專利名稱：一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種風(fēng)能利用裝置，特別是一種采用壓電的方式對風(fēng)能進(jìn)行收集 的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]近些年來隨著無線設(shè)備的廣泛應(yīng)用，其供電問題受到人們的廣泛關(guān)注。壓電能量 收集裝置作為一種新型的微型發(fā)電裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)熱量小、無電磁干擾、易于加工 制作和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的小型化、集成化等優(yōu)點，適用于各類傳感及監(jiān)測系統(tǒng)。市場上的壓電能 量收集裝置大部分為通過其周圍的機械能的傳遞來完成的。這種能量收集方式雖然效率較 高，但是必須有一個機械振動的振源才能發(fā)揮其作用。而在有些特殊情況下很難找到有效 的振源供給給無線通信設(shè)備，例如在荒島、無人山區(qū)等偏僻的地方，給發(fā)出求救信號以及及 時與外界聯(lián)系帶來了不便。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于，提供一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置。它將風(fēng)能轉(zhuǎn)化 為機械振動能量并產(chǎn)生電能，然后向傳感器或其他低功耗系統(tǒng)供電，使不受振源的限制，使 用方便。[0004]本實用新型的技術(shù)方案一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，包括固定座和設(shè)置 在固定座上的支架，支架上設(shè)有一端帶有風(fēng)扇的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上套裝有帶有永久磁鐵的旋轉(zhuǎn) 載體，旋轉(zhuǎn)載體的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有一端帶有固定磁鐵的懸臂梁，懸臂梁另一端固定在固定 座上，懸臂梁的表面上設(shè)有壓電片。[0005]前述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置中，所述的壓電片，設(shè)置在靠近懸臂梁的固 定端部。[0006]前述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置中，所述的懸臂梁，還設(shè)有可移動質(zhì)量塊。[0007]前述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置中，所述的壓電片，是壓電陶瓷、壓電晶體或 鈦酸鋇構(gòu)成的壓電片。[0008]前述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置中，所述的固定磁鐵和永久磁鐵，相對端極 性相同。[0009]前述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置中，所述的旋轉(zhuǎn)載體；為一個以上，每個旋轉(zhuǎn) 載體是正六邊柱體，正六邊柱體的六個面上均勻分布有設(shè)置在安裝塊上的1、2、3或6個永 久磁鐵。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械振動能量并產(chǎn)生電能，然后向傳 感器或其他低功耗系統(tǒng)供電，使不受振源的限制，使用方便。另外，可對懸臂梁的共振頻率 和激勵頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)一步方便使用；旋轉(zhuǎn)體兩側(cè)設(shè)置懸臂梁，能更加充分利用風(fēng)能產(chǎn)生 能量；旋轉(zhuǎn)載體是正六邊柱體，方便調(diào)節(jié)均勻分布在旋轉(zhuǎn)載體上的永久磁鐵個數(shù)，能較好的 適應(yīng)風(fēng)力的大小，也能對懸臂梁的激勵頻率進(jìn)行控制。本實用新型還具有實施結(jié)構(gòu)簡單的特點。本實用新型不但可用于一些無限通訊設(shè)備的預(yù)備電源，還可用于小型充電電池的充 電裝置。


[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖2是圖1中A的放大示意圖；[0013]圖3是旋轉(zhuǎn)載體的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖4是多個懸臂梁在旋轉(zhuǎn)載體一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖5是多個懸臂梁在旋轉(zhuǎn)載體兩側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]附圖中的標(biāo)記為1-風(fēng)扇，2-支架，3-固定座，4-壓電片，5-懸臂梁，6_可移動質(zhì) 量塊，7-轉(zhuǎn)軸，8-永久磁鐵，9-旋轉(zhuǎn)載體，10-安裝塊，11-固定磁鐵。
具體實施方式
