CN206341156U - 一种旋转互激式气动压电发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转互激式气动压电发电装置，以解决工业环境中低功耗用电器传统供能方式布线复杂、污染环境等问题。本实用新型由前端盖、发电腔体、轴承、转动轴、风扇、发电组件、螺钉组成。气流作用于风扇，使风扇带动转动轴以及发电组件旋转，发电组件相互激励，基于压电效应实现电能的输出。本实用新型在不影响工业生产的情况下，利用压电元件的正压电效应俘获工业环境中气体的能量，并将其转化为电能，为工业环境低功耗用电器供能。本实用新型具有能量转换效率高、清洁无污染、不受电磁干扰以及使用寿命长等优势，在低功耗电子器件供能技术领域具有广泛的应用前景。

Description

一种旋转互激式气动压电发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种旋转互激式气动压电发电装置，属于低功耗电子设备供能技术领域。

背景技术

随着制造装备技术的智能化水平不断提高及其与物联网技术的深度融合，大量的物联网节点在机械制造装备领域得到广泛应用。目前，对物联网节点进行稳定、可靠的持续供电，是保证节点正常工作的前提。当前机械制造领域的物联网节点供能方式主要有电源直接供电和化学电池供电两种方式。其中，电源直接供电方式导致电磁干扰严重、系统布线复杂等问题，而化学电池供电方式则存在电池使用寿命有限、需定期更换以及环境污染等不足。因此，需研究一种用于物联网节点供能的新型能源供给技术以解决传统供能技术所带来的诸多弊端。

利用压电元件的正压电效应俘获环境微能源转化为电能的环境能源收集技术，由于具有能量转换效率高、清洁无污染、不受电磁干扰以及使用寿命长等优势，成为微能源转化与供给技术的研究热点。气体动能是工业生产中大量存在的能量形式，其同样具备安全清洁可再生等优势。因此，合理利用工业生产环境中的气体能量，结合压电元件的正压电效应将气体能量转化为电能为无线物联网节点供能，可有效解决传统电源供电带来的布线复杂及电池供电带来的需定期更换、污染环境等问题。

发明内容

为解决工业环境中低功耗用电器传统供能方式布线复杂、污染环境等问题，本实用新型公开一种旋转互激式气动压电发电装置。

本实用新型所采用的技术方案是：所述旋转互激式气动压电发电装置由前端盖、发电腔体、轴承、转动轴、风扇、发电组件、螺钉组成；所述前端盖中心位置设有圆形孔，其用于气源与旋转互激式气动压电发电装置的连通；所述前端盖前端设有外螺纹，方便旋转互激式气动压电发电装置与气源的连接；所述前端盖边缘设有4个阶梯孔，其用于前端盖的固定；所述前端盖后部设有n个圆形沉孔一，n为大于等于2的正整数，其用于轴承的安装；所述发电腔体前端设有4个螺纹孔，其用于与螺钉旋合连接，以实现发电腔体与前端盖的固定；所述发电腔体设有腔体,其用于容纳转动轴、风扇以及发电组件，所述发电腔体内部底端设有n个圆形沉孔二，n为大于等于2的正整数，其用于轴承的安装；所述轴承安装于前端盖与发电腔体所设的圆形沉孔一、圆形沉孔二；所述轴承与转动轴过盈配合；所述转动轴为阶梯轴；所述转动轴设有轴段一，其与轴承过盈配合，以实现转动轴的安装；所述转动轴设有轴段二，以实现轴承的限位和风扇的安装；所述转动轴设有轴段三，以实现风扇与发电组件的限位；所述转动轴设有轴段四，以实现轴承的限位和发电组件的安装；所述转动轴设有轴段五，其与轴承过盈配合，以实现转动轴的安装；所述风扇安装于转动轴所设的轴段二，并胶粘连接；发电组件由固定环与压电元件组成，所述固定环中心设有圆孔，其用于与转动轴所设的轴段四配合，并胶粘连接；所述固定环外部设有m个凹槽，m为大于等于1的正整数；其用于压电元件的固定；压电元件安装于固定环所设的凹槽，并胶粘连接；每个凹槽可安装x个压电元件，x为大于等于1的正整数；所述螺钉与发电腔体前端设有螺纹孔旋合连接，以实现前端盖与发电腔体的紧固连接。

