面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，以解决当前用于转化工业环境中气体能量的能量俘获装置存在的能量转化效率低的问题。本发明专利技术由多孔增流型射流器、保压增速激励式发电机组件和紧定螺钉三部分组成，其中多孔增流型射流器和保压增速激励式发电机组件通过紧定螺钉紧固连接。所述多孔增流型射流器可对高压小流量气体的流量进行放大，保压增速激励式发电机组件可将气体的压力能转化为电能。本发明专利技术可将气体流量进行放大，并对流量放大的气体的压力能进行俘获，显著提升压电俘能器的电能产生效率，可将电能产生效率提高3倍以上，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，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。当前用于俘获工业环境中气体能量的能量俘获装置存在能量转化效率低的问题，制约了其在低功耗传感器等低功耗电子器件供能
的应用。
技术实现思路
为解决传统能量俘获装置能量转化效率低的问题，本专利技术公开一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，为低功耗传感器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：所述一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，由多孔增流型射流器、保压增速激励式发电机组件和紧定螺钉三部分组成，其中多孔增流型射流器和保压增速激励式发电机组件通过紧定螺钉紧固连接；所述的多孔增流型射流器设置有进气孔、高压气体环形容腔、增流装置螺纹连接孔、锥形引流端、微型射流孔和锥形气流喷射端；所述保压增速激励式发电机组件由固定架、扇形压电发电组件、矩形压电发电组件和扰流板组成，扇形压电发电组件与固定架紧固连接，矩形压电发电组件和固定架紧固连接，扰流板与矩形压电发电组件紧固连接。所述的多孔增流型射流器中进气孔位于高压气体环形容腔的圆柱表面上，所述增流装置螺纹连接孔与紧定螺钉螺纹连接，所述锥形引流端位于多孔增流型射流器的诱导气体吸入端，所述微型射流孔位于高压气体环形容腔的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔紧贴多孔增流型射流器的排气端壁面，所述锥形气流喷射端位于多孔增流型射流器的排气端。所述保压增速激励式发电机组件中固定架设置有发电机进气端、发电机出气端，发电机进气端和发电机出气端分别位于固定架两侧端面，所述固定架设置有安装孔Ⅰ，扇形压电发电组件通过安装孔Ⅰ安装固定在固定架上，所述固定架设置有安装螺纹孔，安装螺纹孔与紧定螺钉螺纹连接，所述固定架设置有安装孔Ⅱ，矩形压电发电组件通过安装孔Ⅱ安装固定在固定架上；所述扇形压电发电组件设置有扇形弹性基板、压电元件Ⅰ，所述扇形弹性基板与压电元件Ⅰ粘接；所述矩形压电发电组件设置有矩形弹性基板、压电元件Ⅱ，矩形弹性基板与压电元件Ⅱ粘接；所述扰流板设置有安装沉孔，扰流板通过安装沉孔与矩形压电发电组件固定连接，所述扰流板设置有内弧面、外弧面。本专利技术的有益效果是：在不影响工业生产的工作情况下，利用所专利技术的多孔增流型射流器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，激励出口处保压增速激励式发电机组件，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，提高能量俘获装置的能量转化效率。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，在低功耗传感器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面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置的结构示意图；图2所示为本专利技术提出的多孔增流型射流器结构示意图；图3所示为本专利技术提出的锥形引流端剖视图；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保压增速激励式发电机组件结构示意图；图7所示为本专利技术提出的固定架结构示意图；图8所示为本专利技术提出的扇形压电发电组件结构示意图；图9所示为本专利技术提出的矩形压电发电组件结构示意图；图10所示为本专利技术提出的扰流板结构示意图；图11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11说明本实施方式。本实施方式提供了一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置的具体实施方案。所述一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置由多孔增流型射流器1、保压增速激励式发电机组件2和紧定螺钉3组成，其中多孔增流型射流器1和保压增速激励式发电机组件2通过紧定螺钉3紧固连接。所述的多孔增流型射流器1设置有进气孔1-1、高压气体环形容腔1-2，所述的进气孔1-1位于高压气体环形容腔1-2的圆柱表面上，压缩气体通过进气孔1-1进入高压气体环形容腔1-2；所述多孔增流型射流器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；所述多孔增流型射流器1设置有锥形引流端1-4，所述锥形引流端1-4位于多孔增流型射流器1的诱导气体吸入端，诱导气体由锥形引流端1-4进入多孔增流型射流器1；所述多孔增流型射流器1设置有微型射流孔1-5，所述微型射流孔1-5位于高压气体环形容腔1-2的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔1-5紧贴多孔增流型射流器1的排气端壁面，压缩气体经由微型射流孔1-5喷出高压气体环形容腔1-2；所述多孔增流型射流器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喷出多孔增流型射流器1。