本发明专利技术公开了一种基于压电材料的供电汽车加热座椅，底部振动部分和背部挤压振动部分分别有多个压电发电结构，压电发电结构发出的电经过座椅内部的转换机构传输，到达电阻丝进而为座椅加热。当座椅受到激励时，压电发电结构的上部施力块会向下移动，进而压缩弹簧和减振器，当施力块受到的外部激励消失时，弹簧的恢复力和减振器会使得施力块向上运动，施力块的上下运动使得连杆运动起来，进而带动传动圆盘转动起来，传动圆盘的转动使得传动轴转起来，进而带动旋转压电梁固定结构转起来，从而使悬臂梁转动起来进而发电。
【技术实现步骤摘要】
一种基于压电材料的供电汽车加热座椅
本专利技术涉及机械结构和力学的交叉领域，基于正压电效应，把汽车振动产生的机械能转化为电能，为汽车座椅加热。从而把汽车行驶过程中产生的振动能加以利用。本专利技术属于压电发电与汽车结构结合的领域。
技术介绍
NVH特性是汽车不可忽略的重要特性，振动时时刻刻存在于行驶的汽车上，汽车是一种高速运动的物体，且运动过程中会受到路面不同频率的激励，整车会产生不同程度的颠簸和振动。由于乘客坐在座椅上，在整车振动时，乘客的质量和外部的激励都会使座椅产生变形。利用座椅的变形，在座椅下面和靠背后加入压电发电结构，把产生的振动能转化为电能，然后经过汽车内部的转换机制传送到电阻加热丝，进而为汽车座椅加热。压电式能量采集利用了压电材料可以在机械能和电能之间相互转换的特点，从而对振动能量进行有效的采集。随着压电材料的发展，压电能量采集器已经越发得到重视，因此，压电能量采集器在微型化、集成化和独立自主供能的场合运用越来越多。目前已经有一些基于压电效应的成品，中国专利申请CN206694178U公开的一种摆动撞击式波浪发电装置，在波浪力作用下，漂浮体即可绕漂浮基架上的铰轴自由摆动从而带动导轨上的撞击件撞击压电发电机发电。中国专利申请公开CN206289484U的一种一种压电发电式人行横道，利用车辆、行人对人行横道产生的力实现发电、集电，电量可用于路灯、红绿灯等用电设备，有效的节省电力，保证供电。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决汽车座椅在振动过程中机械能的回收和利用，将机械能转化为电能，在需要时为汽车座椅加热。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种基于压电效应的供电加热座椅，通过座椅内部安装的压电发电结构将机械能装换为电能。本专利技术包括加热部分，发电部分，发电部分包括旋转发电部分和挤压压电叠堆发电部分。通过一定的结构连接和原理，实现振动能向电能再向热能的转换。一种基于压电材料的供电汽车加热座椅，电阻加热丝3设置在汽车座椅1的表面，多个独立的压电发电结构2设置在汽车座椅1的内部。压电发电结构2内部机械结构如图2所示。压电发电结构2包括压电结构施力块201、减振弹簧202、减振器203、第一传动轴204、第一连杆205、传动圆盘206、第一固定支撑结构207、第二传动轴208、旋转压电梁固定结构209、旋转压电悬臂梁210、第二连杆211、第二固定支撑结构212、传力块213、压电叠堆214和第三固定支撑结构215；压电结构施力块201设置在电阻加热丝3的下表面并用以承受汽车座椅1的变形压力，压电结构施力块201下部连接有减振弹簧202和减振器203，减振弹簧202下部连接有第三固定支撑结构215，压缩弹簧202能够在压电结构施力块201和第三固定支撑结构215之间进行弹性变形。减振器203的下端穿过第三固定支撑结构215后与第一连杆205通过第一传动轴204连接，第一传动轴204水平布置。第一传动轴204的每个端部分别连接有四个第二连杆211，四个第二连杆211分散呈周向布置。第一传动轴204在空间转动，进而会使得第一传动轴204端部连接的第二连杆211发生移动。每个第二连杆211的端部均设有一个第二固定支撑结构212，第二固定支撑结构212上设有传力块213和压电叠堆214，传力块213和压电叠堆214相对称布置；传力块213与第二固定支撑结构212之间为滑动配合。