專利名稱：一種植入式壓電發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，特別是涉及一種植入式的壓電發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
中國能源需求的急劇增長打破了中國長期以來自給自足的能源供應(yīng)格局，自1993年起中國成為石油凈進口國，且石油進口量逐年增加，使得中國介入世界能源市場的競爭。由于中國化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對不足，未來中國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。國際貿(mào)易存在著很多的不確定因素，國際能源價格有可能隨著國際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定，但也有可能隨著國際局勢的動蕩而波動。今后國際石油市場的不穩(wěn)定以及油價波動都將嚴(yán)重影響中國的石油供給，對經(jīng)濟社會造成很大的沖擊。大力發(fā)展可再生能源可相對減少中國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的依賴程度，提高中國能源、 經(jīng)濟安全。車輛的行駛、行人的行走或者工地施工等任何人類在地面的活動都會造成地層的振動，造成地層的振動需要能量，同時地層的振動即使微小的振動也會產(chǎn)生一種能量，從另一方面來說這也屬于一種新的能源形式，若能對此類能源進行有效收集及利用，也能對新能源的利用增加一種新的利用手段，以進一步改善單一的能源利用格局。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種可植入地面收集地層振動能量的壓電發(fā)電裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種植入式壓電發(fā)電裝置，包括用于接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架及用于向壓電元件架傳遞振動能量的變幅桿，變幅桿的下方與變幅桿相連設(shè)有埋入地面以下的集能器，與壓電元件架相連設(shè)有用于電路整流的整流電路板及用于電流輸出的輸出端子。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，壓電元件架外設(shè)有包裹壓電元件架的平面盒底及蓋設(shè)于平面盒底上的盒蓋，整流電路板貼覆于盒蓋的內(nèi)側(cè)，與整流電路板相連在盒蓋上還設(shè)有輸出端子。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，集能器包括集能器端蓋及與集能器端蓋密閉聯(lián)接的空心桿體,集能器的內(nèi)部為真空。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，集能器為實心的金屬桿。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，壓電元件架包括由若干絕緣墊片堆疊成的架體，架體上兩相鄰的絕緣墊片間均夾設(shè)有彈片，彈片的一個側(cè)面或者兩個側(cè)面上均貼覆有壓電元件。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，架體的中心與變幅桿間設(shè)有絕緣套管，環(huán)繞架體在架體的外廓還設(shè)有配重架，彈片的另一端均嵌入在配重架內(nèi)。
進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，彈片為金屬薄片。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，配重架為兩半圓形狀的環(huán)形架，兩環(huán)形架間設(shè)有用于彼此固定聯(lián)接的聯(lián)接螺栓。進一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進，盒蓋的內(nèi)側(cè)貼覆有降噪層。本發(fā)明的有益效果此植入式的壓電發(fā)電裝置在可接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架下方設(shè)置了可埋入地面以下接收地層振動能量的集能器，集能器可以有效收集附近地層振動的能量并將所收集到的能量傳遞給變幅桿，再由變幅桿將振動能量傳遞給壓電元件架進行發(fā)電，此植入式的壓電發(fā)電裝置可有效收集裝置附近地層振動所產(chǎn)生的能量。


圖I是本發(fā)明實施例整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明實施例中壓電元件架結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明實施例中配重架結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明實施例中置于壓電元件架外廓盒蓋的整體結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明實施例中變幅桿結(jié)構(gòu)意 圖6是本發(fā)明實施例中集能器端蓋的結(jié)構(gòu)示意 圖7是本發(fā)明實施例中集能器空心桿體的結(jié)構(gòu)示意 圖8是本發(fā)明實施例中配重架結(jié)構(gòu)側(cè)面示意 圖9是用于本發(fā)明實施例的一種整流模塊框架 圖10是用于本發(fā)明實施例的第二種整流模塊框架圖。
具體實施例方式參照圖I 圖10，本發(fā)明為一種植入式壓電發(fā)電裝置，包括用于接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架I及用于向壓電元件架I傳遞振動能量的變幅桿2，變幅桿2的下方與變幅桿2相連設(shè)有埋入地面以下的集能器3，與壓電元件架I相連設(shè)有用于電路整流的整流電路板4及用于電流輸出的輸出端子5。此植入式的壓電發(fā)電裝置在可接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架I下方設(shè)置了可埋入地面以下接收地層振動能量的集能器3，集能器3可以有效收集附近地層振動的能量并將所收集到的能量傳遞給變幅桿2，再由變幅桿2將振動能量傳遞給壓電元件架I進行發(fā)電，此植入式的壓電發(fā)電裝置可有效收集裝置附近地層振動所產(chǎn)生的能量。由于壓電元件架I上設(shè)置了若干壓電元件，且各壓電元件振動不同相，可通過與之相連的整流電路板4對壓電元件架I產(chǎn)生的電流進行整流，并通過輸出端子5輸出利用。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，壓電元件架I外設(shè)有包裹壓電元件架I的平面盒底6及蓋設(shè)于平面盒底6上的盒蓋7，整流電路板4貼覆于盒蓋7的內(nèi)側(cè)，與整流電路板4相連在盒蓋7上還設(shè)有輸出端子5。 此壓電發(fā)電裝置的壓電元件架I通過平面盒底6及蓋設(shè)于平面盒底6上方的盒蓋7進行密封保護，可防止流水燈進入盒體內(nèi)部，影響壓電元件架I的使用壽命。
