[发明专利]一种压电圆环式旋转能量收集装置

权利要求书

1.一种压电圆环式旋转能量收集装置，包括转子(2)，其特征在于，转子(2)两端对称设置有滚子(3)，两个滚子(3)边缘之间的最大距离大于压电圈(A)的内直径，用于保证两个滚子(3)均能挤压压电圈(A)内侧面，从而使压电圈(A)发生弹性形变；

所述压电圈(A)包括支撑层(4)和第一压电层(5)，第一压电层(5)粘接在支撑层(4)的内侧面；

或者，所述压电圈(A)包括支撑层(4)和第二压电层(6)，第二压电层(6)粘接在支撑层(4)的外侧面；

或者，所述压电圈(A)包括支撑层(4)、第一压电层(5)和第二压电层(6)，第一压电层(5)粘接在支撑层(4)的内侧面，第二压电层(6)粘接在支撑层(4)的外侧面；

支撑层(4)为刚度大、阻尼小的的圆环形物体，用于起到支撑压电圈(A)和自身跟随压电圈(A)变形的作用，同时需要作绝缘处理或者本身为绝缘材料，用于保证不干扰压电圈(A)的能量收集；

第一压电层(5)的主体结构为圆环形压电陶瓷，所述第一压电层(5)的内侧面和外侧面均涂有导电的涂层，两侧面涂层均为不连续的一段以上的涂层，单段涂层的弧度小于π，两侧面的导电涂层在第一压电层(5)圆周径向方向上具有重叠部分；

第二压电层(6)的结构与第一压电层(5)相同。

2.根据权利要求1所述的一种压电圆环式旋转能量收集装置，其特征在于，第一压电层(5)内外两侧面的涂层中，外侧单段导电涂层(9)和内侧单段导电涂层(10)都与第一压电层(5)同一圆心，外侧单段导电涂层(9)和内侧单段导电涂层(10)的弧长对应同一圆心角(a)，导电涂层在压电圈(A)中心轴方向的宽度和压电圈(A)的宽度相同。

3.根据权利要求1所述的一种压电圆环式旋转能量收集装置，其特征在于，滚子(3)为绝缘材料或作绝缘处理，用于防止滚子(3)对压电圆环式旋转能量收集装置的电学性能产生干扰。

4.根据权利要求1所述的一种压电圆环式旋转能量收集装置，其特征在于，任一侧面的每段涂层弧长相同，而且相邻两段间的间距相同。

5.根据权利要求1所述的压电圆环式旋转能量收集装置，其特征在于，当压电圈(A)包括支撑层(4)和第一压电层(5)时，第一压电层(5)和支撑层(4)的宽度b均为0.02m，支撑层(4)的半径R₀为0.05m，支撑层(4)的厚度h_p为0.2mm，第一压电层(5)的厚度h_s为0.265mm，支撑层(4)的密度ρ_s为9000kg/m³，第一压电层(5)的密度ρ_p为7500kg/m³，第一压电层(5)的弹性模量c₁₁为60.6GPa，支撑层(4)的弹性模量E为105GPa，第一压电层(5)的压电常数e₃₁为-16.6C/m²，第一压电层(5)的介电常数ε₃₃为25.55nF/m；当压电圈(A)包括支撑层(4)和第二压电层(6)时，支撑层(4)和第二压电层(6)的宽度b均为0.02m，支撑层(4)半径R₀为0.05m，支撑层(4)厚度h_p为0.348mm，第二压电层(6)的厚度h_s为0.265mm，支撑层(4)密度ρ_s为9000kg/m³，第二压电层(6)的密度ρ_p为7500kg/m³，第二压电层(6)的弹性模量c₁₁为60.6GPa，支撑层(4)的弹性模量E为105GPa，第二压电层(6)的压电常数e₃₁为-16.6C/m²，第二压电层(6)的介电常数ε₃₃为25.55nF/m；

当压电圈(A)包括支撑层(4)、第一压电层(5)和第二压电层(6)时，第一压电层(5)、支撑层(4)和第二压电层(6)的宽度b均为0.02m，支撑层(4)半径R₀为0.05m，支撑层(4)厚度h_p为0.14mm，第一压电层(5)和第二压电层(6)厚度h_s均为0.265mm，支撑层(4)密度ρ_s为9000kg/m³，第一压电层(5)和第二压电层(6)密度ρ_p均为7500kg/m³，第一压电层(5)和第二压电层(6)的弹性模量c₁₁均为60.6GPa，支撑层(4)的弹性模量E为105GPa，第一压电层(5)和第二压电层(6)的压电常数e₃₁均为-16.6C/m²，第一压电层(5)和第二压电层(6)的介电常数ε₃₃均为25.55nF/m。