[实用新型]一种冲击型压电陶瓷电源

说明书

技术领域

本实用新型属于压电陶瓷电源技术领域，具体涉及一种冲击型压电陶瓷电源。

背景技术

随着科技的不断发展，人们研究的操作对象深入到微观领域。压电陶瓷电源属于环境能源，它利用压电材料的正压电效应，将工作环境中的机械能等转换为电能并进行供电。压电陶瓷电源具有结构简单体积小，无电磁干扰，位移分辨率高、频响高、无噪声、不发热，易于实现集成化等优点，是一种理想的微驱动元件。

目前压电陶瓷电源结构一般是压电陶瓷堆叠体底部直接跟外壳粘接，当压电陶瓷电源底部受力后，由于后坐力的作用，质量块底部垂直向下受力，压电陶瓷堆叠体的受力面为块体，由于压电陶瓷电源受到的过载值有限，致使压电陶瓷堆叠体中每一层的压电陶瓷片变形有限，从而压电陶瓷电源的发电量有限。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种冲击型压电陶瓷电源，提高压电陶瓷电源的体积能量密度，更适合在高冲击、小型化等微能量收集领域应用。

技术方案：为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种冲击型压电陶瓷电源，包括压电陶瓷发电体、外壳、紧定螺钉和引线；所述压电陶瓷发电体包括压电陶瓷片堆叠体、质量块和垫片；所述的质量块设置在压电陶瓷片堆叠体上方，所述紧定螺钉设置在质量块上方，所述压电陶瓷片堆叠体底部与垫片粘接，所述垫片与外壳底部粘接；所述的压电陶瓷片堆叠体的正负极通过引线引至外壳外部。

进一步地，所述的压电陶瓷片堆叠体由若干片压电陶瓷薄片堆叠粘接而成，每片压电陶瓷片正、负电极通过各自的内电极片引出，所述引线连接内电极片。

进一步地，所述每一片陶瓷片电气连接为并联，结构连接为串联。

进一步地，所述垫片设置有1片，粘结在压电陶瓷片堆叠体底部的中间位置，相对应的，所述质量块的底部为中间凹陷状。

进一步地，所述垫片设置有2片，粘结在压电陶瓷片堆叠体底部的两边，相对应的，所述质量块的底部为两端凹陷状。

进一步地，所述的外壳为金属外壳。

进一步地，所述的质量块为钨合金材料制成的质量块。

一种基于冲击型压电陶瓷电源的提高冲击型压电陶瓷电源发电量的方法，所述紧定螺钉从上向下压紧质量块向质量块施加预紧力，当压电陶瓷电源底部受到过载值的冲击时，质量块受到后坐力的作用下向下运动，所述压电陶瓷堆叠体顶部的质量块和底部的垫片设置呈错位状，使得压电陶瓷堆叠体向下运动的位移空间变大，压电陶瓷堆叠体受力后的形变量变大，从而提高发电量。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型的施加预紧力的压电陶瓷发电体，通过在压电陶瓷堆叠体底部粘接垫片，有效的增加了压电陶瓷电源在受到冲击力后的变形量，可有效提高发电能量60％，提高体积能量密度高，在高冲击、低功耗、小型化等特定应用领域有较广的前景。

附图说明

图1是压电陶瓷电源的半剖图；

图2是压电陶瓷电源垫片位于中间位置时的示意图；

图3是压电陶瓷电源垫片位于中间位置时受力变形示意图；

图4是压电陶瓷电源垫片位于两端位置时的示意图；

图5是压电陶瓷电源垫片位于两端位置时受力变形示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种冲击型压电陶瓷电源，其主要组成部件包括外壳1、压电陶瓷片堆叠体2、质量块3、垫片4、紧定螺钉5和引线6。压电陶瓷堆叠体2、质量块3和垫片4构成压电陶瓷发电体的总体结构，质量块3粘接在压电陶瓷片堆叠体2上方，紧定螺钉5粘接在质量块3上方，紧定螺钉5从上向下压紧质量块3向质量块3施加预紧力，压电陶瓷片堆叠体2底部与垫片4粘接，垫片4与外壳1底部粘接。

压电陶瓷片堆叠体2由若干片压电陶瓷薄片堆叠粘接而成，每片压电陶瓷片正、负电极通过各自的内电极片7引出，内电极片7通过引线6引至外壳1外部。每一片陶瓷片电气连接为并联，结构上为串联。

外壳1为一种材质为高强度的金属外壳；质量块3为一种材质为高密度、高强度的质量块，如钨合金等。

压电陶瓷发电体的垫片4的位置和受力方式可如图2至图5所示，图2中，垫片4设置有1片，粘接在压电陶瓷堆叠体2的底部中间位置，质量块3的底部与垫片4相对应的设置为中间凹陷状。