第一连杆205的底部连接有传动圆盘206，传动圆盘206的侧面中心处设有第一固定支撑结构207，第二传动轴208通过第一固定支撑结构207与传动圆盘206连接，旋转压电梁固定结构209、旋转压电悬臂梁210，第二传动轴208上设有若干个旋转压电梁固定结构209，旋转压电梁固定结构209上设有旋转压电悬臂梁210；传力块213在第二固定支撑结构212上水平移动，各个旋转压电悬臂梁210的长度长短不一。机械能首先装换为电能，产生的电能再经过一定的处理之后，传送到加热结构，进而实现多种能量形式的转换。压电发电结构安装在座椅下部和靠背后面，座椅受到来自外部的激励激发，或者激励消失时，压电发电结构的上部施力块201会上下移动。受到激励时，施力块201压缩弹簧202和减振器203，当施力块201受到的外部激励消失时，弹簧的恢复力和减振器会使得施力块向上运动，施力块的上下运动使得第一连杆205带动传动圆盘206转动，传动圆盘206的转动使得第二传动轴208转起来，进而带动旋转压电梁固定结构209转起来，从而使悬臂梁211转动起来进而发电。施力块的上下运动还会使得第一传动轴204在空间内转动，第一传动轴204传递的力经过第二连杆211传递到传力块213，传力块在第二固定支撑结构212上做往复直线运动，进而挤压压电叠堆，产生电能。附图说明图1是汽车座椅的整体框架图图2是汽车座椅下的一个压电发电装置图3是压电发电装置的传力装置图4是旋转轮盘压电梁发电装置图5是曲柄滑块压电叠堆发电装置图中：1汽车座椅，2压电发电结构，3电阻加热丝，201压电结构施力块，202减振弹簧，203减振器，204第一传动轴，205第一连杆，206传动圆盘，207第一固定支撑结构，208第二传动轴，209旋转压电梁固定结构，210旋转压电悬臂梁，211第二连杆，212第二固定支撑结构，213传力块，214压电叠堆，215第三固定支撑结构具体实施方式如图1-5所示，该自供电汽车加热座椅包括底部振动部分和靠背挤压部分。底部振动部分和背部挤压振动部分分别有多个压电发电结构，压电发电结构发出的电经过座椅内部的转换机构传输，到达电阻丝进而为座椅加热。当座椅受到激励时，压电发电结构的上部施力块会向下移动，进而压缩弹簧和减振器，当施力块受到的外部激励消失时，弹簧的恢复力和减振器会使得施力块向上运动，施力块的上下运动使得连杆运动起来，进而带动传动圆盘转动起来，传动圆盘的转动使得传动轴转起来，进而带动旋转压电梁固定结构转起来，从而使悬臂梁转动起来进而发电。施力块的运动还会使得中间传动轴在空间移动，传动轴传递的力经过连杆传递到传力块，传力块在固定支撑结构上做往复直线运动，进而挤压压电叠堆，产生电能。当座椅受到来自外部的激励时，压电发电结构的上部施力块201会向下移动，进而压缩弹簧202和减振器203，当施力块201受到的外部激励消失时，弹簧的恢复力和减振器会使得施力块向上运动，施力块的上下运动使得第一连杆205运动起来，进而带动传动圆盘206转动起来，传动圆盘206的转动使得第二传动轴208转起来，进而带动旋转压电梁固定结构209转起来，从而使悬臂梁211转动起来进而发电。施力块的上下运动还会使得第一传动轴204在空间移动，第二传动轴04传递的力经过第二连杆211传递到传力块213，传力块在第二固定支撑结构212上做往复直线运动，进而挤压压电叠堆，产生电能。所述汽车座椅下面和背面装有多个单独的压电发电装置，压电发电装置产生的电能经过汽车内部的处理后存储到蓄电池中，蓄电池进而为座椅加热电阻丝供电，热电阻丝产生热量。在每个压电发电结构内，第一传动轴204上连接有8个单独的压电叠堆，在第一传动轴204转动时，各个压电叠堆单独发电，互不影响。