CN214429471U - 基于压电陶瓷材料的能量收集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于压电陶瓷材料的能量收集系统，有效的解决了现有震动幅度小，不能进行行程放大，导致能量转化率低以及不能同时多组压电材料同时发电的问题；其解决的技术方案是包括底座，底座左侧上端固定连接有储液套筒，储液套筒内上下滑动连接有减震杆，减震杆和储液套筒通过弹簧相连，储液套管右侧固定连通有连接有弯管，连接弯管右端固定连通有增速管，增速管右端固定连通有细连管，细连管下端固定连通有伸缩套管，伸缩套管内上下滑动连接有推杆；推杆下端置有和底座固定连接的反应仓，反应仓内连接有弹性套，弹性套内固定连接有压电板，弹性套上端和推杆接触连接，压电板和外界蓄电池相连；结构简洁，实用性强。

Description

基于压电陶瓷材料的能量收集系统

技术领域

本实用新型涉及能量收集技术领域，具体是基于压电陶瓷材料的能量收集系统。

背景技术

伴随着能源消费的持续增长和能源资源分布集中度的日益增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂。同时，化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重。面对能源挑战，只有调整国家能源结构，大力发展新能源与可再生能源，注重对已有能源的回收利用，才能保证我国能源供应安全，促进战略性新兴产业发展，实现能源与经济、社会、环境的协调发展与可持续发展。

在机械运转的过程中不管是汽车行驶还是机器运转，都会在发动机运转的作用下造成整体设备的震动，因此对设备的减震也显得尤为重要，目前在减震的过程中利用压电材料将由于冲击和振动产生的机械转化为电能，并通过外界蓄电池进行收集储存。

但是现有的通过压电材料对震动过程产生的能量收集过程多存在以下问题：

1、在震动的过程中，由于为了保证设备的稳定性都会采取减震措施，使设备的振动幅度减少，使压电材料的形变量小，进而导致电能转化率低；

2、在通过压电材料进行电能转化时，压电材料利用率低，不能进行多组压电材料共同能量转化，不能对振动幅度进行放大，增大能量转化率。

因此，本实用新型提供基于压电陶瓷材料的能量收集系统来解决此问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种基于压电陶瓷材料的能量收集系统，有效的解决了现有震动幅度小，不能进行行程放大，导致能量转化率低以及不能同时多组压电材料同时发电的问题。

本实用新型包括底座，其特征在于， 所述的底座左侧上端固定连接有储液套筒，所述的储液套筒内上下滑动连接有减震杆，所述的减震杆和所述的储液套筒通过弹簧相连，所述的储液套管右侧固定连通有连接有弯管，所述的连接弯管右端固定连通有增速管，所述的增速管右端固定连通有细连管，所述的细连管下端固定连通有伸缩套管，所述的伸缩套管内上下滑动连接有推杆；

所述的推杆下端置有和所述的底座固定连接的反应仓，所述的反应仓内连接有弹性套，所述的弹性套内固定连接有压电板，所述的弹性套上端和所述的推杆接触连接，所述的压电板和外界蓄电池相连。

优选的，所述的伸缩套管有若干个；

所述的反应仓内的弹性套呈自上而下的多级分布，相邻两个所述的弹性套之间通过弹簧相连。

优选的，所述的推杆外侧同轴固定连接有防护套管，所述的伸缩套管开设有和所述的防护套管相配合的圆形滑轨。

优选的，所述的弹性套和所述的反应仓上下滑动连接，最下层所述的弹性套下端和所述的反应仓通过弹簧相连。

优选的，所述的弹性套上下端均固定连接有接触圆片，相连两个所述的接触圆片之间通过按压弹簧相连。

本实用新型针对现有的压电陶瓷材料能量收集系统进行改进，通过设置储液套筒、减震杆、弯管、增速管、细连管和推杆有效的解决了对振动幅度进行放大增大能量转化效率的问题；通过设置多个伸缩套管、推杆和弹性套、压电板有效的解决了通过多组压电材料进行能量转化的问题，提高了能量转化率；且结构简洁稳定，具有极高的普适性。