本实用新型的有益效果是：在不影响工业生产的情况下，利用压电元件的正压电效应俘获工业气体的能量，并将其转化为电能，为工业环境中低功耗用电器供能，其具有能量转换效率高、清洁无污染、不受电磁干扰以及使用寿命长等优势，在低功耗电子器件供能技术领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1所示为本实用新型提出的一种旋转互激式气动压电发电装置结构示意图；

图2所示为本实用新型提出的前端盖剖视图；

图3所示为本实用新型提出的前端盖左视图；

图4所示为本实用新型提出的发电腔体剖视图；

图5所示为本实用新型提出的发电腔体左视图；

图6所示为本实用新型提出的轴承剖视图；

图7所示为本实用新型提出的转动轴示意图；

图8所示为本实用新型提出的风扇示意图；

图9所示为本实用新型提出的发电组件剖视图；

图10所示为本实用新型提出的发电组件左视图。

具体实施方式

结合图1~图10说明本实施方式。

本实施方式提供了一种旋转互激式气动压电发电装置的具体实施方案。所述旋转互激式气动压电发电装置2由前端盖2-1、发电腔体2-2、轴承2-3、转动轴2-4、风扇2-5、发电组件2-6、螺钉2-7组成；所述前端盖2-1中心位置设有圆形孔2-1-1，其用于气源与旋转互激式气动压电发电装置2的连通；所述前端盖2-1前端设有外螺纹2-1-2，方便旋转互激式气动压电发电装置2与气源的连接；所述前端盖2-1边缘设有4个阶梯孔2-1-3，其用于前端盖2-1的固定；所述前端盖2-1后部设有n个圆形沉孔一2-1-4，n为大于等于2的正整数，其用于轴承2-3的安装；所述发电腔体2-2前端设有4个螺纹孔2-2-1，其用于与螺钉2-7旋合连接，以实现发电腔体2-2与前端盖2-1的紧固连接；所述发电腔体2-2设有腔体2-2-2,其用于容纳转动轴2-4、风扇2-5以及发电组件2-6，所述发电腔体2-2内部底端设有n个圆形沉孔二2-2-3，n为大于等于2的正整数，其用于轴承2-3的安装；所述轴承2-3安装于前端盖2-1与发电腔体2-2所设的圆形沉孔一2-1-4、圆形沉孔二2-2-3；所述轴承2-3与转动轴2-4过盈配合；所述转动轴2-4为阶梯轴；所述转动轴2-4设有轴段一2-4-1，其与轴承2-3过盈配合，以实现转动轴2-4的安装；所述转动轴2-4设有轴段二2-4-2，以实现轴承2-3的限位和风扇2-5的安装；所述转动轴2-4设有轴段三2-4-3，以实现风扇2-5与发电组件2-6的限位；所述转动轴2-4设有轴段四2-4-4，以实现轴承2-3的限位和发电组件2-6的安装；所述转动轴2-4设有轴段五2-4-5，其与轴承2-3过盈配合，以实现转动轴2-4的安装；

所述风扇2-5安装于转动轴2-4所设的轴段二2-4-2，并胶粘连接；发电组件2-6由固定环2-6-1与压电元件2-6-2组成，所述固定环2-6-1中心设有圆孔2-6-1-1，其用于与转动轴2-4所设的轴段四2-4-4配合，并胶粘连接；所述固定环2-6-1外部设有m个凹槽2-6-1-2，m为大于等于1的正整数；其用于压电元件2-6-2的固定；压电元件2-6-2安装于固定环2-6-1所设的凹槽2-6-1-2，并胶粘连接；每个凹槽2-6-1-2可安装x个压电元件2-6-2，x为大于等于1的正整数；所述螺钉2-7与发电腔体2-2前端所设的螺纹孔2-2-1旋合连接，以实现前端盖2-1与发电腔体2-2的紧固连接。

