本实用新型专利技术涉及一种筒式机械能采能发电装置，包括采能盖板、安全垫片、换能片、桶座、传力棒、传力棒回弹板、垫槽、导线和发电基元，其中采能盖板安装在桶座上端，传力棒安装在桶座中间，桶座与采能盖板和传力棒之间设有安全垫片，传力棒上端设有安全帽、中间设有若干棒卡，传力棒回弹板安装在安全帽下端、桶座内，传力棒回弹板为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干扇形回弹板，换能片中间设有传力棒孔，若干换能片安装在棒卡下端、传力棒上，换能片末端和传力棒回弹板末端分别与垫槽连接成整体，换能片为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干梯形齿片，发电基元安装在齿片上。本实用新型专利技术将振动能量传递到发电基元上，提高能量利用率。
【技术实现步骤摘要】
本技术属发电装置及新能源开发应用
，特别是涉及一种筒式机械能采能发电装置。
技术介绍
能源和环境是21世纪人类所关注的最重要的两大主题。随着我们可持续发展观的深入，可再生能源无疑是推动经济发展最好的选择。长久以来，我们希望能将环境中可以回收利用的能量进行回收和转换，达到能量的循环利用。筒式机械能采能发电装置就是实现这一功能的一种器件，它通过压电材料的压电效应，将环境中的机械能，势能等转换为电能。压电能量收集器具有机电转换效率高，输出电压高，结构稳定，易于满足集成化要求，无需外加偏置等特点，并且不会造成污染，不受电磁干扰，所以压电能量收集器受到了越来越多的关注。压电材料的压电特性是：当有压力作用在换能单元上时，换能单元发生弯曲形变，进而使换能单元中的压电陶瓷片片发生形变，发生压电效应，压电陶瓷片片上就会产生一定数量的电荷Q，从电极上可输出电压信号。已有的相近专利：一种基于压电材料的发电地板(CN201110279603.6)，其结构复杂，一方面其设计中没有高效的提高换能效率，趋于使用压电单晶材料，成本高不易于应用推广。压电叠堆式MEMS振动能量采集器及其制备方法(CN201110054030.7)中设计的通过压电陶瓷片叠堆作为压电转换元件的方式，虽然换能效率高，但是叠堆的实现使用具有独石烧结的贵金属浆料，且叠堆器件依靠厚度方向多层积累形变，发挥的是纵向压电应变常数的效果，其能量产生受到厚度方向的局限改变的限制。排式压力采能装置(CN201310205756.5)虽然用了排式，克服了上面两种专利的部分缺陷，但是未能够有效的利用空间，转化效率受到限制。另外以上三种专利对装置的环境承受能力没有明确说明，现实中，装置往往要面临复杂的环境。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种筒式机械能采能发电装置，解决上述发电装置结构复杂、成本高，未能够有效的利用空间，转化效率受到限制的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种筒式机械能采能发电装置，包括采能盖板、安全垫片、换能片、桶座、传力棒、传力棒回弹板、垫槽、导线和发电基元，其中所述桶座内部侧边设有导线，所述采能盖板安装在桶座上端，且采能盖板可上下移动，所述传力棒安装在桶座中间，且传力棒可上下移动，所述桶座与采能盖板和传力棒之间设有安全垫片，所述传力棒上端设有安全帽、中间设有若干棒卡，所述安全帽上端与采能盖板连接，所述棒卡用于将传力棒的受力传递给换能片，所述传力棒回弹板安装在安全帽下端、桶座内，用于将下移后的传力棒恢复到原来位置，所述传力棒回弹板为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干扇形回弹板，所述扇形回弹板内侧为自由端，所述换能片中间设有传力棒孔，用于与传力棒连接，若干换能片安装在棒卡下端、传力棒上，所述换能片末端和传力棒回弹板末端分别与垫槽连接成整体，所述垫槽用于将横向外力传递给换能片，所述换能片与导线连接，所述换能片为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干梯形齿片，所述齿片外侧与桶座连接，所述齿片内侧为自由端，用于接收棒卡传递的外力，所述发电基元安装在齿片上，所述发电基元包括电极片和压电陶瓷片，所述电极片和压电陶瓷片采用环氧树脂软胶黏贴，保证两者发生变形的一致性，且相邻的压电陶瓷片的极化方向相反、通过导线并联连接。