附图说明

图1为本实用新型立体示意图。

图2为本实用新型内部结构示意图。

图3为本实用新型剖视示意图。

图4为本实用新型反应仓及其内部结构立体示意图。

图5为本实用新型细连管及其连接件立体示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图5对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例一，本实用新型为基于压电陶瓷材料的能量收集系统，包括底座1，所述的底座1为后续结构提供固定支撑基础，同时用于将该设备安装在其他设备上使用，其特征在于， 所述的底座1左侧上端固定连接有储液套筒2，所述的储液套筒2内储存有液压油，所述的储液套筒2内上下滑动连接有减震杆3，所述的减震杆3和所述的储液套筒2通过弹簧相连，在外力的作用下，所述的减震杆3在所述的储液套筒2内上下滑动，所述的储液套管右侧固定连通有连接有弯管4，所述的连接弯管4右端固定连通有增速管5，所述的增速管5右端固定连通有细连管6，所述的细连管6下端固定连通有伸缩套管7，所述的伸缩套管7内上下滑动连接有推杆8，所述的储液套筒2、弯管4、增速管5、细连管6和伸缩套管7内均充满液压油，在所述的减震杆3上下滑动的过程中，使所述的伸缩套管7内的液压油上下滑动，所述的液压油上下滑动，在压力的作用下，所述的推杆8同步上下滑动；

所述的推杆8下端置有和所述的底座1固定连接的反应仓9，所述的反应仓9内连接有弹性套10，所述的弹性套10内固定连接有压电板11，所述的弹性套10上端和所述的推杆8接触连接，所述的压电板11和外界蓄电池相连，在所述的减震杆3向下滑动时，推动所述的液压油滑动，由于所述的细连管6和所述的储液套筒2的筒径相差较大，所述的推杆8在液压油的作用下向下滑动的距离是所述的储液套筒2内减震杆3下滑的数倍，实现了对振幅的放大，同时所述的推杆8向下滑动压动所述的弹性套10，所述的弹性套10变形实现对所述的压电板11的按压变形，进而带动所述的压电板11放电，并通过所述的蓄电池进行储存，实现了机械能转化为电能，并进行储存；

本实施例在具体实施时，首先将该装置安装在减震设备下方，使所述的减震杆3和减震设备相连，使减震设备缓冲减震时带动所述的减震杆3上下滑动，同时所述的压电板11和所述的蓄电池相连，当减震设备运转时，所述的减震设备带动所述的减震杆3向下滑动，所述的减震杆3向下滑动时，推动所述的液压油滑动，同时所述的推杆8向下滑动压动所述的弹性套10，所述的弹性套10变形实现对所述的压电板11的按压变形，进而带动所述的压电板11放电，并通过所述的蓄电池进行储存。

实施例二，在实施例一的基础上，在所述的推杆8向下滑动式，仅仅只能对一组所述的压电板11进行按压，能量转化率低，故本实施例提供一种高效能量转化结构，具体的，所述的伸缩套管7有若干个，若干所述的伸缩套筒均和所述的细连管6相连通，同时所述的伸缩套管7下端连接的结构相同，使若干所述的推杆8按压所述的对应的压电板11，使若干所述的压电板11同时将机械能转化为电能，提高了能量转化效率；

所述的反应仓9内的弹性套10呈自上而下的多级分布，相邻两个所述的弹性套10之间通过弹簧相连，在最上端所述的弹性套10受压变形的过程中，通过所述的弹簧带动下方的弹性套10变形，进而带动所述的弹性套10内的压电板11受压发电，提高了能量转化的效率，提高了能源的利用率。

实施例三，在实施例二的基础上，在通过所述的液压油推动所述的推杆8滑动的过程中，会出现漏油的现象，导致影响后期使用，故本实施例提供一种液压油密封防漏的结构，具体的，所述的推杆8外侧同轴固定连接有防护套管12，所述的伸缩套管7开设有和所述的防护套管12相配合的圆形滑轨13，通过所述的圆形滑轨13和所述的伸缩套管7的配合，实现了对所述的液压油的密封，在所述的推杆8向下滑动的过程中，所述的推杆8带动所述的伸缩套管7在所述的圆形滑轨13内上下滑动，避免了所述的液压油直接透过所述的推杆8泄露的问题。

