拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机制造技术

本发明专利技术涉及一种拉压式全行程俘能的摩擦‑压电‑电磁复合发电机，具有在单次激励下实现连续运转和输出的特点，可以高效收集自然界中随机的无规则机械运动能量，拉压式全行程俘能的摩擦‑压电‑电磁复合发电机包括上壳体、下壳体、底座组件、飞轮组件、螺栓、上盖板组件、压板组件；飞轮组件具有一定的蓄能作用，可实现长时间转动，随着飞轮的转动摩擦材料对电极进行连续的扫掠式摩擦，基于接触起电原理和静电感应原理产生电能；同时伴随有电磁发电和压电发电来提高俘获机械运动能量的效率。因此，本发明专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦‑压电‑电磁复合发电机可以高效的将随机的无规则机械运动能量转换成电能。

Friction piezoelectric electromagnetic hybrid generator with full stroke energy capture

The invention relates to a friction piezoelectric electromagnetic composite generator with full stroke energy capture, which has the characteristics of continuous operation and output under single excitation, and can efficiently collect random random mechanical motion energy in nature. The friction piezoelectric electromagnetic composite generator with full stroke energy capture includes upper shell, lower shell, base assembly, flywheel assembly Bolt, upper cover plate assembly, pressing plate assembly; flywheel assembly has certain energy storage function, which can realize long-term rotation. With the rotation of flywheel, friction materials can carry out continuous sweeping friction on the electrode, and generate electric energy based on the contact electrification principle and electrostatic induction principle; at the same time, it is accompanied by electromagnetic power generation and piezoelectric power generation to improve the efficiency of capturing mechanical motion energy. Therefore, the friction piezoelectric electromagnetic composite generator with full stroke energy capture proposed by the invention can efficiently convert random irregular mechanical motion energy into electrical energy.

