用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，以解决当前用于转化工业环境中气体能量的压电发电机存在的能量转化效率低等问题。本发明专利技术由多孔阵列式增流装置、盘型发电机组件和紧定螺钉三部分组成。多孔阵列式增流装置和盘型发电机组件通过紧定螺钉紧固连接。所述多孔阵列式增流装置可对高压小流量气体的流量进行放大，作用于压电元件实现能量俘获，显著提升压电发电机的电能产生效率，可将电能产生效率提高3倍以上。通过能量管理电路对产生的电能进行整流，可以持续有效的为物联网节点等低功耗电子器件供能，在低功耗电子设备、物联网节点以及低功耗传感器供能技术领域具有广泛的应用前景。

Porous flow increasing torsional type generator for energy supply of Internet of things

The invention discloses a method for networking nodes for the porous flow can increase torsion type generator, to solve the problem of energy conversion for low efficiency of piezoelectric generator gas into the industrial environment by energy. The invention is composed of three parts: a porous array type current increasing device, a disk type generator assembly and a fastening screw. The utility model relates to a porous array type current increasing device and a disc type generator assembly. The porous array flow increasing device for amplifying small flow of high pressure gas flow, to achieve energy trapping piezoelectric element, can significantly improve the efficiency of the piezoelectric generator power, power generation efficiency can be increased more than 3 times. For rectification by the energy management circuit to generate electricity, can continue to be effective for networking node low power electronic devices and in low power electronic devices, networking nodes and low power sensor energy supply technology has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，属于低功耗电子设备供能

技术介绍
随着制造装备技术智能化水平的不断提高，并伴随着其与物联网技术的深度融合，大量的物联网节点在机械制造装备领域得到广泛应用。对物联网节点进行稳定、可靠的持续供电，是保证物联网节点正常工作的前提。当前机械制造领域的物联网节点供能方式主要包括电源直接供电和化学电池供电两种方式。其中，电源直接供电方式存在电磁干扰严重、系统布线复杂等问题，而化学电池供电方式则存在电池使用寿命有限、需定期更换以及环境污染等不足。因此，需研究一种用于物联网节点供能的新型能源供给技术以解决传统供能技术所带来的诸多弊端。利用压电元件的正压电效应俘获环境微能源转化为电能的环境能源收集技术，由于具有能量转换效率高、清洁无污染、不受电磁干扰以及使用寿命长等优势，成为微能源转化与供给技术的研究热点。压缩气体具有的能量是工业生产中大量存在的能量形式，其具备安全清洁可再生等优势。因此，合理利用工业生产环境中的气体能量，结合压电元件的正压电效应将气体能量转化为电能为无线物联网节点供能，可有效解决传统电源供电带来的布线复杂及电池供电带来的需定期更换、污染环境等问题，对提高工业制造装备技术的智能化水平具有促进作用。当前的用于俘获工业环境中的气体能量为无线物联网节点供能的发电机存在能量俘获效率低和输出功率有限的问题，限制了其在无线物联网节点供能领域的应用。
技术实现思路