[0017]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本實用新型 限制的依據(jù)。[0018]實施例。一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，構(gòu)成如圖1-5所示，包括固定座3和 設(shè)置在固定座3上的支架2，支架2上設(shè)有一端帶有風(fēng)扇1的轉(zhuǎn)軸7，轉(zhuǎn)軸7上套裝有帶有 永久磁鐵8的旋轉(zhuǎn)載體9，旋轉(zhuǎn)載體9的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有一端帶有固定磁鐵11的懸臂梁5， 懸臂梁5另一端固定在固定座1上，懸臂梁5的表面上設(shè)有壓電片4 ；所述的壓電片4設(shè)置 在靠近懸臂梁5的固定端部；所述的懸臂梁5上還設(shè)有可移動質(zhì)量塊6，可移動質(zhì)量塊6在 固定磁鐵11的背面；所述的壓電片4，是壓電陶瓷、壓電晶體或鈦酸鋇構(gòu)成的壓電片；所述 的固定磁鐵11和永久磁鐵8相對端極性相同；所述的旋轉(zhuǎn)載體9為一個以上，每個旋轉(zhuǎn)載 體9是正六邊柱體，正六邊柱體的六個面上均勻分布有設(shè)置在安裝塊10上的1、2、3或6個 永久磁鐵8，通過永久磁鐵8的個數(shù)控制懸臂梁5的激勵頻率。[0019]本實用新型的原理如下首先通過風(fēng)能來驅(qū)動風(fēng)扇獲得旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的動力，然后通 過帶風(fēng)扇的轉(zhuǎn)軸帶動安裝在轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)載體，旋轉(zhuǎn)載體帶動安裝在本身的永久磁鐵一起 轉(zhuǎn)動，永久磁鐵在轉(zhuǎn)動過程當(dāng)中周期性的擊打安裝在旁邊懸臂梁上的固定磁鐵，從而導(dǎo)致 懸臂梁的周期性振動，最終引起貼在懸臂梁上的壓電片的發(fā)電。對懸臂梁的激勵頻率可由 貼在旋轉(zhuǎn)載體上的永久磁鐵的個數(shù)來控制，而懸臂梁本身的振動頻率可由可移動質(zhì)量塊的 大小和位置來控制。
權(quán)利要求1.一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，其特征在于包括固定座C3)和設(shè)置在固定座 (3)上的支架O)，支架( 上設(shè)有一端帶有風(fēng)扇(1)的轉(zhuǎn)軸(7)，轉(zhuǎn)軸(7)上套裝有帶有永 久磁鐵(8)的旋轉(zhuǎn)載體(9)，旋轉(zhuǎn)載體(9)的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有一端帶有固定磁鐵(11)的懸 臂梁(5)，懸臂梁(5)另一端固定在固定座⑴上，懸臂梁(5)的表面上設(shè)有壓電片G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的壓電片 G)，設(shè)置在靠近懸臂梁(5)的固定端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的懸臂梁 (5)，還設(shè)有可移動質(zhì)量塊(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的壓電片 G)，是壓電陶瓷、壓電晶體或鈦酸鋇構(gòu)成的壓電片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，其特征在于所述的固定磁 鐵(11)和永久磁鐵(8)，相對端極性相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，其特征在 于所述的旋轉(zhuǎn)載體(9)；為一個以上，每個旋轉(zhuǎn)載體(9)是正六邊柱體，正六邊柱體的六個 面上均勻分布有設(shè)置在安裝塊(10)上的1、2、3或6個永久磁鐵(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種利用風(fēng)能的壓電能量收集裝置，構(gòu)成包括固定座(3)和設(shè)置在固定座(3)上的支架(2)，支架(2)上設(shè)有一端帶有風(fēng)扇(1)的轉(zhuǎn)軸(7)，轉(zhuǎn)軸(7)上套裝有帶有永久磁鐵(8)的旋轉(zhuǎn)載體(9)，旋轉(zhuǎn)載體(9)的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有一端帶有固定磁鐵(11)的懸臂梁(5)，懸臂梁(5)另一端固定在固定座(1)上，懸臂梁(5)的表面上設(shè)有壓電片(4)。本實用新型將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械振動能量并產(chǎn)生電能，然后向傳感器或其他低功耗系統(tǒng)供電，使不受振源的限制，使用方便。本實用新型還具有實施結(jié)構(gòu)簡單的特點。本實用新型不但可用于一些無限通訊設(shè)備的預(yù)備電源，還可用于小型充電電池的充電裝置。
文檔編號F03D9/00GK201818437SQ20102057671
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者任明, 成泰洪, 李勇, 李振哲, 玄東吉, 申允德 申請人:溫州大學(xué)