[发明专利]一种环形挤压压电发电机

说明书

技术领域

本发明属于压电发电机技术领域，具体涉及一种环形挤压压电发电机。 

背景技术

目前，暂未有环形挤压压电发电机产品问世。 

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种环形挤压压电发电机，以期实现有效提高压电陶瓷发电效能和工作寿命。 

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种环形挤压压电发电机，包括限位箱、受力块、应力环和压电陶瓷堆；所述的应力环至少有两个，均设在限位箱内，且应力环的高度高于限位箱；在应力环之间设有接受来自于受力块的力的压电陶瓷堆；所述的受力块设在限位箱顶部，且与应力环相触。

所述压电陶瓷堆由多片压电陶瓷片叠堆而成。 

所述的压电陶瓷堆通过连接块与固定应力环相触。 

本发明的环形挤压压电发电机是利用力学原理，通过设计的环形应力环结构，实现压电陶瓷能够垂直受力，在外力的作用下，利用压电陶瓷独有的压电特性，也就是利用压电陶瓷的正压电效应产生的电荷。为了解决压电陶瓷发电的效能，本发明采取了用陶瓷片堆叠，解决单块陶瓷电容量偏小和弹性系数小，导致变形量小的缺点，电容量小，存储电能困难等问题。使得同样体积下的陶瓷的容量更大，输出的电荷也愈多。采用环形挤压压电技术结构，由于受力垂直和放大俘力作用，使得压电发电俘能能力大大地提高，从而能够获得多的能量。 

有益效果：与现有技术相比，本发明的环形挤压压电发电机，是针对利用道路通过机动车碾压压电陶瓷产生电能而设计的，它克服压电陶瓷直接受压不均匀，作用力不垂直、易碎、发电效率不高的缺点，是道路发电理想的解决方案，尤其是边远地区，供电不方便的地方使用的理想的清洁能源。具有如下优点： 

（1）压电发电激发方式：采用环形挤压方式，在环形应力受到外力的情况下，将外力通过应力环传送至压电陶瓷堆上。压电陶瓷堆在受到外力的作用下，利用压电陶瓷的正压电效应产生沿极化方向的电荷。

（2）压电发电器件结构：压电发电采用多层陶瓷堆叠结构形式，增大压电陶瓷的电容量，最大限度地发挥压电陶瓷特长，提高发电效能。 

（3）压电发电机的整体结构：压电发电机主要有受力块、应力环、压电陶瓷堆、限位箱等四个部份组成；受力块是将机动车碾压力传递到应力环上，然后再通过应力环将力传输到压电陶瓷上，采用这种结构可以做到传到压电陶瓷的力与压电陶瓷垂直，同时也能避免由于外力过大而损坏压电陶瓷，确保了压电发电机的使用寿命。 

（4）能有效提高压电陶瓷发电效能和工作寿命，具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。 

附图说明

图1是环形挤压压电发电机的结构示意图； 

图2是环形挤压压电发电机的内部结构示意图； 

具体实施方式

下面结合具体附图进一步阐明本发明，本具体实施方式在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。 

如图1所示，环形挤压压电发电机，包括限位箱1、受力块2、应力环3和压电陶瓷堆4；应力环3至少有2块，均设在限位箱1内，且应力环3的高度高于限位箱1；在应力环3之间设有接受来自于受力块2的力的压电陶瓷堆4；受力块2设在限位箱1顶部，且与应力环3相触。其中，压电陶瓷堆4由多片压电陶瓷片叠堆而成。应力环3通过螺栓6对压电陶瓷堆施加预紧力。压电陶瓷堆4通过连接块5与应力环3相触。 

压电发电机铺设在路基上，利用道路行走的机动车碾压所产生的外力，通过受力块、应力环将外力垂直传递到压电陶瓷堆上。压电陶瓷在外力的作用下产生变形，由于压电陶瓷的正压电效应，会沿着极化方向产生电荷，从而达到发电目的。受力块主要承受外力，有两个作用一是受力，由于压电发电机的核心部分压电陶瓷体积较小，俘能的能力较小，而受力块体积相对较大，受力的机会比较大，实际上受力块起了压电陶瓷俘能放大器的作用；二是传递力，将外力及时地传递到应力环上。应力环也是有两个作用，一是能够将受力块传递的外力接受下来，迅速地传递给压电陶瓷堆，并且传递力垂直于压电陶瓷堆；二是由于应力环是弹性体，如果出现外力过大的情况，应力环吸收过载能量产生变形，压电陶瓷堆得到保护。压电陶瓷堆的作用就是换能，将外力转化为电能。它是由若干片高性能压电陶瓷片堆叠而成的，增加压电陶瓷的电容量，充分发挥压电陶瓷的特长。