CN204190649U - 压电能量采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种压电能量采集器，包括外壳、固定基座、压板、能量转换装置、弹簧和质量块，所述外壳底部设置有固定基座，所述固定基座包括硅片和二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在硅片的上下两面，所述固定基座上设置有能量转换装置，所述能量转换装置上方设置有压板，所述压板上方连接设置有弹簧，所述弹簧上方连接设置有质量块,所述能量转换装置由电极层、压电薄膜层和橡胶层组成。本实用新型采用质量块通过弹簧与压板组合连接成触发单元，然后对能量转换装置振动作用，从而产生电能，能量采集器的转换效率明显提高，从而获得较高的输出功率，在无线传感器网络节点的设计和制作中具有广泛的应用前景。

Description

压电能量采集器

技术领域

本实用新型涉及能量采集器领域，具体说的是一种压电能量采集器。

背景技术

近年来，随着无线技术的不断进步，使得电子设备和传感器等系统应用范围不断矿大，已广泛应用于民用、医学、军事等领域。传统的电化学电池供电方式存在着寿命短、需要经常更换、存储能量有限等缺点，且在某些条件下更换电池过程复杂，成本很高或根本就不可能实现更换。因此，新的供电技术研究显得非常迫切。

当前，在无线传感节点等微器件的电能供给上，依然采取着传统的供能方式，即利用电池作为主要的能量供应装置。然而，由于无线传感器网络节点一般是静止不动的，随着网络分布的广泛，构成无线传感网络的微器件数目越来越庞大，而且有些微器件的工作位置处在野外恶劣环境中，难以再触及，显然，电池供电方式越来越难于满足要求。因此，为了延长电池寿命和减少电子元件体积，人们开始致力于从电子元件周围环境中吸取能量并转化为电能方法来代替电池对无线传感器等微器件进行永久供电的研究。

振动能是自然环境中广泛存在的一种能量，振动发电机可将其提取并转化为可直接实用的电能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种压电能量采集器。

本实用新型解决其技术问题所采用技术方案是：压电能量采集器，包括外壳、固定基座、压板、能量转换装置、弹簧和质量块，所述外壳底部设置有固定基座，所述固定基座包括硅片和二氧化硅层，所述二氧化硅层设置在硅片的上下两面，所述固定基座上设置有能量转换装置，所述能量转换装置上方设置有压板，所述压板上方连接设置有弹簧，所述弹簧上方连接设置有质量块,所述能量转换装置由电极层、压电薄膜层和橡胶层组成，所述电极层设置在压电薄膜层上下两面，所述电极层和压电薄膜层之间设置有橡胶层。

作为优选，所述弹簧设置有3根或3根以上。

作为优选，所述外壳上顶面设置有镂空腔，所述质量块设置在镂空腔内，所述质量块可在镂空腔内进行上下运动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用质量块通过弹簧与压板组合连接成触发单元，然后对能量转换装置振动作用，从而产生电能，能量采集器的转换效率明显提高，从而获得较高的输出功率，且其制备方法简单可靠，能与微加工工艺集成加工，在无线传感器网络节点的设计和制作中具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的压电能量采集器的结构示意图；

图2为本实用新型能量转换装置的结构示意图；

图中，1—外壳，2—固定基座，3—压板，4—能量转换装置，5—弹簧，6—质量块，21—硅片，22—二氧化硅层，41—电极层，42—压电薄膜层，43—橡胶层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选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。

如图1-图2所示，本实用新型的压电能量采集器，包括外壳1、固定基座2、压板3、能量转换装置4、弹簧5和质量块6，所述外壳1底部设置有固定基座2，所述固定基座2包括硅片21和二氧化硅层22，所述二氧化硅层22设置在硅片21的上下两面，所述固定基座2上设置有能量转换装置4，所述能量转换装置4上方设置有压板3，所述压板3上方连接设置有弹簧5，所述弹簧5上方连接设置有质量块6,所述能量转换装置4由电极层41、压电薄膜层42和橡胶层43组成，所述电极层41设置在压电薄膜层42上下两面，所述电极层41和压电薄膜层42之间设置有橡胶层43。

值得注意的是，所述弹簧5设置有3根或3根以上。

值得注意的是，所述外壳1上顶面设置有镂空腔，所述质量块6设置在镂空腔内，所述质量块6可在镂空腔内进行上下运动。

本实用新型采用质量块通过弹簧与压板组合连接成触发单元，然后对能量转换装置振动作用，从而产生电能，能量采集器的转换效率明显提高，从而获得较高的输出功率，且其制备方法简单可靠，能与微加工工艺集成加工，在无线传感器网络节点的设计和制作中具有广泛的应用前景。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.压电能量采集器，其特征在于：包括外壳（1）、固定基座（2）、压板（3）、能量转换装置（4）、弹簧（5）和质量块（6），所述外壳（1）底部设置有固定基座（2），所述固定基座（2）包括硅片（21）和二氧化硅层（22），所述二氧化硅层（22）设置在硅片（21）的上下两面，所述固定基座（2）上设置有能量转换装置（4），所述能量转换装置（4）上方设置有压板（3），所述压板（3）上方连接设置有弹簧（5），所述弹簧（5）上方连接设置有质量块（6）,所述能量转换装置（4）由电极层（41）、压电薄膜层（42）和橡胶层（43）组成，所述电极层（41）设置在压电薄膜层（42）上下两面，所述电极层（41）和压电薄膜层（42）之间设置有橡胶层（43）。

2.根据权利要求1所述的压电能量采集器，其特征在于：所述弹簧（5）设置有3根或3根以上。

3.根据权利要求1所述的压电能量采集器，其特征在于：所述外壳（1）上顶面设置有镂空腔，所述质量块（6）设置在镂空腔内，所述质量块（6）可在镂空腔内进行上下运动。