CN215116660U - 一种用于压力发电的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于压力发电的测试装置，包括往复运动组件（1）、压力测试模块（2）、升降台组件（3）及电学测试模块（4）；往复运动组件（1）包括转动圆盘（11）、定位杆（12）、连接杆（13）及直线运动杆（14），压力测试模块（2）包括金属板（23）、弹性片（22）及压力发电模块（21），升降台组件（3）包括升降支架（31）、第一滑移台（32）、冲击锤（33）、第二滑移台（34）、压力传感器（35）、安装模具（36）及驱动机构（37）。本申请提供了一种力度可控、重复性好，可在低频率、高压力条件下使用的压力发电模块测试装置，该装置能同时获得电压、电流及压力值等数据，实现对压力发电机组的性能检测以及性能优劣的评价。

Description

一种用于压力发电的测试装置

技术领域

本实用新型涉及测试设备技术领域，具体涉及一种用于压力发电的测试装置。

背景技术

压力发电是一种将机械能转换为电能的发电技术，现有技术中，通过压电陶瓷、法拉第发电机等可以实现压力发电。目前，将压力发电组件集成于鞋子底部便可以实现通过走路发电；或者将压力发电组件安装于广场地砖下，当走过人群时也可有效实现发电；或将压力发电组件安装于公路路基下，通过过往汽车的压力实现发电，进而为通讯设备、小型照明设备等提供能源。

随着电子技术的普及以及科技的发展，压力发电机组也越来越多的出现在人们的日常生活中；然后，目前市面上仍缺少能有效测量压力发电机组的设备；现有技术中缺少系统的对压力发电机组的测试设备，从而无法有效评价压力发电机组的优劣，无法对结构和材料工艺的优化提供参考，从而极大的制约了压力发电技术的发展。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于压力发电的测试装置，该装置能同时获得电压、电流以及压力值等数据，且数据与时间相对应，从而实现对压力发电机组的性能检测、完成对压力发电组件性能优劣的有效评价。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：包括往复运动组件、压力测试模块、升降台组件以及电学测试模块；所述升降台组件设置在所述往复运动组件下方；所述往复运动组件包括转动圆盘、定位杆、连接杆以及直线运动杆，所述定位杆固定设置在所述转动圆盘一端端面（即定位杆跟随转动圆盘一同转动）且所述定位杆中心与所述转动圆盘的圆心为同一点，所述连接杆一端通过第一转动轴承与所述定位杆一端转动连接、连接杆另一端与所述直线运动杆一端转动连接；所述升降台组件包括升降支架、第一滑移台、冲击锤、第二滑移台、压力传感器、安装模具以及驱动机构，所述升降支架为倒“n”字形支架，所述第一滑移台与所述第二滑移台两端分别与所述升降支架的两根竖杆滑动连接且所述第一滑移台位于所述第二滑移台上方，所述直线运动杆远离所述连接杆的一端与所述第一滑移台上端固定连接、所述第一滑移台下端固定设置一冲击锤，所述第二滑移台上端且对应所述冲击锤固定设置一压力传感器，所述压力传感器上端固定设置一安装模具，所述压力测试模块设置在所述安装模具内，所述第二滑移台下端连接驱动机构且所述驱动机构与所述升降支架固定连接、用于驱动第二滑移台上下运动；所述电学测试模块分别与所述压力测试模块、所述驱动机构电性连接。

作进一步优化，所述转动圆盘通过驱动电机控制其转动，所述驱动电机与所述电学测试模块电性连接。

作进一步优化，所述第一转动轴承与所述定位杆通过移动滑块滑动连接，通过控制第一转动轴承在定位杆上的位置调节往复运动组件的振幅。

作进一步优化，所述连接杆与所述直线运动杆通过第二转动轴承转动连接。

作进一步优化，所述压力测试模块包括金属板、弹性片以及压力发电模块；所述压力发电模块安装在所述安装模具内；所述压力发电模块上端设置弹性片，用于提供缓冲、防止压力发电模块损坏；所述弹性片上端设置金属板，用于保证压力发电模块受力均匀。

优选的，所述弹性片采用硅胶片或弹簧片中的任意一种。

作进一步优化，所述驱动机构包括贯穿式丝杠电机、“L”形支架以及轴承，所述贯穿式丝杠电机通过“L”形支架固定设置在所述升降支架的横杆下端且贯穿式丝杠电机的丝杠贯穿所述升降支架的横杆且丝杠与横杆螺纹连接，所述贯穿式丝杠电机的丝杠远离电机的一端与所述第二滑移台下端通过轴承连接。

