CN205232064U - 一种旋转式压电发电机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转式压电发电机装置，包括下壳体、凸轮、凸轮轴和压电发电机构，所述凸轮设置在底座中心位置，所述凸轮轴设置在凸轮中心，带动凸轮旋转，所述压电发电机构包括推杆、弹性元件和压电堆，所述若干压电发电机构环绕凸轮周向设置在下壳体内部，所述弹性元件与压电堆接触，并且紧压着压电堆，所述推杆一端和弹性元件连接，另一端与凸轮表面接触。其产生的有益效果是，利用凸轮压电发电，更加可靠，提高使用寿命，同时可以保证与工业应用中的设备进行无缝对接且不影响其发电效率。

Description

一种旋转式压电发电机装置

技术领域

本实用新型涉及压电发电技术，尤其涉及一种旋转式压电发电机装置。

背景技术

压电发电材料由于受到挤压和振动就能发电的特性，现在广泛被大多数学者所应用。但大多数基于压电发电材料的发电装置主要将压电材料制成压电薄片与质量块进行接合，利用振动原理使其发电，这样使得压电发电装置发电波动范围大，且结构复杂工作不可靠，寿命较短。

发明内容

本实用新型针对以上原因，利用凸轮转子式结构设计，通过凸轮旋转带动压电装置进行发电。

为实现上述目的，本实用新型的旋转式压电发电机装置，包括下壳体、凸轮、凸轮轴和压电发电机构，所述凸轮设置在底座中心位置，所述凸轮轴设置在凸轮中心，带动凸轮旋转，所述压电发电机构包括推杆、弹性元件和压电堆，所述压电发电机构环绕凸轮周向设置在下壳体内部，所述弹性元件与压电堆接触，并且紧压着压电堆，所述推杆一端和弹性元件连接，另一端与凸轮表面接触。

为了对压电发电机构进行固定，所述下壳体内环绕凸轮周向设置有六个空槽体，所述压电堆和弹性元件设置在下壳体上的空槽体内，压电堆设置在空槽体底部。

进一步的，为了对压电堆进行固定，旋转式压电发电机装置还包括上壳体，所述上壳体上设置有六个与下壳体相适配的空槽体，中心设置有圆孔，所述上壳体穿过凸轮轴与下壳体通过螺栓连接，压电发电机构设置在空槽体内。

为了减少凸轮和推杆之间的摩擦，提高发电效率，所述压电发电机构还包括滚轮和销钉，所述滚轮通过销钉和推杆连接，滚轮抵触在凸轮表面。

优选的弹性元件材料为橡胶、弹簧或者液压装置。

进一步的，所述压电堆的成分是压电材料。

为了保证凸轮轴旋转效率，上壳体、下壳体与凸轮轴设置有轴承。

本实用新型的凸轮转子式结构广泛应用于水泵及旋转机械领域，因此利用凸轮压电发电，更加可靠，提高使用寿命，同时可以保证与工业应用中的设备进行无缝对接且不影响其发电效率。

附图说明

图1是旋转式压电发电机装置的正视图；

图2是旋转式压电发电机装置的俯视图；

图中：1是上壳体，2是下壳体，3是凸轮，4是滚珠轴承，5是滚轮，6是销钉，7是推杆，8是弹性元件，9是压电堆，10是凸轮轴，11是空槽体。

具体实施方式

如图1，本实用新型的旋转式压电发电机装置主要由下壳体2、凸轮3、凸轮轴10、空槽体11、滚珠轴承4和压电发电机构组成，凸轮3中心连接有凸轮轴10，凸轮3设置在下壳体2的中心位置，下壳体2内周向环绕凸轮3位置设置有六个空槽体11，压电发电机构设置在空槽体11内部，压电发电机构主要由滚轮5、销钉6、推杆7、弹性元件8和压电堆9组成，其中压电堆9设置在下壳体2上空槽体11的底部，弹性元件8紧压压电堆9，弹性元件8和推杆7连接，推杆7顶部通过销钉6连接一个滚轮5，滚轮5受到弹性元件8的弹性力和中心凸轮3表面相抵触。

