CN211266796U - 一种伞形复合压电发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种伞形复合压电发电装置，包括呈多棱锥状的支撑架，所述支撑架的每个侧面均嵌设有三角钢片，所述三角钢片上黏贴有PVDF压电薄膜，所述PVDF压电薄膜引出有导线；所述支撑架中心竖直向下设置有上支撑杆，上支撑杆下通过双头螺柱连接有下支撑杆，所述双头螺柱的直径小于上支撑杆和下支撑杆的直径，双头螺柱上滑动套设有方形板，方形板的周侧均布若干压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括方形钢片，方形钢片上设置有方形压电陶瓷片，所述方形压电陶瓷片远离方形板的一端固定有质量块，方形压电陶瓷片上还覆盖有电极片并引出有导线；所述下支撑杆下设置底座，底座内转动设置有球形安装头，底座上端开设有圆孔，所述下支撑杆穿过圆孔后与球形安装头螺纹连接。本实用新型可为放置于户外的微电子器件的供能。

Description

一种伞形复合压电发电装置

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，尤其涉及一种伞形复合压电发电装置。

背景技术

随着全球气候变暖的加剧和石油能源的紧缺，寻求多方式、多来源、无污染的再生能源是现在和未来世界科技发展的战略重点。采用不同方法从周围环境中捕获能量成为近期研究讨论的焦点。在各种能量转换类型中，基于压电效应把压力、冲击、振动等产生的机械能转换成电能的效率仅次于太阳能、风能，是一种非常具有前途的再生能源。

风能是太阳能的一种转化形式，是一种不产生任何污染物排放的可再生的又可随处取用的自然能源。传统的风力发电是利用风载荷引起转子转动，进一步利用转子和定子间的相对运动切割磁力线产生感生电动势，实现对负载的供电。但这种供电方式规模较大，工艺复杂，不合适用于微电子器件供电。

近年来随着大规模分布式无线传感系统以及微电子器件的快速发展，传统的化学电池供能方式虽在一定程度上满足需求，但其显示的弊端越来越明显，比如体积较大，寿命有限，需要定期更换等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种利用风能的伞形复合压电发电装置，可为放置于户外的微电子器件的供能。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种伞形复合压电发电装置，包括呈多棱锥状的支撑架，所述支撑架的每个侧面均嵌设有三角钢片，所述三角钢片上黏贴有PVDF压电薄膜，所述PVDF压电薄膜引出有导线；

所述支撑架中心竖直向下设置有上支撑杆，上支撑杆下通过双头螺柱连接有下支撑杆，所述双头螺柱的直径小于上支撑杆和下支撑杆的直径，双头螺柱上滑动套设有方形板，方形板的周侧均布若干压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括方形钢片，方形钢片上设置有方形压电陶瓷片，所述方形压电陶瓷片远离方形板的一端固定有质量块，方形压电陶瓷片上还覆盖有电极片并引出有导线；

所述下支撑杆下设置底座，底座内转动设置有球形安装头，底座上端开设有圆孔，所述下支撑杆穿过圆孔后与球形安装头螺纹连接。

进一步的，所述上支撑杆上端部为锥形，其与支撑架的顶部配合连接。

进一步的，所述支撑架呈六棱锥状。

进一步的，所述压电悬臂梁设置有四个。

进一步的，所述方形钢片、方形压电陶瓷片和质量块通过胶水粘贴固定在一起。

进一步的，所述底座由底座上盖和底座下盖拼接而成，其内部设置有球性腔，所述圆孔设置在底座上盖中部。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型基于风致振动原理的压电俘能器是利用风致振动机理将风能转化为结构的振动能，再利用压电效应将结构的振动能转换为电能，具有体积小、结构简单，成本低等优点，可以作为一种微电源来替代传统的电池供电，特别适用于放置于户外的微电子器件。

本实用新型安装在户外，当受到风力作用时，支撑架受力会发生变形，固定连接在上面的三角形PVDF压电薄膜随之会发生变形，根据压电效应，PVDF压电薄膜连接的导线便会输出电能。同时，在风力作用下，根据压电效应，电极片上引出的导线会输出电能。该装置中PVDF压电薄膜和方形压电陶瓷片可以同时输出电能，从而提高电能的俘获效率。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为本实施例中球形安装头的结构示意图。