本技术的进一步技术方案是，所述桶座为不锈钢材质，所述传力棒为不锈钢材料。本技术的又进一步技术方案是，所述采能盖板材料为钢板或硬质塑料，所述安全垫片为塑料材质。本技术的再进一步技术方案是，所述安全帽高于桶座上端，且安全帽为木质材料或者硬质塑料材料，使安全帽在碰撞过程中不产生噪音。本技术的再进一步技术方案是，所述传力棒回弹板为不锈钢材料制成的圆盘，所述扇形回弹板自由端圆弧长度和扇形回弹板厚度之比为15。本技术的再进一步技术方案是，所述齿片长度在3-5cm之间，保证齿片具有足够的弹性、且不易折断。本技术的再进一步技术方案是，所述电极片正反两面黏贴压同样大小的压电陶瓷片为一层基元，一层基元厚度小于等于10um，且每个齿片上可设置一层或多层基元。本技术的再进一步技术方案是，每个齿片上设置多层基元时，每层基元之间用环氧树脂硬胶机械连接，组成一个基元组，且一个基元组整体厚度小于等于50um。本技术的再进一步技术方案是，一个基元层或一个基元层组或多个基元层或多个
基元层组用环氧树脂硬胶机械黏贴于齿片正反面、组成一个发电基元，所述一个发电基元厚度小于等于0.2mm。本技术的更进一步技术方案是，所述压电陶瓷片为PZT、横向压电应变系数≥4X1010m/v，所述电极片为薄铜片。本技术基于压电陶瓷片的压电效应，采用集成技术，将两层或以上的压电陶瓷片和电极片集成到换能片的每一个齿片上，组成一个可以在外力作用下能做近似作振谐运动的薄片发电基元。采能盖板上受到使传力棒下陷的压力时，传力棒就会将力传到换能片的每个齿片上，每个齿片分担大小近似的力，每个齿片产生最大振幅相同的机械运动，齿片、压电陶瓷片和电极片之间用环氧树脂硬胶机械粘结，保证三者发生弯曲变形的一致性，压电陶瓷片发生弯曲变形，发生压电效应，齿片的振幅在自身的阻力下不断减小，直至停止。整个装置中，换能片形状是一个不锈钢大圆环里面嵌套着许多齿片，齿的形状设置成近似于长方形的梯形片，利用了长方形横向更易发生形变的原理，而且具有一定韧性的材料的薄片更易产生近似振谐运动的运动，桶座的结构也可以收集以震动为主要形式的机械能，然后传递到发电基元上。有益效果本技术的换能基元独立换能，且充分利用空间，可根据不同的需要增加或减少圆盘换能片的个数；装置从换能单元到换能片的制作都采用一次性集成技术，生产成本降低；独特的保护设计，增加了装置的耐久性，扩大了采能形式；压电材料往往是小版面使用材料，此装置中充分考虑了这一特性，采用集成设计；装置噪音低，机电转化率高；不锈钢材料的筒式设计，可以收集安装环境中振动能量，传递发电基元上，提高能量利用率。附图说明图1为本技术正剖面示意图。图2为本技术换能片结构示意图。图3为本技术齿片结构示意图。图4为本技术发电基元结构示意图。图5为本技术传力棒示意图。图6为本技术桶座示意图。图7为本技术采能盖板结构示意图。图8为本技术传力棒回弹板示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1如图1所示，一种筒式机械能采能发电装置，包括采能盖板1、安全垫片2、换能片3、桶座4、传力棒5、传力棒回弹板7、垫槽8、导线9和发电基元13，其中所述桶座4内部侧边设有导线9，如图6所示，所述采能盖板1安装在桶座4上端，且采能盖板1可上下移动，所述传力棒5安装在桶座4中间，且传力棒5可上下移动，所述桶座4与采能盖板1和传力棒5之间设有安全垫片2，所述传力棒5上端设有安全帽6、中间设有若干棒卡16，如图5所示，所述安全帽6上端与采能盖板1连接，所述棒卡16用于将传力棒5的受力传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种筒式机械能采能发电装置，包括采能盖板(1)、安全垫片(2)、换能片(3)、桶座(4