所述保压增速激励式发电机组件2为面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置的电能产生装置。所述保压增速激励式发电机组件2由固定架2-1，扇形压电发电组件2-2，矩形压电发电组件2-3和扰流板2-4组成。扇形压电发电组件2-2与固定架2-1紧固连接，矩形压电发电组件2-3和固定架2-1紧固连接，扰流板2-4与矩形压电发电组件2-3紧固连接。所述固定架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进入保压增速激励式发电机组件2；所述固定架2-1设置有安装孔Ⅰ2-1-2，扇形压电发电组件2-2通过安装孔Ⅰ2-1-2安装固定在固定架2-1上；所述固定架2-1设置有安装螺纹孔2-1-3，安装螺纹孔2-1-3与紧定螺钉3螺纹连接；所述固定架2-1设置有安装孔Ⅱ2-1-4，矩形压电发电组件2-3通过安装孔Ⅱ2-1-4安装固定在固定架2-1上；所述固定架2-1设置有发电机出气端2-1-5，混合气体经发电机出气端2-1-5排出固定架2-1。所述扇形压电发电组件2-2设置有扇形弹性基板2-2-1、压电元件Ⅰ2-2-2，所述扇形弹性基板2-2-1与压电元件Ⅰ2-2-2粘接，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，其特征在于该面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置由多孔增流型射流器（1）、保压增速激励式发电机组件（2）和紧定螺钉（3）组成，其中多孔增流型射流器（1）和保压增速激励式发电机组件（2）通过紧定螺钉（3）紧固连接；所述的多孔增流型射流器（1）设置有进气孔（1‑1）、高压气体环形容腔（1‑2）、增流装置螺纹连接孔（1‑3）、锥形引流端（1‑4）、微型射流孔（1‑5）和锥形气流喷射端（1‑6）；所述保压增速激励式发电机组件（2）由固定架（2‑1）、扇形压电发电组件（2‑2）、矩形压电发电组件（2‑3）和扰流板（2‑4）组成，扇形压电发电组件（2‑2）与固定架（2‑1）紧固连接，矩形压电发电组件（2‑3）和固定架（2‑1）紧固连接，扰流板（2‑4）与矩形压电发电组件（2‑3）紧固连接。

【技术特征摘要】
1.一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，其特征在于该面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置由多孔增流型射流器（1）、保压增速激励式发电机组件（2）和紧定螺钉（3）组成，其中多孔增流型射流器（1）和保压增速激励式发电机组件（2）通过紧定螺钉（3）紧固连接；所述的多孔增流型射流器（1）设置有进气孔（1-1）、高压气体环形容腔（1-2）、增流装置螺纹连接孔（1-3）、锥形引流端（1-4）、微型射流孔（1-5）和锥形气流喷射端（1-6）；所述保压增速激励式发电机组件（2）由固定架（2-1）、扇形压电发电组件（2-2）、矩形压电发电组件（2-3）和扰流板（2-4）组成，扇形压电发电组件（2-2）与固定架（2-1）紧固连接，矩形压电发电组件（2-3）和固定架（2-1）紧固连接，扰流板（2-4）与矩形压电发电组件（2-3）紧固连接。2.根据权利要求1所述的一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，其特征在于所述的多孔增流型射流器（1）中进气孔（1-1）位于高压气体环形容腔（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，所述锥形引流端（1-4）位于多孔增流型射流器（1）的端面，所述微型射流孔（1-5）位于高压气体环形容腔（1-2）的压缩气体喷射端面，所述微型射流孔（1-5）紧贴多孔增流型射流器（1）的排气端壁面，所述锥形气流喷射端（1-6）位于多孔增流型射流器（1）的排气端。3.根据权利要求1所述的一种面向低功耗传感器供能的保压增速激励式能量俘获装置，其特征在于所述保压增速激励式发电机组件（2）中固定架（2-1）设置有发电机进气端（2-1-1）、发电机出气端（2-1-5），发电机进气端（2-1-1）和发电机出气端（2-1-5）分别位于固定架（2-1）两侧端面，所述固定架（2-1）设置有安装孔Ⅰ（2-1-2），扇形压电发电组件（2-2）通过安装孔Ⅰ（2-1-2）安装固定在固定架（2-1）上，所述固定架（2-1）设置有安装螺纹孔（2-1-3），安装螺纹孔（2-1-3）与紧定螺钉（3）螺纹连接，所述固定架（2-1）设置有安装孔Ⅱ（2-1-4），矩形压电发电组件（2-3）通过安装孔Ⅱ（2-1-4）安装固定在固定架（2-1）上；所述扇形压电发电组件（2-2）设置有扇形弹性基板（2-2-1）、压电元件Ⅰ（2-2-2），所述扇形弹性基板（2-2-1）与压电元件Ⅰ（2-2-2）粘接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程廷海，付贤鹏，王占礼，张邦成，乔永禄，殷梦飞，何璞，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22