[发明专利]一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置

权利要求书

1.一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，该装置包括底座(1)，所述底座(1)上设有外壳(2)，所述外壳(2)上设有上端盖(3)，由所述底座(1)、外壳(2)和上端盖(3)形成的封闭空间内设有压电陶瓷阵列(6)，该封闭空间内的顶部和底部还各自设有用于约束所述压电陶瓷阵列(6)垂直运动的限位舱(4)以及用于辅助固定所述压电陶瓷阵列(6)的固定柱(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，所述的压电陶瓷阵列(6)包括防松螺栓(61)、缓冲垫和压电固定环(63)，所述的压电固定环(63)包括上压电固定环和下压电固定环，所述上压电固定环和下压电固定环的中心位置处对应设置有所述缓冲垫，并经所述防松螺栓(61)与所述固定柱(5)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，所述的压电固定环(63)通过设置于所述外壳(2)上的固定孔水平固定于所述封闭空间内。

4.根据权利要求2所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，所述上压电固定环和下压电固定环之间压紧固定有多个压电悬臂梁(64)。

5.根据权利要求4所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，所有的所述压电悬臂梁(64)各自结构相同且沿圆周分布设置于所述上压电固定环和下压电固定环之间。

6.根据权利要求2所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，所述的缓冲垫采用半球体弹性橡胶缓冲垫(62)，所述的半球体弹性橡胶缓冲垫(62)被所述固定柱(5)穿过，呈弧面朝外且倒扣设置于所述限位舱(4)的表面上，以在垂直方向上限制振幅。

7.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，所述的底座(1)和外壳(2)上设有对应的用于引出压电振子导线的引出孔(7)。

8.根据权利要求5所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，每个所述的压电悬臂梁(64)均采用上底为直边形，下底为弧形的梯形压电悬臂梁，以自身的弧形下底作为固定端通过螺栓固定于所述上压电固定环和下压电固定环之间。

9.根据权利要求8所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，每个所述的压电悬臂梁(64)包括中心金属基板层(642)，所述中心金属基板层(642)的上下表面设有压电陶瓷层(641)，所述的压电陶瓷层(641)上位于所述压电悬臂梁(64)的直边形上底位置处的上下表面设有末端质量块(643)。

10.根据权利要求9所述的一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置，其特征在于，每个所述的末端质量块(643)的结构为半圆柱体，所有的所述末端质量块(643)能够拼合成完整的金属圆柱体质量块，通过调整所述金属圆柱体质量块的质量以改变固有频率，使其在工作时发生共振，以增大所述压电陶瓷层(641)的形变量。