作进一步优化，所述电学测试模块包括计算机模块、电机驱动器、数字变送器、智能仪表以及数字万用表，所述驱动机构与所述电机驱动器电性连接，且所述电机驱动器与所述计算机模块电性连接；所述压力传感器与所述数字变送器、智能仪表电性连接，且所述数字变送器与所述计算机模块电性连接；所述数字万用表与所述压力测试模块（具体为压力发电模块）电性连接，且所述数字万用表与所述计算机模块电性连接。

本实用新型具有如下技术效果：

该装置通过转动圆盘、定位杆、连接杆与直线运动杆组合得到的往复运动组件可以获得压力发电模块的受压频率，同时配合升降支架、第一滑移台、冲击锤、第二滑移台、压力传感器、安装模具以及驱动机构组合得到的升降台组件控制测试样品高度，从而有效调控压力力度，进而能实现不同频率、不同压力值下对压力发电模块进行测试。通过压力传感器对不同时间段的受力大小进行监控、得到压力变化曲线，同时通过电学测试模块获得电流与电压随时间的变化曲线，进而获得电压、电流以及压力值等数据，获得压力发电模块的瞬时输出功率与平均输出功率，实现对不同频率、不同高度下（即压力值不同）的压力发电模块的测试，可有效评价压力发电组件的发电能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例中测试装置的结构示意图。

图2为图1的A向局部放大图。

图3为本实用新型实施例中测试装置测试过程中压力变化曲线示意图。

图4为本实用新型实施例中测试装置测试过程中电流-时间变化曲线示意图。

图5为本实用新型实施例中测试装置测试过程中电压-时间变化曲线示意图。

其中，1、往复运动组件；11、转动圆盘；12、定位杆；13、连接杆；130、第一转动轴承；14、直线运动杆；140、第二转动轴承；2、压力测试模块；21、压力发电模块；22、弹性片；23、金属板；3、升降台组件；31、升降支架；32、第一滑移台；33、冲击锤；34、第二滑移台；35、压力传感器；36、安装模具；37、驱动机构；371、贯穿式丝杠电机；372、“L”形支架；373、轴承；4、电学测试模块；41、计算机模块；42、电机驱动器；43、数字变送器；44、智能仪表；45、数字万用表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～2所示，一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：包括往复运动组件1、压力测试模块2、升降台组件3以及电学测试模块4；升降台组件3设置在往复运动组件1下方；往复运动组件1包括转动圆盘11、定位杆12、连接杆13以及直线运动杆14，定位杆12固定设置在转动圆盘12一端端面（即定位杆12跟随转动圆盘11一同转动）且定位杆12中心与转动圆盘12的圆心为同一点，连接杆13一端通过第一转动轴承130与定位杆12一端转动连接、连接杆13另一端通过第二转动轴承140与直线运动杆14一端转动连接；转动圆盘12通过驱动电机（图中未标示驱动电机，按本领域常规设计进行设置）控制其转动，驱动电机与电学测试模块4电性连接。第一转动轴承130与定位杆12通过移动滑块（图中未标示移动滑块，按本领域常规设计进行设置）滑动连接，通过控制第一转动轴承130在定位杆12上的位置调节往复运动组件1的振幅。

升降台组件3包括升降支架31、第一滑移台32、冲击锤33、第二滑移台34、压力传感器35、安装模具36以及驱动机构37，升降支架31为倒“n”字形支架，第一滑移台32与第二滑移台34两端分别与升降支架31的两根竖杆滑动连接且第一滑移台32位于第二滑移34台上方，直线运动杆14远离连接杆13的一端与第一滑移台32上端固定连接、第一滑移台32下端固定设置一冲击锤33，第二滑移台34上端且对应冲击锤33固定设置一压力传感器35，压力传感器35上端固定设置一安装模具36，压力测试模块2设置在安装模具36内，第二滑移台34下端连接驱动机构37且驱动机构37与升降支架31固定连接、用于驱动第二滑移台34上下运动；电学测试模块4分别与压力测试模块2、驱动机构37电性连接。

压力测试模块2包括金属板23、弹性片22以及压力发电模块21；压力发电模块21安装在安装模具36内；压力发电模块21上端设置弹性片22，用于提供缓冲、防止压力发电模块21损坏；弹性片22上端设置金属板23，用于保证压力发电模块21受力均匀。弹性片22采用硅胶片或弹簧片中的任意一种。

驱动机构37包括贯穿式丝杠电机371、“L”形支架372以及轴承373，贯穿式丝杠电机371通过“L”形支架372固定设置在升降支架31的横杆下端且贯穿式丝杠电机371的丝杠贯穿升降支架31的横杆且丝杠与横杆螺纹连接，贯穿式丝杠电机371的丝杠远离电机的一端与第二滑移台34下端通过轴承373连接。

