[发明专利]双晶扭振梁单元压电发电机在审

专利信息
申请号: 201811023718.7 申请日: 2018-09-04
公开(公告)号: CN109245610A 公开(公告)日: 2019-01-18
发明(设计)人: 谢向东;廖恒;杜国锋;张劲峰 申请(专利权)人: 长江大学
主分类号: H02N2/18 分类号: H02N2/18;H02K5/20
代理公司: 武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙) 42231 代理人: 黄君军
地址: 434023*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 扭振 双晶 发电机基座 转轴 压电发电机 转子组件 梁单元 压电片 中心轴 自由端 转盘 周向均匀分布 转轴带动转盘 弹性剪切 剪切变形 扭转振动 同轴固定 周向设置 轴承设置 组件包括 齿槽 转动 扭转 延伸
【说明书】:

发明公开了一种双晶扭振梁单元压电发电机,其包括发电机基座,以及设置在发电机基座上的转子组件和扭振组件;转子组件包括轴承设置在发电机基座中心轴上的转轴,以及同轴固定套装在转轴上的转盘,转盘的外缘周向均匀分布有多个激励齿;扭振组件包括以转轴为中心轴周向设置在发电机基座上的多根双晶扭振梁,每一根双晶扭振梁上均设有压电片;且双晶扭振梁一端固定设置、另一自由端部分延伸至相邻两个激励齿之间的齿槽内。从而在转轴带动转盘转动时,所述激励齿通过波动自由端带动双晶扭振梁发生扭转振动,进而使设置在所述双晶扭振梁上的压电片在受到双晶扭振梁扭转弹性剪切作用下,发生扭振剪切变形,产生电流。

技术领域

本发明涉及一种发电机,具体涉及一种双晶扭振梁单元压电发电机。

背景技术

在能源日渐紧缺的今天,随着世界各国对能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视,故寻找一种持久、清洁的能源成为各国研究的重点。而随着科技的不断发展,近些年来逐渐开发出了多种不同的能量采集技术以将环境中的能量转换为电能,其中最为常见为光电转换能和机械转换能,光电转换能可将光能转换为电能,然而其受到环境条件的制约较大,而机械转换能则对环境的要求相对较小,其可利用风能、水能等。目前,机械能转换为电能主要由电磁转换、静电转换和压电转化,电磁转换技术成熟,现有技术中几乎所有的水利发电、风力风电、火力发电均通过电磁转换实现,但是其结构复杂、体积较大、易产生电磁干扰,静电转换电压低,且需要一个独立的电源初始化过程,压电转换不存在上述问题,其结构简单、无电磁干扰、转换电压高、无需变压器,压电转换技术也已逐渐成为研究的热点。

然而,现有技术中压电发电装置的激励方式较为简单,从而导致机电转换效率低下,其不利于提高发电能力。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题,提出一种双晶扭振梁单元压电发电机,其具有较高的发电效率。

为解决上述技术问题,本发明提供一种双晶扭振梁单元压电发电机,其包括发电机基座,以及设置在发电机基座上的转子组件和扭振组件;

所述转子组件包括轴承设置在发电机基座中心轴上的转轴,以及同轴固定套装在所述转轴上的转盘,所述转盘的外缘周向均匀分布有多个激励齿;

所述扭振组件包括以转轴为中心轴周向设置在发电机基座上的多根双晶扭振梁,每一根所述双晶扭振梁上均设有压电片;且所述双晶扭振梁一端固定设置、另一自由端部分延伸至相邻两个激励齿之间的齿槽内。

优选的,所述转轴上还轴承套设有一限位盘,所述限位盘相对发电机基座固定设置,所述双晶扭振梁一端固定设置在发电机基座上,另一自由端穿过限位盘并与所述限位盘轴承套装设置。

优选的,所述限位盘上相对所述双晶扭振梁周向分布有多个限位孔,所述限位孔上均设有限位轴承,所述双晶扭振梁相对限位盘的高度位置上设有转动部,所述转动部固定卡套在限位轴承的内圈中。

优选的,所述双晶扭振梁的自由端延伸至相邻激励齿齿槽内的一侧两端角均为圆角。

优选的,所述双晶扭振梁为一垂直设置在发电机基座上的矩形杆体,所述矩形杆体相对发电机基座的矩形投影的长度方向与转盘的径向方向一致。

优选的,所述压电片设置在所述双晶扭振梁相对发电机基座的矩形投影的长度方向的其中一侧或相对两侧。

优选的,所述转盘外缘激励齿的数量是发电机基座上周向分布的双晶扭振梁数量的整数倍。

优选的,所述扭振组件外侧包套有一电机套筒,所述电机套筒与转轴同轴设置,所述发电机基座与限位盘的外缘均与所述电机套筒的内壁固定连接设置。

优选的,所述电机套装相对发电机基座的另一端固定设有一中心与所述转轴轴承设置的散热盖板,所述散热盖板上以转轴为中心周向设有多个散热窗口。

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