作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，集能器3包括集能器端蓋31及與集能器端蓋31密閉聯(lián)接的空心桿體32，集能器3的內(nèi)部為真空。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，集能器3為實心的金屬桿。集能器3用于收集地層能量，并使得能量產(chǎn)生增幅，集能器3可為空心金屬桿設(shè)置，為了方便能量傳播，需在空心設(shè)置的金屬桿內(nèi)部抽真空處理，可以使能量更有效地傳遞給變幅桿2，減少能量傳遞過程中的損耗。另外，集能器3為了便于加工，也可為實心的金屬桿制作。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，壓電元件架I包括由若干絕緣墊片堆疊成的架體11，架體11上兩相鄰的絕緣墊片間均夾設(shè)有彈片12,彈片12的一個側(cè)面或者兩個側(cè)面上均貼覆有壓電元件13。
作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，架體11的中心與變幅桿2間設(shè)有絕緣套管16，環(huán)繞架體11在架體11的外廓還設(shè)有配重架14，彈片12的另一端均嵌入在配重架14內(nèi)。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，彈片12為金屬薄片。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，配重架14為兩半圓形狀的環(huán)形架，兩環(huán)形架間設(shè)有用于彼此固定聯(lián)接的聯(lián)接螺栓15。配重架14中設(shè)有卡套，主要用于固定彈片組，使得各彈片12能同相位振動，另外還可以將配重架14的重量傳遞給彈片組，使得彈片12在重力的作用下產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而提高壓電元件架I的反應(yīng)靈敏度，提高機電轉(zhuǎn)換效率。絕緣套管16可用于將彈片12與變幅桿2間絕緣開來。配重架14安裝于各彈片12的另一側(cè)，可在彈片12上增加預(yù)應(yīng)力，提高彈片12上壓電元件13的反應(yīng)靈敏性，同時各彈片12的一端端頭嵌入在配重架14的卡套內(nèi)，可使得各彈片12能同相位振動。作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，盒蓋7的內(nèi)側(cè)貼覆有降噪層8。降噪層8可有效防止壓電發(fā)電裝置使用過程中外界噪音對其內(nèi)部壓電元件13的干擾。壓電元件架I上的若干壓電元件13所產(chǎn)生的電流，可先通過整流模塊進行整流，后通過輸出模塊進行輸出，也可在通過整流模塊進行整流后進入儲能模塊，后在需要使用的情況下通過與儲能模塊聯(lián)接的輸出模塊進行輸出。當(dāng)然其整流方式也可通過若干整流模塊對各壓電元件13上產(chǎn)生的電流實現(xiàn)分別整流，后經(jīng)過調(diào)制模塊，進入儲能模塊進行能量儲存，在需要使用的情況下通過與儲能模塊聯(lián)接的輸出模塊進行輸出。當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于包括用于接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架⑴及用于向所述壓電元件架⑴傳遞振動能量的變幅桿(2)，所述變幅桿⑵的下方與變幅桿(2)相連設(shè)有埋入地面以下的集能器(3)，與所述壓電元件架(I)相連設(shè)有用于電路整流的整流電路板(4)及用于電流輸出的輸出端子(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述壓電元件架(I)外設(shè)有包裹壓電元件架(I)的平面盒底(6)及蓋設(shè)于平面盒底(6)上的盒蓋(7)，所述整流電路板(4)貼覆于盒蓋(7)的內(nèi)側(cè)，與所述整流電路板(4)相連在盒蓋(7)上還設(shè)有輸出端子(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述集能器(3)包括集能器端蓋(31)及與集能器端蓋(31)密閉聯(lián)接的空心桿體(32)，所述集能器(3)的內(nèi)部為真空。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述集能器(3)為 實心的金屬桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述壓電元件架(I)包括由若干絕緣墊片堆疊成的架體(11)，所述架體(11)上兩相鄰的絕緣墊片間均夾設(shè)有彈片(12)，所述彈片(12)的一個側(cè)面或者兩個側(cè)面上均貼覆有壓電元件(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述架體(11)的中心與變幅桿(2)間設(shè)有絕緣套管(16)，環(huán)繞所述架體(11)在架體(11)的外廓還設(shè)有配重架(14)，所述彈片(12)的另一端均嵌入在配重架(14)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述彈片(12)為金屬薄片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述配重架(14)為兩半圓形狀的環(huán)形架，所述兩環(huán)形架間設(shè)有用于彼此固定聯(lián)接的聯(lián)接螺栓(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植入式壓電發(fā)電裝置，其特征在于所述盒蓋(7)的內(nèi)側(cè)貼覆有降噪層(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種植入式壓電發(fā)電裝置，包括用于接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架及用于向壓電元件架傳遞振動能量的變幅桿，變幅桿的下方與變幅桿相連設(shè)有埋入地面以下的集能器，與壓電元件架相連設(shè)有用于電路整流的整流電路板及用于電流輸出的輸出端子。此植入式的壓電發(fā)電裝置在可接收振動能量進行壓電發(fā)電的壓電元件架下方設(shè)置了可埋入地面以下接收地層振動能量的集能器，集能器可以有效收集附近地層振動的能量并將所收集到的能量傳遞給變幅桿，再由變幅桿將振動能量傳遞給壓電元件架進行發(fā)電，此植入式的壓電發(fā)電裝置可有效收集裝置附近地層振動所產(chǎn)生的能量，本發(fā)明用于新能源技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號H02N2/18GK102751909SQ20121019559
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者張曙光, 梅術(shù)華, 王秋軍 申請人:廣州市番禺奧迪威電子有限公司