实施例四，在实施例二的基础上，由于压电陶瓷的形变量有限，导致所述的推杆8下滑按压效果有限，影响能量转化效率，同时会出现压电陶瓷材料破损的现象，故本实施例提供一种自调节的滑动结构，所述的弹性套10和所述的反应仓9上下滑动连接，最下层所述的弹性套10下端和所述的反应仓9通过弹簧相连，在所述的推杆8向下滑动时，所述的弹性套10向下滑动，同时在弹簧的作用下，各个所述的弹性套10之间相互挤压，同时实现对所述的压电板11进行相互按压，实现能量的转化，同时避免了对压电陶瓷材质的破坏，同时由于弹簧的作用下，在所述的推杆8复位时，所述的压电板11仍然受力，能够持续进行能量转化。

实施例五，在实施例二的基础上，为了避免所述的推杆8直接作用于所述的弹性套10上，引起弹性套10局部受力导致受力面小，进而导致所述的压电板11受力面积小的问题，故本实施例提供一种增大受力面积的结构，具体的，所述的弹性套10上下端均固定连接有接触圆片14，相连两个所述的接触圆片14之间通过按压弹簧15相连，通过所述的按压弹簧15实现两个所述的接触圆片14之间的力的传递和释放。

具体使用时，首先将该装置安装在减震设备下方，使减震杆3和减震设备相连，使减震设备缓冲减震时带动减震杆3上下滑动，同时压电板11和蓄电池相连，当减震设备运转时，减震设备带动减震杆3向下滑动，减震杆3向下滑动时，推动液压油滑动，同时带动若干推杆8向下滑动压动弹性套10，弹性套10变形实现对压电板11的按压变形，进而带动压电板11放电，并通过蓄电池进行储存。

本实用新型针对现有的压电陶瓷材料能量收集系统进行改进，通过设置储液套筒、减震杆、弯管、增速管、细连管和推杆有效的解决了对振动幅度进行放大增大能量转化效率的问题；通过设置多个伸缩套管、推杆和弹性套、压电板有效的解决了通过多组压电材料进行能量转化的问题，提高了能量转化率；且结构简洁稳定，具有极高的普适性。

Claims (5)

1.基于压电陶瓷材料的能量收集系统，包括底座（1），其特征在于，所述的底座（1）左侧上端固定连接有储液套筒（2），所述的储液套筒（2）内上下滑动连接有减震杆（3），所述的减震杆（3）和所述的储液套筒（2）通过弹簧相连，所述的储液套筒右侧固定连通有连接弯管（4），所述的连接弯管（4）右端固定连通有增速管（5），所述的增速管（5）右端固定连通有细连管（6），所述的细连管（6）下端固定连通有伸缩套管（7），所述的伸缩套管（7）内上下滑动连接有推杆（8）；

所述的推杆（8）下端置有和所述的底座（1）固定连接的反应仓（9），所述的反应仓（9）内连接有弹性套（10），所述的弹性套（10）内固定连接有压电板（11），所述的弹性套（10）上端和所述的推杆（8）接触连接，所述的压电板（11）和外界蓄电池相连。

2.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷材料的能量收集系统，其特征在于，所述的伸缩套管（7）有若干个；

所述的反应仓（9）内的弹性套（10）呈自上而下的多级分布，相邻两个所述的弹性套（10）之间通过弹簧相连。

3.根据权利要求2所述的基于压电陶瓷材料的能量收集系统，其特征在于，所述的推杆（8）外侧同轴固定连接有防护套管（12），所述的伸缩套管（7）开设有和所述的防护套管（12）相配合的圆形滑轨（13）。

4.根据权利要求2所述的基于压电陶瓷材料的能量收集系统，其特征在于，所述的弹性套（10）和所述的反应仓（9）上下滑动连接，最下层所述的弹性套（10）下端和所述的反应仓（9）通过弹簧相连。

5.根据权利要求2所述的基于压电陶瓷材料的能量收集系统，其特征在于，所述的弹性套（10）上下端均固定连接有接触圆片（14），相连两个所述的接触圆片（14）之间通过按压弹簧（15）相连。

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