本实施方式的具体发电过程：其发电过程可分为两个阶段：冲击过程发电和复位过程发电。冲击发电阶段，当气源的气体进入旋转互激式气动压电发电装置2时，气流作用于风扇2-5，风扇2-5带动转动轴2-4和发电组件2-6转动，从而使不同组的压电元件2-6-2相互拨动，压电元件2-6-2发生变形，基于压电效应输出电能；复位发电阶段，当压电元件2-6-2相互拨动使其变形达到最大后，压电元件2-6-2在自身弹性力的作用下回复初始状态，基于压电效应从而输出电能。重复上述工作过程，可实现本实用新型的连续发电。

Claims (3)

1.一种旋转互激式气动压电发电装置，其特征在于: 所述旋转互激式气动压电发电装置（2）由前端盖（2-1）、发电腔体（2-2）、轴承（2-3）、转动轴（2-4）、风扇（2-5）、发电组件（2-6）、螺钉（2-7）组成；所述前端盖（2-1）中心位置设有圆形孔（2-1-1）；所述前端盖（2-1）前端设有外螺纹（2-1-2），便于与激励源旋合连接；所述前端盖（2-1）边缘设有4个阶梯孔（2-1-3）；所述前端盖（2-1）后部设有圆形沉孔一（2-1-4）；所述发电腔体（2-2）前端设有4个螺纹孔（2-2-1），与螺钉（2-7）旋合连接；所述发电腔体（2-2）设有腔体（2-2-2）；所述发电腔体（2-2）内部底端设有圆形沉孔二（2-2-3）；所述轴承（2-3）安装于前端盖（2-1）与发电腔体（2-2）所设的圆形沉孔一（2-1-4）、圆形沉孔二（2-2-3）；所述轴承（2-3）与转动轴（2-4）过盈配合；所述转动轴（2-4）为阶梯轴；所述转动轴（2-4）设有轴段一（2-4-1），与轴承（2-3）过盈配合；所述转动轴（2-4）设有轴段二（2-4-2），以实现轴承（2-3）的限位和风扇（2-5）的安装；所述转动轴（2-4）设有轴段三（2-4-3）以实现风扇（2-5）与发电组件（2-6）的限位；所述转动轴（2-4）设有轴段四（2-4-4），以实现轴承（2-3）的限位和发电组件（2-6）的安装；所述转动轴（2-4）设有轴段五（2-4-5），与轴承（2-3）过盈配合，以实现转动轴（2-4）的安装；所述风扇（2-5）安装于转动轴（2-4）所设的轴段二（2-4-2），并胶粘连接；发电组件（2-6）由固定环（2-6-1）与压电元件（2-6-2）组成，所述固定环（2-6-1）中心设有圆孔（2-6-1-1），其用于与转动轴（2-4）设有轴段四（2-4-4）配合，并胶粘连接；所述固定环（2-6-1）外部设有m个凹槽（2-6-1-2），m为大于等于1的正整数；其用于压电元件（2-6-2）的固定；压电元件（2-6-2）安装于固定环（2-6-1）所设的凹槽（2-6-1-2），并胶粘连接；每个凹槽（2-6-1-2）可安装x个压电元件（2-6-2），x为大于等于1的正整数；所述螺钉（2-7）通过前端盖（2-1）所设的阶梯孔（2-1-3）与发电腔体（2-2）前端所设的螺纹孔（2-2-1）旋合连接。

2.根据权利要求1所述的一种旋转互激式气动压电发电装置，其特征在于所述旋转互激式气动压电发电装置（2）中的发电腔体（2-2）内部底端设有n个圆形沉孔二（2-2-3），n为大于等于2的正整数；前端盖（2-1）设有n个圆形沉孔一（2-1-4），n为大于等于2的正整数；所述圆形沉孔一（2-1-4）与圆形沉孔二（2-2-3）用于与轴承（2-3）过盈配合，实现转动轴（2-4）的固定安装，使n个发电组件（2-6）互相激励，基于压电效应实现电能的输出。

3.根据权利要求1所述的旋转互激式气动压电发电装置（2），其特征在于所述激励源可为气缸或其它适宜的气动元件。