振动发电装置、振动监视装置及系统制造方法及图纸

振动发电装置包括安装在振动部件(101)上的振动系统(110)。振动系统(110)具有第一振动系统(111)和安装于第一振动系统(111)的第二振动系统(112)。第一振动系统(111)包括安装在振动部件(101)上的弹性部件(131)和安装在弹性部件(131)上的第一质量部件(132)。第二振动系统(112)包括与压电元件(153)形成为一体的板簧(151)和安装在板簧(151)上的第二质量部件(152)。第一振动系统(111)的谐振频率与第二振动系统(112)的谐振频率大致相等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种振动发电装置、振动监视装置及系统。
技术介绍
压电元件是一种通过向特定方向施加压力来感应出电极化现象从而产生电压的元件。能够通过用压电元件将机械位移转换为电压从而发电。较为普遍的机械位移有振动。如果能够利用振动来发电，则几乎所有场所不准备电源就能够使电子设备工作。作为利用振动来发电的方法，有利用将压电元件安装在振动板上的振动压电体的方法。然而，在该方法中，当振动压电体的谐振频率与振动的频率一致的情况下能够得到较大的机械位移而能够发电，但是如果谐振频率偏离振动的频率，则几乎不能发电。因此，提出了一种利用谐振频率不同的多个振动压电体来扩大能够发电的振动的范围的方案(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本公开专利公报特开2011－152004号公报
技术实现思路
－专利技术所要解决的技术问题－然而，上述的现有方法需要多个振动压电体。并且，每个振动压电体所对应的频率范围较窄，因此即使设置多个振动压电体，也难以覆盖较广的频带。本专利技术的目的在于：能够实现具有较宽带宽的发电特性的振动发电装置。－用以解决技术问题的技术方案－在本专利技术所涉及的振动发电装置的一方式中，包括安装在振动部件上的振动系统，振动系统具有第一振动系统和安装于第一振动系统的第二振动系统，第一振动系统包括安装在振动部件上的弹性部件和安装在弹性部件上的第一质量部件，第二振动系统包括与压电元件形成为一体的板簧和安装在板簧上的第二质量部件，第一振动系统的谐振频率与第二振动系统的谐振频率大致相等。在振动发电装置的一方式中，还可以为：第二振动系统的谐振响应倍率大于第一振动系统的谐振响应倍率，第一质量部件的质量与第一振动系统的谐振响应倍率的乘积大于第二质量部件的质量与第二振动系统的谐振响应倍率的乘积。在振动发电装置的一方式中，还可以为：第一质量部件的质量在第二质量部件的质量的5倍以上。在振动发电装置的一方式中，还可以为：第二振动系统的谐振频率在第一振动系统的谐振频率的90％以上110％以下。在振动发电装置的一方式中，还可以为：压电元件包括设置在板簧的表面上的压电膜，压缩应力施加在压电膜上。在振动发电装置的一方式中，能够调整第二质量部件在板簧上的位置。在振动发电装置的一方式中，还可以为：第一振动系统包括安装在第一质量部件上的调整用质量部件。在本专利技术所涉及的振动监视装置的一方式中，包括本专利技术的振动发电装置和由振动发电装置驱动的信号发送装置。在振动监视装置的一方式中，振动部件在正常工作时产生第一频带的振动，能够将振动系统的谐振频率设定在第一频带内。在振动监视装置的一方式中，还可以为：振动部件在异常时产生第二频带的振动，将振动系统的谐振频率设定在第二频带内。本专利技术所涉及的振动监视系统的一方式中，包括本专利技术的多个振动监视装置，振动部件具有产生不同频带的振动的多个状态，在多个振动监视装置中，振动系统的谐振频率与振动部件的不同状态对应。－专利技术的效果－根据本专利技术所涉及的振动发电装置，得到具有较广的带宽的发电特性，并能够效率良好地发电。附图说明图1是表示一实施方式所涉及的振动发电装置的剖视图。图2是用于说明一实施方式所涉及的振动发电装置的振动模型。图3是表示一实施方式所涉及的振动发电装置的发电特性之一个例子的曲线图。图4是表示一实施方式所涉及的振动发电装置的发电特性之一个例子的曲线图。图5是表示一实施方式所涉及的振动发电装置的发电特性之一个例子的曲线图。图6是表示一实施方式所涉及的振动监视装置的框图。具体实施方式一实施方式所涉及的振动发电装置具有如图1所示的结构。如图1所示，本实施方式的振动发电装置100包括振动系统110，振动系统110经由粘接部件102安装在振动部件101上。对于使用振动发电装置100的方向没有限制，在以下的叙述中，将振动部件101侧作为下、将振动部件101的相反侧作为上，来进行说明。