【技术实现步骤摘要】
拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机
本专利技术涉及一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机，属于能量收集领域。
技术介绍
传统能源的逐渐减少和可再生能源的探索已成为人们主要的关注点。环境中存在着大量的可供收集的机械能，实现机械能的合理收集成为能源高效利用一大问题。摩擦电纳米发电机具有回收周围机械能的潜力，全世界的研究人员都在对其进行研究。同时压电发电技术和电磁发电技术也被广泛应用于环境振动能量和冲击能量的收集。但是，日常生活中的大部分机械运动都是随机且无规则的，例如桥梁的振动、海浪的波动等。为了高效的收集无规则自然激励的能量，设计一种可以高效收集间歇性激励运动的能量并且尽可能实现连续运转和输出的发电机是及其必要的，故本专利技术提出一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机。
技术实现思路
为解决当前收集环境机械能的发电机存在的不能收集随机的激励能量及不能高效收集能量的问题，本专利技术提出一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机。本专利技术所采用的技术方案是：所述拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机包括上壳体、下壳体、底座组件、飞轮组件、螺栓、上盖板组件、压板组件；所述上壳体与压板组件两者通过胶粘连接；上壳体与下壳体两者通过间隙配合；下壳体与底座组件两者通过胶粘连接；飞轮组装配于底座组件上；上盖板组件与底座组件通过螺栓螺纹连接；压板组件安装于上盖板组件上，并且压板组件可以实现上下运动。所述上壳体包括上壳体外壁、上壳体内端面；所述上壳体外壁与下壳体外壁间隙配合；所述上壳体内端面与上盖板组件胶粘连接；所述下壳体包括下壳体外壁、下壳体内端面；所述下壳体内端面与底座组件胶粘连接。上壳体与压板组件可以沿着下壳体内壁上下运动。所述底座组件包括底座、轴承、电极I、电磁线圈I；所述底座包括螺纹孔、底座内壁、底座下端面、电磁线圈安装槽I、轴承安装槽I；底座通过底座下端面与下壳体内端面胶粘在下壳体上；所述轴承嵌入到轴承安装槽I、轴承安装槽II中；所述电极I以底座内壁的圆周为方向均布在底座内壁上，数量为n；电极I之间的间距为d；所述电磁线圈I胶粘于电磁线圈安装槽中；底座组件通过螺纹孔、螺栓、上盖板通孔与上盖板组件进行螺纹连接。所述飞轮组件包括飞轮、摩擦材料、传动齿轮、单向轴承、磁铁；所述飞轮包括摩擦材料安装槽、轴承座、飞轮轴、磁铁安装槽、传动凸台；所述传动齿轮包括传动齿轮凸台；所述单向轴承包括轴承外槽、轴承内槽；飞轮通过飞轮轴与轴承过盈配合安装与底座上；所述摩擦材料以飞轮的圆周为方向均匀胶粘于摩擦材料安装槽中，摩擦材料的数量为m；传动齿轮通过轴承外槽和传动齿轮凸台过盈配合在单向轴承上；单向轴承通过轴承内槽和传动凸台过盈配合在轴承座上，单向轴承只实现单向传动且两个单向轴承反向安装，传动方向相反；所述磁铁胶粘于磁铁安装槽上，与电磁线圈I组成电磁发电单元。所述上盖板组件包括上盖板、电磁线圈II、电极II、回位弹簧；所述上盖板包括支撑筒内壁、上盖板通孔、电磁线圈安装槽II、轴承安装槽II、上盖板内壁；上盖板通过上盖板通孔和螺栓通过螺纹连接固定在底座上；所述电磁线圈II通过胶粘固定在电磁线圈安装槽II上，与磁铁组成电磁发电单元；所述电极II均匀布置在上盖板内壁上，间隔同为d，电极II与电极I与摩擦材料组成摩擦发电单元；所述回位弹簧嵌入到支撑筒内壁中，用于支撑压板组件；所述轴承安装槽II与轴承安装槽I配合支撑轴承。所述压板组件包括压板、下压传动齿条、上拉传动齿条、压电片、压板上端面；所述压板包括下压传动齿条安装槽、支撑柱、压电片安装槽、上拉传动齿条安装槽；所述下压传动齿条包括下压传动齿条上端面；所述上拉传动齿条包括上拉传动齿条上端面；压板通过压板上端面胶装于上壳体内端面，并且通过支撑柱、回位弹簧嵌入到上盖板上，压板和上壳体可以做上下运动；下压传动齿条通过下压传动齿条安装槽和下压传动齿条上端面胶粘在压板上；上拉传动齿条通过上拉传动齿条安装槽和上拉传动齿条上端面胶粘于压板；所述压电片阵列排布在压电片安装槽中，数量为s，压板组件下压时，上盖板组件挤压压电片实现压电发电;下压传动齿条和上拉传动齿条分别与传动齿轮啮合连接，压板下压时下压传动齿条和传动齿轮传动使飞轮组件高速旋转，压板回弹时上拉传动齿条和传动齿轮传动，继续使飞轮组件沿相同方向高速旋转，摩擦发电单元和电磁发电单元可收集机械能的能量。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机，运用了两个单向轴承、两个齿轮齿条传动的结构设计，具有下压和回弹全行程做功的特点，结构紧凑，发电量大，运行时间长。通过下压传动齿条、上拉传动齿条、传动齿轮和单向轴承等将压板组件的拉压运动转化为飞轮的旋转运动，由于飞轮具有蓄能的作用，飞轮将持续运转很长时间，极大的增加了发电单元的工作时间，提高了随机运动能量的收集效率。附图说明图1所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的总装配示意图；图2所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的上壳体示意图；图3所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的下壳体示意图；图4所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的底座组件示意图；图5所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的底座的结构示意图；图6所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的飞轮组件示意图；图7所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的飞轮结构示意图；图8所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的传动齿轮结构示意图；图9所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的单向轴承结构示意图；图10所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的上盖板组件示意图；图11所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机上盖板结构示意图；图12所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的压板组件示意图；图13所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的压板结构示意图；图14所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的下压传动齿条结构示意图；图15所示为本专利技术提出的拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的上拉传动齿条结构示意图。具体实施方式具体实施方式：结合图1~图15说明本实施方式，本实施方式提供了一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的具体实施方式，所述拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机的具体实施方式表述如下：所述拉压式全行程俘能的摩擦-压电-电磁复合发电机包括上壳体1、下壳体2、底座组件3、飞轮组件4、螺栓5、上盖板组件6、压板组件7；所述上壳体1与压板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机，其特征在于：拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机包括上壳体（1）、下壳体（2）、底座组件（3）、飞轮组件（4）、螺栓（5）、上盖板组件（6）、压板组件（7）；所述上壳体（1）与压板组件（7）两者通过胶粘连接；上壳体（1）与下壳体（2）两者通过间隙配合；下壳体（2）与底座组件（3）两者通过胶粘连接；飞轮组（4）装配于底座组件（3）上；上盖板组件（6）与底座组件（3）通过螺栓（5）螺纹连接；压板组件（7）安装于盖板组件（6）上。/n

