CN101997444A - 新型压电能量回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型压电能量回收装置，属于可再生能源发电技术领域，本发明将悬臂梁的金属层的上、下表面粘贴压电元件，形成类似三明治结构，悬臂梁的一端固定，另一端自由，并在自由端附加集中质量块，压电元件中的电极接整流电路，整流电路的输出接负载，这种结构随着周围环境的振动，把振动机械能转化成电能，为负载供电，本发明实用性强，可为小型负载提供电能。

Description

新型压电能量回收装置

技术领域

本发明涉及一种新型压电能量回收装置，属于可再生能源发电技术领域。

背景技术

近年来，由于大量使用传统能源，造成了环境污染、地球温度升高，人们开始研究利用周围环境本身的能源转换成电能，为电子设备供电。其中利用压电材料，把环境的振动机械能转换成电能，开始受到重视。经检索，中国专利CN 100414808C提出了一种压电俘能器，自由端悬挂集中质量块的悬臂梁两面粘贴压电材料，悬臂梁振动时由压电材料输出电能并存储起来，但产生的电能较小，主要用于微电子器件的供电。美国专利US 7521841B2公开了一种使用多个悬臂梁的压电能量回收装置。US 7301254B1公开了一种利用单侧有压电材料的悬臂梁的能量回收装置。中国专利CN 100414808C也公开了一种为微型无线传感网络节点供电的压电悬臂梁发电***。WO 2007121092也描述了主要用于微机电***(MEMS)供电的的悬臂梁结构的压电能量回收装置。中国专利CN 101272109A公开了一种利用两组叉指型的多个压电悬臂梁，进行宽频发电装置，但是，其中的单个压电换能元件弯曲振动时无法产生电能，多个压电换能元件叠加时，脆性较大，容易折断，实用性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型压电能量回收装置，解决上述压电能量回收装置存在的单个压电换能元件弯曲振动时无法产生电能，多个压电换能元件叠加时，脆性较大，容易折断，实用性较差的不足，通过本发明把周围环境的振动能量有效的转换成电能，为小型负载提供能量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种新型压电能量回收装置，包括悬臂梁，悬臂梁连接的整流电路，其特征是，所述的悬臂梁为金属层的上、下表面粘贴压电元件，形成压电元件、金属层、压电元件三层叠加，金属层位于中间位置；悬臂梁的一端固定，另一端为自由端，自由端的上面固定集中质量块。

所述的悬臂梁由金属层上、下表面粘贴的若干压电元件和自由端上固定的若干集中质量块组成。

所述的压电元件由压电材料的两面涂镀的电极构成。

所述的压电材料为压电单晶或压电陶瓷或高分子压电材料或压电纤维复合材料。

本发明将悬臂梁的金属层的上、下表面粘贴压电元件，形成类似三明治结构，悬臂梁的一端固定，另一端自由，并在自由端附加集中质量块，这种结构随着周围环境的振动，把振动机械能转化成电能，为负载供电，本发明实用性强，可为为小型负载提供电能。

附图说明

图1为本发明中压电元件的结构示意图；

图2为本发明中悬臂梁结构示意图；

图3为本发明的电路图；

图中，1电极，2压电材料，3电极，4压电元件，5集中质量块，6金属层，7压电元件。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，如图2所示，悬臂梁包括压电元件4、7，金属层6和集中质量块5。压电元件4、7和金属层6之间通过胶层粘接，金属层6位于正中位置，压电元件4、7对称地位于金属层两面，集中质量块5安装于悬臂梁的自由端的上面。

如图1所示，压电元件4由压电材料2、电极1和3构成。电极1、3涂镀在压电材料2的两面，压电材料2位于两电极的中间，类似三明治结构。

如图3所示，本发明中的悬臂梁接整流电路，压电悬臂梁发出的交流电经过整流电路转换成直流电，为后续负载供电。

Claims (4)

1.一种新型压电能量回收装置，包括悬臂梁，悬臂梁接整流电路，其特征是，所述的悬臂梁为金属层的上、下表面粘贴压电元件，形成压电元件、金属层、压电元件三层叠加，金属层位于中间位置；悬臂梁的一端固定，另一端为自由端，自由端的上面固定集中质量块。

2.根据权利要求1所述的新型压电能量回收装置，其特征是，所述的悬臂梁由金属层上、下表面粘贴的若干压电元件和形成的若干自由端上固定的若干集中质量块组成。

3.根据权利要求1或所述的新型压电能量回收装置，其特征是，所述的压电元件由压电材料的两面涂镀的电极构成。

4.根据权利要求3所述的新型压电能量回收装置，其特征是，所述的压电材料为压电单晶或压电陶瓷或高分子压电材料或压电纤维复合材料。

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