振动部件101包括产生振动的所有物体。例如有：包括运输机械、工作机械和家电产品等的机械类及其构成零件。例如包括汽车、电车、飞机、冰箱以及洗衣机等。此外，包括用于这些设备上的主体、发动机、电动机、轴、消声器、缓冲器、轮胎、压缩机以及风扇(fan)等。还包括：包括大楼、道路及桥梁等在内的建筑物以及这些建筑物所附带的柱体、壁和地面等结构部件，以及升降机和管道等设备等。振动系统110具有第一振动系统111和第二振动系统112。第一振动系统111具有安装在振动部件101上部的弹性部件131和安装在弹性部件131上的第一质量部件132。只要是能够将第一质量部件132弹性连结在振动部件101上的，都可以用作弹性部件131。在图1中示出了弹性部件131为矩形块状橡胶弹性体的例子。虽然示出了将弹性部件131与振动部件101经由粘接部件102粘接的例子，然而还可以通过螺栓等来将它们连结。弹性部件131无需是专用部件，还可以将振动部件的构成物的一部分用作弹性部件131。例如，当振动部件101为汽车的情况下，可以将设置在汽车上的减振用动态阻尼器(dynamicdamper)的弹性部用作弹性部件131。第一质量部件132是用于设定第一振动系统111的固有谐振频率的质量部件。在图1中，第一质量部件132具有凹部132a，第二振动系统112收放在凹部132a中。此外，盖体132A覆盖凹部132a，从而能够密封凹部132a。基于所需的第一振动系统111的固有谐振频率来决定第一质量部件132的质量m1即可。但是，能够将包括盖体132A的第一质量部件132的质量m1设定成振动部件101的等效质量M的10％以上的值(m1≥0.1×M)。这样一来，第一质量部件132充分地影响振动部件101的振动状态，从而起到动态阻尼器的功能。由此振动相抵，从而能够得到振动部件101的振动降低这样的效果。但是，振动发电装置100还可以不具有动态阻尼器等减振装置的功能。在该情况下，第一质量部件132的质量m1还可以小于振动部件101的等效质量M的10％。虽然没有特别的限制，然而第一质量部件132能够由密度大的材料形成。例如，能够使用铁。弹性部件131与第一质量部件132可通过螺栓等连结，或者能够通过粘接剂等粘接。第二振动系统112具有弹性部件亦即板簧151、设置在板簧151的一个面上的压电元件153以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动发电装置，其特征在于：上述振动发电装置包括安装在振动部件上的振动系统，上述振动系统具有第一振动系统和安装于上述第一振动系统的第二振动系统，上述第一振动系统包括安装在上述振动部件上的弹性部件和安装在上述弹性部件上的第一质量部件，上述第二振动系统包括与压电元件形成为一体的板簧和安装在上述板簧上的第二质量部件，上述第一振动系统的谐振频率与上述第二振动系统的谐振频率大致相等。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 JP 2013-2571661.一种振动发电装置，其特征在于：
上述振动发电装置包括安装在振动部件上的振动系统，
上述振动系统具有第一振动系统和安装于上述第一振动系统的第二
振动系统，
上述第一振动系统包括安装在上述振动部件上的弹性部件和安装在
上述弹性部件上的第一质量部件，
上述第二振动系统包括与压电元件形成为一体的板簧和安装在上述
板簧上的第二质量部件，
上述第一振动系统的谐振频率与上述第二振动系统的谐振频率大致
相等。
2.根据权利要求1所述的振动发电装置，其特征在于：
上述第二振动系统的谐振响应倍率大于上述第一振动系统的谐振响
应倍率，
上述第一质量部件的质量与上述第一振动系统的谐振响应倍率的乘
积大于上述第二质量部件的质量与上述第二振动系统的谐振响应倍率的乘
积。
3.根据权利要求2所述的振动发电装置，其特征在于：
上述第一质量部件的质量在上述第二质量部件的质量的5倍以上。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的振动发电装置，其特征
在于：
上述第二振动系统的谐振频率在上述第一振动系统的谐振频率的90％
以上110％以下。
5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜村英则，加贺田博司，田村昌也，长谷川浩一，栗熊甫，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，住友理工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP