一種壓電式發(fā)電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用壓電效應來將機械能轉換為電能，從而進行發(fā)電的壓電式發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]對某些電介質(zhì)施加機械力而引起內(nèi)部正負電荷中心相對位移，產(chǎn)生極化，從而導致介質(zhì)兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號相反的束縛電荷；在一定應力范圍內(nèi)，機械力與電荷呈線性可逆關系，這種現(xiàn)象稱為壓電效應或正壓電效應。壓電式發(fā)電裝置就是利用這種壓電效應，將機械能轉換為電能的裝置。
[0003]日常生活中經(jīng)常會接觸到彎曲形變現(xiàn)象，例如風使樹木和旗桿彎曲、人的手臂使彈簧棒彎曲等；如果能夠提供一種可以將使物體彎曲的外力轉換為電能的發(fā)電裝置，就能夠增加能源的收集方式及渠道。目前的壓電式發(fā)電裝置大都是懸臂梁式、旋轉式、震動式的，這些壓電式發(fā)電裝置不僅不能很好地、具有針對性地將彎曲應力或外力轉換為電能，而且結構復雜、效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種可以將使物體彎曲的外力轉換為電能的、結構簡單的、高效的壓電式發(fā)電裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置包括擠壓體、椎體、壓電單元；至少設置有兩個擠壓體分別連接在椎體的上、下兩端，擠壓體有凸出面橫向凸出于椎體，相鄰的兩個擠壓體的凸出面相互面向對齊；擠壓體與擠壓體的凸出面之間填充有壓電單元，椎體設置為可彎曲；壓電單元的電極與電路連接。
[0006]這樣的好處是，通過對擠壓體施加一個使壓電式發(fā)電裝置彎曲的力，椎體受力后發(fā)生彎曲形變，使擠壓體之間的距離關系發(fā)生改變，從而使擠壓體對壓電單元產(chǎn)生一個擠壓的力，壓電單元將擠壓體對其施加的擠壓力轉換為電能。這樣，本實用新型的一種壓電式發(fā)電裝置不僅可以將使物體彎曲的外力轉換為電能，而且結構相對簡單；由于擠壓體直接對壓電單元進行擠壓，所以更加高效。
[0007]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，椎體的橫截面為圓形。作為更進一步改進，擠壓體為圓柱形，擠壓體的橫截面大于椎體的橫截面，擠壓體的圓心與椎體的橫截面的圓心對齊。這樣可以使椎體可以朝任何方向彎曲；發(fā)電效果更好。
[0008]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的一種改進，壓電單元的橫截面為圓環(huán)形。這樣不僅使椎體、擠壓體、壓電單元的結構更加緊密，而且更加美觀。
[0009]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的另一種改進，壓電單元為圍繞椎體的N塊壓電單元，其中N為大于或等于2的自然數(shù)。這樣不僅使壓電單元不易壓碎，而且當一塊壓電單元損壞時其它的壓電單元依然能夠工作。
[0010]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，該壓電式發(fā)電裝置還包括外殼，外殼采用易變形的軟性材料制成。這樣不僅更加美觀，而且可以對壓電式發(fā)電裝置起到保護作用。
[0011]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，該壓電式發(fā)電裝置由多段壓電單元及多個擠壓體組成，其中擠壓體與壓電單元相間排列。這樣可以增加壓電式發(fā)電裝置的發(fā)電量。
[0012]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，壓電單元的上下兩端分別與擠壓體固定連接。這樣，對壓電單元的擠壓或拉伸均可進行發(fā)電。
[0013]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，該壓電式發(fā)電裝置還包括儲電單元，用于存儲壓電式發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能。這樣可以增加壓電式發(fā)電裝置的功能。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型一種壓單式發(fā)電裝置的具有多段壓電單元及多個擠壓體的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的結構示意圖，包括擠壓體1、椎體2、壓電單元3 ;至少設置有兩個擠壓體I分別連接在椎體2的上、下兩端，擠壓體I有凸出面Ia橫向凸出于椎體2，相鄰的兩個擠壓體I的凸出面Ia相互面向對齊；擠壓體I與擠壓體I的凸出面Ia之間填充有壓電單元3，椎體2設置為可彎曲；壓電單元3的電極與電路連接。
[0017]擠壓體I可以采用硬性材料制成，例如金屬、硬性塑料等；當然，也可以采用其它的材料，例如具有彈性的軟性材料制成，以防止較高的硬度對壓電單元3造成傷害，但彈性材料會吸收部分擠壓力，所以不是優(yōu)選。壓電單元3采用壓電材料，可以采用無機壓電材料或有機壓電材料，無機壓電材料可以采用具有壓電性的壓電晶體或壓電陶瓷，其中優(yōu)選壓電陶瓷；壓電單元3的電極與電路連接。椎體2可以采用彈性較好的金屬材料制成，例如彈簧鋼、鈹青銅等；也可以是金屬軟管、球形鏈條等裝置。椎體2可以大體呈直線形。壓電單元3的形狀可以與相鄰的兩個擠壓體I的凸出面Ia之間的空間相適應。電路還可以設置有整流單元、穩(wěn)壓單元。
[0018]可以將擠壓體I與功率裝置連接，從而驅使壓電式發(fā)電裝置進行發(fā)電。功率裝置是向壓電式發(fā)電裝置施加外力的裝置；功率裝置可以是迎風面裝置，壓電式發(fā)電裝置的一個擠壓體I與迎風面裝置連接，另一個擠壓體I與地面、支架、基座等固定裝置連接，通過風力進行發(fā)電；也可以是其它的可以施加使物體彎曲的外力的裝置。當然，也可以利用人的手臂，通過對壓電式發(fā)電裝置實施如同對彈簧棒的操作，便可以進行發(fā)電。
[0019]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，椎體2的橫截面為圓形?？梢圆捎们蛐捂湕l、圓形金屬軟管等裝置；也可以采用圓柱體的金屬或合金材料作為椎體2。