图中，1、PVDF压电薄膜；11、支撑架；2、上支撑杆；3、双头螺柱；4、下支撑杆；5、方形板；6、球形安装头；7、底座上盖；8、底座下盖；9、方形压电陶瓷片；10、方形钢片；11、质量块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

一种伞形复合压电发电装置，如图1和2所示，包括呈多棱锥状的支撑架11，本实施例中支撑架11呈六棱锥状，且由钢丝构成。所述支撑架11的每个侧面均嵌设有三角钢片，所述三角钢片上黏贴有PVDF压电薄膜1，所述PVDF压电薄膜1引出有导线。

所述支撑架11中心竖直向下设置有上支撑杆2，所述上支撑杆2上端部为锥形，其与支撑架11的顶部配合连接；上支撑杆2下通过双头螺柱3连接有下支撑杆4，所述双头螺柱3的直径小于上支撑杆2和下支撑杆4的直径，双头螺柱3上滑动套设有方形板5，方形板5的周侧均布若干压电悬臂梁，本实施例中压电悬臂梁设置有四个。所述压电悬臂梁包括方形钢片10，方形钢片10上设置有方形压电陶瓷片9，所述方形压电陶瓷片9远离方形板5的一端固定有质量块11，所述方形钢片10、方形压电陶瓷片9和质量块11通过胶水粘贴固定在一起。方形压电陶瓷片9上还覆盖有电极片并引出有导线。

所述下支撑杆4下设置底座，底座内转动设置有球形安装头6，底座上端开设有圆孔，所述下支撑杆4穿过圆孔后与球形安装头6螺纹连接。所述底座由底座上盖7和底座下盖8拼接而成，其内部设置有球性腔，所述圆孔设置在底座上盖7中部。

具体实施说明：

本实用新型安装在户外，当受到风力作用时，支撑架受力会发生变形，固定连接在上面的三角形PVDF压电薄膜1随之会发生变形，根据压电效应，PVDF压电薄膜1连接的导线便会输出电能。同时，在风力作用下，球形安装头6会在底座内的球形腔中旋转，方形板5会沿着双头螺柱3在上支撑杆2和下支撑杆4之间上下移动，带动四个压电悬臂梁进行振动，压电悬臂梁上的方形压电陶瓷片9发生变形，根据压电效应，电极片上引出的导线会输出电能。该装置中PVDF压电薄膜1和方形压电陶瓷片9可以同时输出电能，从而提高电能的俘获效率。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种伞形复合压电发电装置，其特征在于：包括呈多棱锥状的支撑架，所述支撑架的每个侧面均嵌设有三角钢片，所述三角钢片上黏贴有PVDF压电薄膜，所述PVDF压电薄膜引出有导线；

所述支撑架中心竖直向下设置有上支撑杆，上支撑杆下通过双头螺柱连接有下支撑杆，所述双头螺柱的直径小于上支撑杆和下支撑杆的直径，双头螺柱上滑动套设有方形板，方形板的周侧均布若干压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括方形钢片，方形钢片上设置有方形压电陶瓷片，所述方形压电陶瓷片远离方形板的一端固定有质量块，方形压电陶瓷片上还覆盖有电极片并引出有导线；

所述下支撑杆下设置底座，底座内转动设置有球形安装头，底座上端开设有圆孔，所述下支撑杆穿过圆孔后与球形安装头螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种伞形复合压电发电装置，其特征在于：所述上支撑杆上端部为锥形，其与支撑架的顶部配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种伞形复合压电发电装置，其特征在于：所述支撑架呈六棱锥状。

4.根据权利要求1所述的一种伞形复合压电发电装置，其特征在于：所述压电悬臂梁设置有四个。

5.根据权利要求1所述的一种伞形复合压电发电装置，其特征在于：所述方形钢片、方形压电陶瓷片和质量块通过胶水粘贴固定在一起。

6.根据权利要求1所述的一种伞形复合压电发电装置，其特征在于：所述底座由底座上盖和底座下盖拼接而成，其内部设置有球性腔，所述圆孔设置在底座上盖中部。

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