为解决传统压电发电机能量转化效率低的问题，本专利技术公开一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，为物联网节点等低功耗电子器件提供一种可持续工作、能量转化效率高的供能装置。本专利技术所采用的技术方案是：所述一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，由多孔阵列式增流装置、盘型发电机组件和紧定螺钉三部分组成，其中多孔阵列式增流装置和盘型发电机组件通过紧定螺钉紧固连接。所述的多孔阵列式增流装置设置有进气孔、环形高压容气腔、增流装置螺纹连接孔、锥形吸气端、微型射流孔和锥形气流喷射端。所述盘型发电机组件由发电组件安装架，风扇，压电发电组件和固定销组成。所述的进气孔位于环形高压容气腔的圆柱表面上，所述增流装置螺纹连接孔与紧定螺钉螺纹连接，所述锥形吸气端位于多孔阵列式增流装置的诱导气体吸入端，所述微型射流孔位于环形高压容气腔的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔紧贴多孔阵列式增流装置的排气端壁面，所述锥形气流喷射端位于多孔阵列式增流装置的排气端。所述发电组件安装架设置有发电机进气端，发电机进气端位于发电机进气端端部，所述发电组件安装架设置有安装架螺纹孔，紧定螺钉与安装架螺纹孔螺纹连接，所述发电组件安装架设置有压电发电组件安装孔，压电发电组件通过压电发电组件安装孔与发电组件安装架紧固连接，所述发电组件安装架设置有排气孔，排气孔沿周向阵列布置；所述风扇设置有风扇外螺纹，风扇通过风扇外螺纹与压电发电组件螺纹连接，所述风扇设置有固定销安装孔a，固定销与固定销安装孔a配合连接；所述压电发电组件设置有弹性基板、压电元件，压电元件和弹性基板粘接，所述压电发电组件设置有固定销安装孔b，固定销与固定销安装孔b配合连接，所述压电发电组件设置有压电发电组件内螺纹，风扇外螺纹与压电发电组件内螺纹螺纹连接；所述弹性基板设置有直梁a、L型梁和直梁b，所述弹性基板设置有固定凸块，固定凸块与压电发电组件安装孔紧固连接，所述弹性基板设置有弧形铰链Ⅰ、弧形铰链Ⅱ和弧形铰链Ⅲ。本专利技术的有益效果是：在不影响工业生产的情况下，利用所专利技术的多孔阵列式增流装置对小流量高压气体进行流量放大，放大流量后的气体通过锥形气流喷射端喷出，激励出口处盘型发电机组件，使内部压电发电组件产生弯曲形变，利用正压电效应实现电能转化，以达到利用放大气流进行能量收集转化的效果，提高压电发电机的能量转化效率。本专利技术具有利用高压小流量气体进行气体流量放大的效果，并兼具充分利用放大的流量进行压电能量收集的技术优势，电能产生效率提高3倍以上，在物联网节点等低功耗电子器件供能
具有广泛的应用前景。附图说明图1所示为本专利技术提出的用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机的结构示意图；图2所示为本专利技术提出的多孔阵列式增流装置结构示意图；图3所示为本专利技术提出的锥形吸气端剖视图；图4所示为本专利技术提出的微型射流孔结构剖视图；图5所示为本专利技术提出的锥形气流喷射端剖视图；图6所示为本专利技术提出的盘型发电机组件结构示意图；图7所示为本专利技术提出的发电组件安装架结构示意图；图8所示为本专利技术提出的风扇结构示意图；图9所示为本专利技术提出的压电发电组件结构示意图；图10所示为本专利技术提出的压电发电组件左视图；图11所示为本专利技术提出的弹性基板结构示意图；图12所示为本专利技术提出的能量管理电路原理图。具体实施方式具体实施方式：结合图1~图12说明本实施方式。本实施方式提供了一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机的具体实施方案。所述一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机由多孔阵列式增流装置1、盘型发电机组件2和紧定螺钉3三部分组成，其中多孔阵列式增流装置1和盘型发电机组件组件2通过紧定螺钉3紧固连接。所述的多孔阵列式增流装置1设置有进气孔1-1、环形高压容气腔1-2，所述的进气孔1-1位于环形高压容气腔1-2的圆柱表面上，压缩气体通过进气孔1-1进入环形高压容气腔1-2；所述多孔阵列式增流装置1设置有增流装置螺纹连接孔1-3，紧定螺钉3与增流装置螺纹连接孔1-3螺纹连接；所述多孔阵列式增流装置1设置有锥形吸气端1-4，所述锥形吸气端1-4位于多孔阵列式增流装置1的诱导气体吸入端，诱导气体由锥形吸气端1-4进入多孔阵列式增流装置1；所述多孔阵列式增流装置1设置有微型射流孔1-5，所述微型射流孔1-5位于环形高压容气腔1-2的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔1-5紧贴多孔阵列式增流装置1的排气端壁面，压缩气体经由微型射流孔1-5喷出环形高压容气腔1-2；所述多孔阵列式增流装置1设置有锥形气流喷射端1-6，混合气体经由锥形气流喷射端1-6喷出多孔阵列式增流装置1。所述盘型发电机组件为用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机的电能产生装置。所述盘型发电机组件2由发电组件安装架2-1，风扇2-2，压电发电组件2-3和固定销2-4组成。所述发电组件安装架2-1设置有发电机进气端2-1-1，混合气体经由发电机进气端2-1-1进入盘型发电机组件2作用在风扇2-2上，风扇2-2在混合气体的作用下发生转动带动压电发电组件2-3产生扭转；所述发电组件安装架2-1设置有安装架螺纹孔2-1-2，紧定螺钉3与安装架螺纹孔2-1-2螺纹连接；所述发电组件安装架2-1设置有压电发电组件安装孔2-1-3，压电发电组件2-3通过压电发电组件安装孔2-1-3与发电组件安装架2-1紧固连接；所述发电组件安装架2-1设置有排气孔2-1-4，混合气体经由排气孔2-1-4排出盘型发电机组件2。所述风扇2-2设置有风扇外螺纹2-2-1，风扇2-2通过风扇外螺纹2-2-1与压电发电组件2-3螺纹连接；所述风扇2-2设置有固定销安装孔a 2-2-2，固定销2-4与固定销安装孔a 2-2-2配合连接。所述压电发电组件2-3设置有弹性基板2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，其特征在于该用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机由多孔阵列式增流装置（1）、盘型发电机组件（2）和紧定螺钉（3）三部分组成，其中多孔阵列式增流装置（1）和盘型发电机组件（2）通过紧定螺钉（3）紧固连接；所述的多孔阵列式增流装置（1）设置有进气孔（1‑1）、环形高压容气腔（1‑2）、增流装置螺纹连接孔（1‑3）、锥形吸气端（1‑4）、微型射流孔（1‑5）和锥形气流喷射端（1‑6）；所述盘型发电机组件（2）由发电组件安装架（2‑1）、风扇（2‑2）、压电发电组件（2‑3）和固定销（2‑4）组成。

【技术特征摘要】
1.一种用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，其特征在于该用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机由多孔阵列式增流装置（1）、盘型发电机组件（2）和紧定螺钉（3）三部分组成，其中多孔阵列式增流装置（1）和盘型发电机组件（2）通过紧定螺钉（3）紧固连接；所述的多孔阵列式增流装置（1）设置有进气孔（1-1）、环形高压容气腔（1-2）、增流装置螺纹连接孔（1-3）、锥形吸气端（1-4）、微型射流孔（1-5）和锥形气流喷射端（1-6）；所述盘型发电机组件（2）由发电组件安装架（2-1）、风扇（2-2）、压电发电组件（2-3）和固定销（2-4）组成。2.根据权利要求1所述的用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，其特征在于所述的多孔阵列式增流装置（1）中进气孔（1-1）位于环形高压容气腔（1-2）的圆柱表面上，所述增流装置螺纹连接孔（1-3）与紧定螺钉（3）螺纹连接，所述锥形吸气端（1-4）位于多孔阵列式增流装置（1）的端部，所述微型射流孔（1-5）位于环形高压容气腔（1-2）的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔（1-5）紧贴多孔阵列式增流装置（1）的排气端壁面，所述锥形气流喷射端（1-6）位于多孔阵列式增流装置（1）的排气端。3.根据权利要求1所述的用于物联网节点供能的多孔增流型扭转式发电机，其特征在于所述盘型发电机组件（2）中发电组件安装架（2-1）设置有发电机进气端（2-1-1），发电机进气端（2-1-1）位于发电机进气端（2-1-1）端部，所述发电组件安装架（2-1）设置有安装架螺纹孔（2-1-2），紧定螺钉（3）与安装架螺纹孔（2-1-2）螺纹连接，所述发电组件安装架（2-1）设置有压电发电组件安装孔（2-1-3），压电发电组件（2-3）通过压电发电组件安装孔（2-1-3）与发电组件安装架（2-1）紧固连接，所述发电组件安装架（2-1）设置有排气孔（2-1-4），排气孔（2-1-4）沿周向阵列布置；所述风扇（2-2）设置有风扇外螺纹（2-2-1），风扇（2-2）通过风扇外螺纹（2-2-1）与压电发电组件（2-3）螺纹连接，所述风扇（2-2）设置有固定销安装孔a（2-2-2），固定销（2-4）与固定销安装孔a（2-2-2）配合连接；所述压电发电组件（2-3）设置有弹性基板（2-3-1）和压电元件（2-3-2），压电元件（2-3-2）和弹性基板（2-3-1）粘接，所述压电发电组件（2-3）设置有固定销安装孔b（2-3-3），固定销（2-4）与固定销安装孔b（2-3-3）配合连接，所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：程廷海，赵宏伟，付贤鹏，包钢，孙浩，秦峰，宋兆阳，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22