第二传动轴208上装有多个旋转压电发电梁固定结构209，固定结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于压电材料的供电汽车加热座椅，其特征在于：电阻加热丝(3)设置在汽车座椅(1)的表面，多个独立的压电发电结构(2)设置在汽车座椅(1)的内部；压电发电结构(2)包括压电结构施力块(201)、减振弹簧(202)、减振器(203)、第一传动轴(204)、第一连杆(205)、传动圆盘(206)、第一固定支撑结构(207)、第二传动轴(208)、旋转压电梁固定结构(209)、旋转压电悬臂梁(210)、第二连杆(211)、第二固定支撑结构(212)、传力块(213)、压电叠堆(214)和第三固定支撑结构(215)；压电结构施力块(201)设置在电阻加热丝(3)的下表面并用以承受汽车座椅(1)的变形压力，压电结构施力块(201)下部连接有减振弹簧(202)和减振器(203)，减振弹簧(202)下部连接有第三固定支撑结构(215)，减振弹簧(202)能够在压电结构施力块(201)和第三固定支撑结构(215)之间进行弹性变形；减振器(203)的下端穿过第三固定支撑结构(215)后与第一连杆(205)通过第一传动轴(204)连接，第一传动轴(204)水平布置；第一传动轴(204)的每个端部分别连接有四个第二连杆(211)，四个第二连杆(211)分散呈周向布置；第一传动轴(204)在空间转动，进而会使得第一传动轴(204)端部连接的第二连杆(211)发生移动；每个第二连杆(211)的端部均设有一个第二固定支撑结构(212)，第二固定支撑结构(212)上设有传力块(213)和压电叠堆(214)，传力块(213)和压电叠堆(214)相对称布置；传力块(213)与第二固定支撑结构(212)之间为滑动配合；第一连杆(205)的底部连接有传动圆盘(206)，传动圆盘(206)的侧面中心处设有第一固定支撑结构(207)，第二传动轴(208)通过第一固定支撑结构(207)与传动圆盘(206)连接，旋转压电梁固定结构(209)、旋转压电悬臂梁(210)，第二传动轴(208)上设有若干个旋转压电梁固定结构(209)，旋转压电梁固定结构(209)上设有旋转压电悬臂梁(210)；传力块(213)在第二固定支撑结构(212)上水平移动，各个旋转压电悬臂梁(210)的长度长短不一。...
【技术特征摘要】
1.一种基于压电材料的供电汽车加热座椅，其特征在于：电阻加热丝(3)设置在汽车座椅(1)的表面，多个独立的压电发电结构(2)设置在汽车座椅(1)的内部；压电发电结构(2)包括压电结构施力块(201)、减振弹簧(202)、减振器(203)、第一传动轴(204)、第一连杆(205)、传动圆盘(206)、第一固定支撑结构(207)、第二传动轴(208)、旋转压电梁固定结构(209)、旋转压电悬臂梁(210)、第二连杆(211)、第二固定支撑结构(212)、传力块(213)、压电叠堆(214)和第三固定支撑结构(215)；压电结构施力块(201)设置在电阻加热丝(3)的下表面并用以承受汽车座椅(1)的变形压力，压电结构施力块(201)下部连接有减振弹簧(202)和减振器(203)，减振弹簧(202)下部连接有第三固定支撑结构(215)，减振弹簧(202)能够在压电结构施力块(201)和第三固定支撑结构(215)之间进行弹性变形；减振器(203)的下端穿过第三固定支撑结构(215)后与第一连杆(205)通过第一传动轴(204)连接，第一传动轴(204)水平布置；第一传动轴(204)的每个端部分别连接有四个第二连杆(211)，四个第二连杆(211)分散呈周向布置；第一传动轴(204)在空间转动，进而会使得第一传动轴(204)端部连接的第二连杆(211)发生移动；每个第二连杆(211)的端部均设有一个第二固定支撑结构(212)，第二固定支撑结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚明辉，焦剑宇，彭乐伦，景浩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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