电学测试模块4包括计算机模块41、电机驱动器42、数字变送器43、智能仪表44以及数字万用表45，驱动机构37与电机驱动器42电性连接，且电机驱动器42与计算机模块41电性连接；压力传感器35与数字变送器43、智能仪表电性44连接，且数字变送器43与计算机模块41电性连接；数字万用表45与压力测试模块2（具体为压力发电模块21）电性连接，且数字万用表45与计算机模块41电性连接。

工作原理：

首先，根据需要的往复运动组件1的频率调节第一转动轴承130与定位杆12之间的相对位置并固定第一转动轴承130，然后，启动驱动电机、使其带动转动圆盘11转动，从而通过连接杆13与直线运动杆14带动第一滑移台32向下运动，冲击锤33跟随第一滑移台32向下运动，同时启动贯穿式丝杠电机371、使其丝杆转动，从而带动第二滑移台34向上运动，压力测试模块2跟随第二滑移台34向上运动，冲击锤33与压力测试模块2接触产生压力，此时压力传感器35测出的压力变化曲线（如图3所示）、压力发电模块21处的数字万用表45测出电流与电压曲线（如图4、图5所示）同步传输到计算机模块41中，从而实现对压力发电组件的测试；当压力到达设定峰值时，驱动电机继续正转、第一滑移台32上移，贯穿式丝杠电机371、第二滑移台34下移回到初始位置，即完成一个周期的测试。通过调控贯穿式丝杠电机371、从而调控第二滑移台34的高度可以实现对测试过程中压力峰值的调节。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：包括往复运动组件（1）、压力测试模块（2）、升降台组件（3）以及电学测试模块（4）；所述升降台组件（3）设置在所述往复运动组件（1）下方；所述往复运动组件（1）包括转动圆盘（11）、定位杆（12）、连接杆（13）以及直线运动杆（14），所述定位杆（12）固定设置在所述转动圆盘（11）一端端面且所述定位杆（12）中心与所述转动圆盘（11）的圆心为同一点，所述连接杆（13）一端通过第一转动轴承（130）与所述定位杆（12）一端转动连接、连接杆（13）另一端与所述直线运动杆（14）一端转动连接；所述升降台组件（3）包括升降支架（31）、第一滑移台（32）、冲击锤（33）、第二滑移台（34）、压力传感器（35）、安装模具（36）以及驱动机构（37），所述升降支架（31）为倒“n”字形支架，所述第一滑移台（32）与所述第二滑移台（34）两端分别与所述升降支架（31）的两根竖杆滑动连接且所述第一滑移台（32）位于所述第二滑移台（34）上方，所述直线运动杆（14）远离所述连接杆（13）的一端与所述第一滑移台（32）上端固定连接、所述第一滑移台（32）下端固定设置一冲击锤（33），所述第二滑移台（34）上端且对应所述冲击锤（33）固定设置一压力传感器（35），所述压力传感器（35）上端固定设置一安装模具（36），所述压力测试模块（2）设置在所述安装模具（36）内，所述第二滑移台（34）下端连接驱动机构（37）且所述驱动机构（37）与所述升降支架（31）固定连接；所述电学测试模块（4）分别与所述压力测试模块（2）、所述驱动机构（37）电性连接。

2.根据权利要求1所述一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：所述转动圆盘（11）通过驱动电机控制其转动，所述驱动电机与所述电学测试模块（4）电性连接。

3.根据权利要求1所述一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：所述第一转动轴承（130）与所述定位杆（12）通过移动滑块滑动连接。

4.根据权利要求1所述一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：所述连接杆（13）与所述直线运动杆（14）通过第二转动轴承（140）转动连接。

5.根据权利要求1所述一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：所述压力测试模块（2）包括金属板（23）、弹性片（22）以及压力发电模块（21）；所述压力发电模块（21）安装在所述安装模具（36）内；所述压力发电模块（21）上端设置弹性片（22）；所述弹性片（22）上端设置金属板（23）。

6.根据权利要求1所述一种用于压力发电的测试装置，其特征在于：所述驱动机构（37）包括贯穿式丝杠电机（371）、“L”形支架（372）以及轴承（373），所述贯穿式丝杠电机（371）通过“L”形支架（372）固定设置在所述升降支架（31）的横杆下端且贯穿式丝杠电机（371）的丝杠贯穿所述升降支架（31）的横杆且丝杠与横杆螺纹连接，所述贯穿式丝杠电机（371）的丝杠远离电机的一端与所述第二滑移台（34）下端通过轴承（373）连接。

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