[0020]作為更進一步改進，擠壓體I為圓柱形，擠壓體I的橫截面大于椎體2的橫截面，擠壓體I的圓心與椎體2的橫截面的圓心對齊?？梢允棺刁w2與擠壓體I的組合的側視圖大體呈漢字“工”字形。
[0021]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，壓電單元3的橫截面為圓環(huán)形。可以是整塊圓環(huán)體，也可以是多塊壓電單元3組成的圓環(huán)體。壓電單元3還可以為圍繞椎體2的N塊壓電單元3，其中N為大于或等于2的自然數(shù)。N塊壓電單元3可以分別與電路進行連接。
[0022]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，該壓電式發(fā)電裝置還包括外殼，外殼采用易變形的軟性材料制成。可以采用橡膠、軟性塑料等軟性材料。外殼可以采用密封性外殼，使外殼具有防水防塵的功能；當然，也可以采用非密封性的防沖擊外殼。
[0023]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，如圖2所示本實用新型一種壓單式發(fā)電裝置的具有多段壓電單元及多個擠壓體的結構示意圖，該壓電式發(fā)電裝置由多段壓電單元3及多個擠壓體I組成，其中擠壓體I與壓電單元3相間排列?？梢圆捎猛欢巫刁w2，擠壓體1、壓電單元3相間整齊排列在椎體2 ;也可以采用多段椎體2，多段椎體2分別設置在各組相鄰的擠壓體I之間。
[0024]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，該壓電式發(fā)電裝置還包括儲電單元，用于存儲壓電式發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能。儲電單元可以采用充電電池、超級電容等裝置。還可以設置有整流單元、穩(wěn)壓單元；壓電單元3產(chǎn)生交流電形式的電能，交流電經(jīng)整流單元轉換為直流電，直流電經(jīng)穩(wěn)壓單元濾波并穩(wěn)定后在儲電單元中儲存。
[0025]作為本實用新型一種壓電式發(fā)電裝置的進一步改進，壓電單元3的上下兩端分別與擠壓體I固定連接。壓電單元3可以與擠壓體I粘合；當然，壓電單元3和擠壓體I也可以是分離的。
[0026]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍；依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:該壓電式發(fā)電裝置包括擠壓體(1)、椎體(2)、壓電單元(3 );至少設置有兩個所述擠壓體(I)分別連接在所述椎體(2 )的上、下兩端，所述擠壓體(I)有凸出面(Ia)橫向凸出于所述椎體(2)，相鄰的兩個擠壓體(I)的凸出面(Ia)相互面向對齊；所述擠壓體(I)與擠壓體(I)的凸出面(Ia)之間填充有壓電單元(3)，所述椎體(2)設置為可彎曲；所述的壓電單元(3)的電極與電路連接。2.根據(jù)權利要求1所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:所述的椎體(2)的橫截面為圓形。3.根據(jù)權利要求2所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:所述的擠壓體(I)為圓柱形，所述擠壓體(I)的橫截面大于所述椎體(2)的橫截面，所述擠壓體(I)的圓心與所述椎體(2)的橫截面的圓心對齊。4.根據(jù)權利要求3所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:所述的壓電單元(3)的橫截面為圓環(huán)形。5.根據(jù)權利要求3所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:所述的壓電單元(3)為圍繞所述椎體(2)的N塊壓電單元(3)，其中N為大于或等于2的自然數(shù)。6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:該壓電式發(fā)電裝置還包括外殼，所述外殼采用易變形的軟性材料制成。7.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:該壓電式發(fā)電裝置由多段壓電單元(3)及多個擠壓體(I)組成，其中擠壓體(I)與壓電單元(3)相間排列。8.根據(jù)權利要求7所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:該壓電式發(fā)電裝置還包括外殼，所述外殼采用易變形的軟性材料制成。9.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:該壓電式發(fā)電裝置還包括儲電單元，用于存儲所述壓電式發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能。10.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的壓電式發(fā)電裝置，其特征在于:所述的壓電單元(3)的上下兩端分別與所述的擠壓體(I)固定連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用壓電效應來將機械能轉換為電能，從而進行發(fā)電的壓電式發(fā)電裝置，包括擠壓體（1）、椎體（2）、壓電單元（3）；至少設置有兩個擠壓體分別連接在椎體的上、下兩端，擠壓體有凸出面（1a）橫向凸出于椎體，相鄰的兩個擠壓體的凸出面（1a）相互面向對齊；擠壓體與擠壓體的凸出面之間填充有壓電單元，椎體設置為可彎曲；壓電單元的電極與電路連接。椎體受力后發(fā)生彎曲形變，使擠壓體之間的距離關系發(fā)生改變，從而使擠壓體對壓電單元產(chǎn)生一個擠壓的力，壓電單元將擠壓體對其施加的擠壓力轉換為電能。而且這樣的壓電式發(fā)電裝置結構相對簡單；由于擠壓體直接對壓電單元進行擠壓，所以更加高效。
【IPC分類】H02N2/18
【公開號】CN204615693
【申請?zhí)枴緾N201520246648
【發(fā)明人】吳建偉
【申請人】吳建偉
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月22日