一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器的制造方法
【專利摘要】一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，包括長(zhǎng)梳和短梳，所述長(zhǎng)梳為發(fā)電元件，長(zhǎng)梳通過軌道連接設(shè)置在絕緣外殼內(nèi)部，絕緣外殼上端設(shè)置有絕緣頂蓋，所述絕緣頂蓋上開有通孔，短梳的連接桿穿過通孔，短梳在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)梳和短梳的齒尖會(huì)發(fā)生相互碰撞，長(zhǎng)梳的梳齒上下表面涂有電極，電極與調(diào)理電路的輸入端相連，調(diào)理電路的輸出端與能量?jī)?chǔ)存模塊相連接；當(dāng)短梳上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)位移時(shí)，長(zhǎng)梳與短梳的梳齒尖相互碰撞，由于受到?jīng)_擊載荷的作用，長(zhǎng)梳梳齒內(nèi)部存在應(yīng)力場(chǎng)，從而產(chǎn)生極化電荷，極化電荷經(jīng)電極傳遞至調(diào)理電路，繼而在能量?jī)?chǔ)存模塊存儲(chǔ)，以備耗能元件使用；本發(fā)明傳感器具有將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的特點(diǎn)，發(fā)電能力具有可設(shè)計(jì)性，并大大提高了俘獲能量的能力。
【專利說明】
一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及壓電俘能領(lǐng)域，具體涉及一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的壓電俘能裝置中，大多采用壓電單晶片、壓電雙晶片，主要基于d33和d31工作模式，可通過改變壓電材料屬性，改變壓電單元工作模式，利用多層化來增加壓電體有效容積，改變壓電振子的結(jié)構(gòu)形式以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的諧振頻率等方法改變壓電俘能裝置的構(gòu)成形式來提高壓電俘能裝置的俘能性能。壓電俘能裝置在工作環(huán)境中，利用環(huán)境中無處不在的噪聲和振動(dòng)俘獲能量，由壓電材料制成的壓電俘能裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染、易于加工制作和實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的微小化、集成化等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的基于壓電材料的壓電俘能裝置在環(huán)境中俘能時(shí)，主要應(yīng)用于微小振動(dòng)，且不能夠?qū)⑦B續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷進(jìn)行能量的俘獲，俘獲能量的效率十分有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，本梳子俘能器可將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷，發(fā)電能力具有可設(shè)計(jì)性，并大大提高了俘獲能量的能力，同時(shí)可有效減小齒尖之間的磨損，具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:包括長(zhǎng)梳2和短梳3，所述長(zhǎng)梳2為發(fā)電元件，長(zhǎng)梳2通過軌道連接設(shè)置在絕緣外殼I內(nèi)部，絕緣外殼I上端設(shè)置有絕緣頂蓋5，所述絕緣頂蓋5上開有通孔，短梳3的連接桿穿過通孔，短梳3在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)梳2和短梳3的齒尖會(huì)發(fā)生相互碰撞，長(zhǎng)梳2的梳齒上下表面涂有電極4，電極4與調(diào)理電路7的輸入端相連，調(diào)理電路7的輸出端與能量?jī)?chǔ)存模塊8相連接。
[0007]所述長(zhǎng)梳2采用晶體對(duì)稱性較差的壓電材料。
[0008]所述短梳3采用剛度大的材料。
[0009]所述絕緣外殼1、絕緣頂蓋5采用剛度大，絕緣性能好的材料。
[0010]所述電極4厚度小于長(zhǎng)梳2梳齒厚度直徑至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0011 ]所述長(zhǎng)梳2和短梳3的梳齒的尖部呈圓弧狀。
[0012]所述絕緣頂蓋5上開的通孔處粘貼有防磨墊子6。
[0013]所述絕緣頂蓋5與絕緣外殼I通過螺釘連接。
[0014]當(dāng)短梳3上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)位移時(shí)，長(zhǎng)梳2與短梳3的齒尖相互碰撞，由于受到?jīng)_擊載荷的作用，長(zhǎng)梳2梳齒內(nèi)部存在應(yīng)力場(chǎng)，從而產(chǎn)生極化電荷，極化電荷經(jīng)電極4傳遞至調(diào)理電路7，繼而在能量?jī)?chǔ)存模塊8存儲(chǔ)，以備耗能元件使用。
[0015]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]I)本梳子俘能器可將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷，發(fā)電能力具有可設(shè)計(jì)性，并大大提尚了俘獲能量的能力。
[0017]2)本梳子俘能器通過將梳齒尖加工成圓弧狀，可有效減小齒尖之間的磨損;具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明俘能器原理圖。
