[实用新型]一种摩擦发电机自供电翘板开关装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自供电关开装置领域，特别涉及一种可将振动机械能转换成电能以控制灯具开关的摩擦发电机自供电翘板开关装置。 

背景技术

目前，现有技术中的微机电系统具有微型化，批量化，集成化和多学科交叉性的特点，集中了当今科学技术发展的许多尖端成果。传统的能源供应装置逐渐不能满足技术发展的需求，很难为各种微型便携式微系统装置或自主式微系统提供能量。目前主要的微机电有压电发电、驻极体发电和热发电等多种发电类型。压电发电由于压电材料其良好的机电转换性能已成为转换环境机械能获取电能的重要途径，由于压电发电装置具有结构简单，不发热，不受电磁干扰，便于制作加工等优点受到了国内外的广泛关注，利用压电发电装置发电已经成为一个新的研究热点。 

压电材料有正压电效应和逆压电效应两种。当受到外力作用后，电介质会在某一方向上发生形变，导致压电材料内部发生极化，同时在压电材料的表面会聚集电荷。但是当去掉外力后，压电材料又会恢复到初始状态，该现象称之为正`压电效应。通常将压电材料粘贴在金属上构成压电振子，压电振子在外力作用下发生变形而产生电荷。另一种摩擦发电是自然界中最常见的一种现象之一，无论是梳头，穿衣还是走路，开车都能遇到。但同时它们又很难被收集和利用，因此也往往被人视而不见。 

在新近的研究中，由美国佐治亚理工学院教授王中林领导的研究小组，借助柔性高分子聚合物材料成功地将摩擦能转化成为了可供使用的电能。这种摩擦发电机依靠内部摩擦起电电势的变化以及两侧金属极板的诱导效应产生电能。通过高分子材料薄膜间的摩擦来产生电力。借助一种分离技术，当摩擦发生时，两层聚合物薄膜之间产生电荷分离并形成电势差，经由外部电路即可形成电流。在摩擦中，一种高分子材料产生电子，另一种材料则负责接收电子。此外，外部按压产生的机械形变也能使它们发生摩擦产生电力。 

实用新型内容

本实用新型利用上述将环境机械运动转化为电能的研究实验，提供一种自供电无线按钮开关，以利用摩擦发电元件的机械变形将机械能转化为电能为无线发射元件提供电能，为无线按钮开关提供独立的自供电系统。 

本实用新型的目的是这样实现的，一种自供电无线按钮开关，包括开关外壳，所述开关外壳内设有用于控制灯具关开的无线发射元件，用于为无线发射元件供电的摩擦发电装置，用于控制摩擦发电装置的翘板开关结构。 

为进一步实现本实用新型的自发电功能，所述摩擦发电装置包括设置在开关外壳内的框体，所述框体内设有若干列悬臂板，所述悬臂板表面粘贴有摩擦发电元件，每列所述悬臂板沿垂直方向相互平行并且一端与框体壁固定连接，所述框体的中心弹性支撑有高度高于悬臂板列高的质量块，所述质量块上设有用于卡装悬臂板的悬臂端的卡槽，所述质量块两端分别通过弹性部件与框体的上边和下边弹性支撑连接，所述翘板开关结构设置于质量块的上端，用于弹性抵压质量块，使质量块往复振动并带动悬臂板往复振动，使摩擦发电元件自发电；所述摩擦发电元件电连接后依次电连接有整流器、充电控制器和储能元件，所述储能元件与无线发射元件电连接。 本结构的摩擦发电装置，质量块弹性悬空吊装，当翘板开关结构作用使质量块弹性振动时，质量块带动各悬臂板作悬壁摆动，悬臂板上的摩擦发电元件产生自发电效应，将振动能转化为电能，然后通过整流器将交流电转换为直流电，再通过充电控制器对储能元件充电，储能元件将电能供给无线发射元件，无线发射元件发出无线信号控制灯的开关，从而实现开关自供电，无需为开关装置设置有线线路，节省安装空间和场所，并有利于实现装置的远程控制。 

作为本实用新型的进一步改进，所述悬臂板的列向相对于质量块中心对称排列。采用本结构，可以采用一个质量块，可以悬壁支撑多列悬臂板，从而满足不同的摩擦发电装置的结构尺寸要求。 

为便于实现质量块的弹性悬吊，所述质量块上端与下端分别通过压缩弹簧或弹性吊绳与框体上边和下边悬吊连接，所述质量块的纵向剖切面呈T形，所述翘板开关结构作用于质量块的T形上端面。本结构中，采用T形结构的质量块，使质量块与翘板开关结构的作用面种增大，提高质量块受力振动的灵敏性。 

为便于节省安装空间，所述整流器、充电控制器和储能元件依次叠装在质量块下端部，所述无线发射元件固定安装在开关外壳内壁。