)、传力棒(5)、传力棒回弹板(7)、垫槽(8)、导线(9)和发电基元(13)，其特征在于：所述桶座(4)内部侧边设有导线(9)，所述采能盖板(1)安装在桶座(4)上端，且采能盖板(1)可上下移动，所述传力棒(5)安装在桶座(4)中间，且传力棒(5)可上下移动，所述桶座(4)与采能盖板(1)和传力棒(5)之间设有安全垫片(2)，所述传力棒(5)上端设有安全帽(6)、中间设有若干棒卡(16)，所述安全帽(6)上端与采能盖板(1)连接，所述棒卡(16)用于将传力棒(5)的受力传递给换能片(3)，所述传力棒回弹板(7)安装在安全帽(6)下端、桶座(4)内，用于将下移后的传力棒恢复到原来位置，所述传力棒回弹板(7)为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干扇形回弹板，所述扇形回弹板内侧为自由端，所述换能片(3)中间设有传力棒孔(11)，用于与传力棒(5)连接，若干换能片(3)安装在棒卡(16)下端、传力棒(5)上，所述换能片(3)末端和传力棒回弹板(7)末端分别与垫槽(8)连接成整体，所述垫槽(8)用于将横向外力传递给换能片(3)，所述换能片(3)与导线(9)连接，所述换能片(3)为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干梯形齿片(10)，所述齿片(10)外侧与桶座连接，所述齿片(10)内侧为自由端，用于接收棒卡(16)传递的外力，所述发电基元(13)安装在齿片(10)上，所述发电基元(13)包括电极片(14)和压电陶瓷片(15)，所述电极片(14)和压电陶瓷片(15)采用环氧树脂软胶(12)黏贴，保证两者发生变形的一致性，且相邻的压电陶瓷片(15)的极化方向相反、通过导线并联连接。...
【技术特征摘要】
1.一种筒式机械能采能发电装置，包括采能盖板(1)、安全垫片(2)、换能片(3)、桶座(4)、传力棒(5)、传力棒回弹板(7)、垫槽(8)、导线(9)和发电基元(13)，其特征在于：所述桶座(4)内部侧边设有导线(9)，所述采能盖板(1)安装在桶座(4)上端，且采能盖板(1)可上下移动，所述传力棒(5)安装在桶座(4)中间，且传力棒(5)可上下移动，所述桶座(4)与采能盖板(1)和传力棒(5)之间设有安全垫片(2)，所述传力棒(5)上端设有安全帽(6)、中间设有若干棒卡(16)，所述安全帽(6)上端与采能盖板(1)连接，所述棒卡(16)用于将传力棒(5)的受力传递给换能片(3)，所述传力棒回弹板(7)安装在安全帽(6)下端、桶座(4)内，用于将下移后的传力棒恢复到原来位置，所述传力棒回弹板(7)为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干扇形回弹板，所述扇形回弹板内侧为自由端，所述换能片(3)中间设有传力棒孔(11)，用于与传力棒(5)连接，若干换能片(3)安装在棒卡(16)下端、传力棒(5)上，所述换能片(3)末端和传力棒回弹板(7)末端分别与垫槽(8)连接成整体，所述垫槽(8)用于将横向外力传递给换能片(3)，所述换能片(3)与导线(9)连接，所述换能片(3)为圆形、外围呈圆环状、内部分隔成若干梯形齿片(10)，所述齿片(10)外侧与桶座连接，所述齿片(10)内侧为自由端，用于接收棒卡(16)传递的外力，所述发电基元(13)安装在齿片(10)上，所述发电基元(13)包括电极片(14)和压电陶瓷片(15)，所述电极片(14)和压电陶瓷片(15)采用环氧树脂软胶(12)黏贴，保证两者发生变形的一致性，且相邻的压电陶瓷片(15)的极化方向相反、通过导线并联连接。2.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩麟，
申请(专利权)人：上海二十冶建设有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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