【技术特征摘要】
1.一种拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机，其特征在于：拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机包括上壳体（1）、下壳体（2）、底座组件（3）、飞轮组件（4）、螺栓（5）、上盖板组件（6）、压板组件（7）；所述上壳体（1）与压板组件（7）两者通过胶粘连接；上壳体（1）与下壳体（2）两者通过间隙配合；下壳体（2）与底座组件（3）两者通过胶粘连接；飞轮组（4）装配于底座组件（3）上；上盖板组件（6）与底座组件（3）通过螺栓（5）螺纹连接；压板组件（7）安装于盖板组件（6）上。


2.根据权利要求1所述拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机，其特征在于：所述上壳体（1）包括上壳体外壁（1-1）、上壳体内端面（1-2）；所述上壳体外壁（1-1）与下壳体外壁（2-1）间隙配合；所述上壳体内端面（1-2）与上盖板组件（6）胶粘连接；所述下壳体（2）包括下壳体外壁（2-1）、下壳体内端面（2-2）；所述下壳体内端面（2-2）与底座组件（3）胶粘连接。


3.根据权利要求1所述拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机，其特征在于：所述底座组件（3）包括底座（3-1）、轴承（3-2）、电极I（3-3）、电磁线圈I（3-4）；所述底座（3-1）包括螺纹孔（3-1-1）、底座内壁（3-1-2）、底座下端面（3-1-3）、电磁线圈安装槽I（3-1-4）、轴承安装槽I（3-1-5）；底座（3-1）通过底座下端面（3-1-3）与下壳体内端面（2-2）胶粘在下壳体（2）上；所述轴承（3-2）嵌入到轴承安装槽I（3-1-5）、轴承安装槽II（6-1-4）中；所述电极I（3-3）以底座内壁的圆周为方向均布在底座内壁（3-1-2）上，数量为n，电极I之间的间距为d；所述电磁电磁线圈I（3-4）胶粘于电磁线圈安装槽（3-1-4）中；底座组件（3）通过螺纹孔（3-1-1）、螺栓（5）、上盖板通孔（6-1-2）与上盖板组件（6）进行螺纹连接。


4.根据权利要求1所述拉压式全行程俘能的摩擦-压电复合发电机，其特征在于：飞轮组件（4）包括飞轮（4-1）、摩擦材料（4-2）、传动齿轮（4-3）、单向轴承（4-4）、磁铁（4-5）；所述飞轮（4-1）包括摩擦材料安装槽（4-1-1）、轴承座（4-1-2）、飞轮轴（4-1-3）、磁铁安装槽（4-1-4）、传动凸台（4-1-5）；所述传动齿轮（4-3）包括传动齿轮凸台（4-3-1）；所述单向轴承（4-4）包括轴承外槽（4-4-1）、轴承内槽（4-4-2）；飞轮（4-1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：程廷海，杨伟雄，周建文，宝音，卢晓晖，王健龙，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22