘能装置的立体结构示意图；
图2是本实用新型一种压电俘能装置的外环的结构示意图；
图3是本实用新型一种压电俘能装置的内环的结构示意图；
图4是本实用新型一种压电俘能装置的压电俘能振子的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图4，本实用新型实施例包括：
一种压电俘能装置，该装置包括外环（1）和与外环（1）同轴心的内圆柱（2），内圆柱（2）的高度小于外环（1）的高度。外环（1）内壁上开有多个外环槽，内圆柱（2）外壁上对应外环槽的位置设有内环槽，压电俘能振子（3）的两端分别嵌入外环槽内和内环槽内。
压电俘能振子（3）包括悬臂板（32）和压电薄膜PVDF（31），所述压电薄膜PVDF（31）粘结于悬臂板（32）的侧面，且压电薄膜PVDF（31）的两端小于悬臂板（32）的长度。所述悬臂板（32）的两端分别嵌入外环槽内和内环槽内。
综上所述，外环槽和内环槽的形状可以是对应的直角方槽、球形槽或带圆角的方槽，悬臂板（32）两端截面形状与外环槽和内环槽的形状相同。
外环（1）、内圆柱（2）和悬臂板（32）的材料可以是金属或非金属。
PVDF压电薄膜（31）可以粘结于悬臂板（32）的一面或两面。
外环（1）、内圆柱（2）及压电俘能振子（3），依据对应的槽安装后，由于内圆柱（2）的高度低于外环（1），其两端面都位于外环（1）的内部。因此在该压电俘能装置中，外环（1）相当于固定梁，而内圆柱（2）起到一个配重物的作用。使用时，将该装置外环的一端面固定。若内圆柱（2）受到力的作用，安装在其上的多个压电俘能振子（3），将随之一起发生高频率的振动，从而产生电力。
本实用新型一种压电俘能装置，解决现有多悬臂压电俘能器件，所俘获电的频率不同，增加后续处理和控制电路的成本和难度问题，且可提高压电装置的压电俘能效率，能够提高压电装置的压电俘能效率，减少后续处理和控制电路的成本和难度。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种压电俘能装置，其特征在于：该装置包括外环和与外环同轴心的内圆柱，所述外环与内圆柱通过多个压电俘能振子连接。
2.根据权利要求1所述的一种压电俘能装置，其特征在于：所述外环内壁上开有多个外环槽，内圆柱外壁上对应外环槽的位置设有内环槽，压电俘能振子的两端分别嵌入外环槽内和内环槽内。
3.根据权利要求1所述的一种压电俘能装置，其特征在于：所述压电俘能振子包括悬臂板和压电薄膜PVDF，所述压电薄膜PVDF粘结于悬臂板的侧面，且压电薄膜PVDF的两端小于悬臂板的长度。
4.根据权利要求3所述的一种压电俘能装置，其特征在于：所述悬臂板的两端分别嵌入外环槽内和内环槽内。
5.根据权利要求1所述的一种压电俘能装置，其特征在于：所述内圆柱的高度小于外环的高度。
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| CN 201320082624 CN203243248U (zh) | 2013-02-25 | 2013-02-25 | 一种压电俘能装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112276236A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | 浙大宁波理工学院 | 珩铰刀 |
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