[0019]圖2為本發(fā)明俘能器外形示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明俘能器分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:包括長(zhǎng)梳2和短梳3，所述長(zhǎng)梳2為發(fā)電元件，長(zhǎng)梳2通過軌道連接設(shè)置在絕緣外殼I內(nèi)部，絕緣外殼I上端設(shè)置有絕緣頂蓋5，所述絕緣頂蓋5上開有通孔，短梳3的連接桿穿過通孔，短梳3在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)梳2和短梳3的齒尖會(huì)發(fā)生相互碰撞，長(zhǎng)梳2的梳齒上下表面涂有電極4，電極4與調(diào)理電路7的輸入端相連，調(diào)理電路7的輸出端與能量?jī)?chǔ)存模塊8相連接。
[0023]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述長(zhǎng)梳2采用晶體對(duì)稱性較差的壓電材料。
[0024]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述短梳3采用剛度大的材料。
[0025]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述絕緣外殼1、絕緣頂蓋5采用剛度大，絕緣性能好的材料。
[0026]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述電極4厚度小于長(zhǎng)梳2梳齒厚度直徑至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0027]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述長(zhǎng)梳2和短梳3的梳齒的尖部呈圓弧狀。
[0028]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述絕緣頂蓋5上開的通孔處粘貼有防磨墊子6。
[0029]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述絕緣頂蓋5與絕緣外殼I通過螺釘連接。
[0030]如圖所示，當(dāng)短梳3上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)位移時(shí)，長(zhǎng)梳2與短梳3的梳齒尖相互碰撞，由于受到?jīng)_擊載荷的作用，長(zhǎng)梳2梳齒內(nèi)部存在應(yīng)力場(chǎng)，從而產(chǎn)生極化電荷，極化電荷經(jīng)電極4傳遞至調(diào)理電路7，繼而在能量?jī)?chǔ)存模塊8存儲(chǔ)，以備耗能元件使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:包括長(zhǎng)梳(2)和短梳(3)，所述長(zhǎng)梳(2)為發(fā)電元件，長(zhǎng)梳(2)通過軌道連接設(shè)置在絕緣外殼(I)內(nèi)部，絕緣外殼(I)上端設(shè)置有絕緣頂蓋(5)，所述絕緣頂蓋(5)上開有通孔，短梳(3)的連接桿穿過通孔，短梳(3)在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)梳(2)和短梳(3)的齒尖會(huì)發(fā)生相互碰撞，長(zhǎng)梳(2)的梳齒上下表面涂有電極(4)，電極(4)與調(diào)理電路(7)的輸入端相連，調(diào)理電路(7)的輸出端與能量?jī)?chǔ)存模塊(8)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述長(zhǎng)梳(2)采用晶體對(duì)稱性較差的壓電材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述短梳(3)采用剛度大的材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述絕緣外殼(I)、絕緣頂蓋(5)采用剛度大，絕緣性能好的材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述電極(4)厚度小于長(zhǎng)梳(2)梳齒厚度直徑至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述長(zhǎng)梳(2)和短梳(3)的梳齒的尖部呈圓弧狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述絕緣頂蓋(5)上開的通孔處粘貼有防磨墊子(6)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:所述絕緣頂蓋(5)與絕緣外殼(I)通過螺釘連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將連續(xù)位移轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊載荷的梳子俘能器，其特征在于:當(dāng)短梳(3)上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)位移時(shí)，長(zhǎng)梳(2)與短梳(3)的梳齒尖相互碰撞，由于受到?jīng)_擊載荷的作用，長(zhǎng)梳(2)梳齒內(nèi)部存在應(yīng)力場(chǎng)，從而產(chǎn)生極化電荷，極化電荷經(jīng)電極(4)傳遞至調(diào)理電路(7)，繼而在能量?jī)?chǔ)存模塊(8)存儲(chǔ)，以備耗能元件使用。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK105897047SQ201610221388
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】劉開園, 徐明龍, 張舒文
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)