如图2，该装置顶部设置有上壳体1，上壳体1内部设置有与下壳体2上位置和数量均一致的空槽体11，且上壳体1中心位置设置有一个与凸轮轴10相适配的圆孔，凸轮轴10与上壳体1和下壳体2之间利用滚珠轴承4连接，上壳体1穿过凸轮轴与下壳体之间通过螺栓连接，空槽体位置与压电发电机构位置保持一致，使凸轮3和压电发电机构嵌入上壳体1和下壳体2之间，对凸轮3和压电发电机构进行固定。

该实施例中的弹性元件采用橡胶材料，其受压变形较大，不受力时弹性变形恢复快且使用寿命长，其中弹性元件8的主要成分还可以是弹簧或液压装置，压电堆9的主要成分为压电材料，压电材料在受压变形时会产生电压。

旋转式压电发电机装置工作时，在凸轮轴10上连接外部旋转力矩，比如旋转的发动机、风车、手摇杆、车轮等旋转机构等，由于凸轮3与凸轮轴10连接，凸轮轴10的转动带动凸轮3转动，随着凸轮3的转动，与压电发电机构中的滚轮接触的基圆部分逐渐被凸块部分取代，凸轮3的凸块部分推动滚轮5移动，滚轮5推动推杆7向压电堆9的方向移动，推杆7推动弹性元件8使其变形，并将压力传递至压电堆9，压电堆9中的压电材料受力压缩变形产生电能，当凸轮3上的凸块最高凸出位置与滚轮接触时，压电装置受力变形最大。

此时，凸轮3继续随着凸轮轴10转动，与滚轮5接触的凸块部分逐渐被基圆部分所取代，这一过程中，凸轮3凸块部分远离滚轮运动，此时在弹性元件8的弹性力作用下，推杆7被推向凸轮3方向移动，推杆推动滚轮向凸轮3方向移动，直至凸轮3移动到基圆位置。此时，由于弹性元件的弹性变形释放，压电堆9受力变形逐渐减小，直至恢复原始状态。

随着凸轮轴10的不断转动，带动凸轮3转动，压电堆9不断地重复形变和恢复过程，不断产生电能。

本装置中的外部旋转力矩可以来自不同的外部设备，通过改变装置的尺寸和增减压电装置内部个数实现与其它旋转机构的无缝对接，工作可靠且寿命长。

Claims (7)

1.一种旋转式压电发电机装置，其特征在于：包括下壳体（2）、凸轮（3）、凸轮轴（10）和压电发电机构，所述凸轮（3）设置在下壳体（2）的中心位置，所述凸轮轴（10）设置在凸轮（3）的中心位置，带动凸轮（3）旋转，所述压电发电机构包括推杆（7）、弹性元件（8）和压电堆（9），若干压电发电机构环绕凸轮（3）的周向设置在下壳体（2）的内部，所述弹性元件（8）与压电堆（9）接触并且紧压着压电堆（9），所述推杆（7）一端和弹性元件（8）连接，另一端与凸轮（3）表面接触。

2.根据权利要求1所述的旋转式压电发电机装置，其特征在于：所述下壳体（2）内环绕凸轮（3）周向设置有与压电发电机构数量一致的空槽体（11），所述压电堆（9）和弹性元件（8）设置在空槽体（11）内，所述压电堆（9）和弹性元件（8）设置在下壳体（2）的空槽体（11）内，其中压电堆（9）设置在空槽体（11）底部位置。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式压电发电机装置，其特征在于：所述旋转式压电发电机装置还包括上壳体（1），所述上壳体（1）上设置有与压电发电机构数量一致的空槽体（11），上壳体（1）中心设置有一个圆孔，所述上壳体（1）穿过凸轮轴（10）与下壳体（2）通过螺栓连接，将压电发电机构固定在空槽体（11）内。

4.根据权利要求1所述的旋转式压电发电机装置，其特征在于：所述压电发电机构还包括滚轮（5）和销钉（6），所述滚轮（5）通过销钉（6）和推杆（7）连接，滚轮（5）抵触在凸轮（3）表面。

5.根据权利要求1所述的旋转式压电发电机装置，其特征在于：所述弹性元件（8）为橡胶、弹簧或者液压装置。

6.根据权利要求1所述的旋转式压电发电机装置，其特征在于：所述压电堆（9）的成分是压电材料。

7.根据权利要求3所述的旋转式压电发电机装置，其特征在于：所述上壳体（1）、下壳体（2）与凸轮轴（10）之间设置有滚珠轴承（4）。