一种升频式压电-电磁俘能装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种升频式压电‑电磁俘能装置，属于发电技术领域。本发明专利技术通过升频式压电‑电磁俘能方式能够将机械振动能转化为电能储存，实现对微电子装置供电，具有无污染，能量密度大，可靠性高等特点。本发明专利技术后脚跟下压时和抬起时均有能量回收，下压过程中第一压电片和发电机输出能量，抬起过程中第二压电片输出能量。本发明专利技术采用棘轮结构对压电片进行上变频，提高压电片的激振频率，提高压电俘能的输出功率。本发明专利技术通过齿轮升速模块对下压时齿轮的转速提升，提升电磁俘能模块的发电效率。本发明专利技术所采用的单向轴承，能够最大程度减小踩压过程中和回复过程中的阻力，两个棘轮和二级齿轮的孔内单向轴承在非工作方向运动时最大程度减小对轴的摩擦。

【技术实现步骤摘要】
一种升频式压电-电磁俘能装置
本专利技术涉及一种升频式压电-电磁俘能装置，属于发电

技术介绍
目前，常用的电子电器的供电元件一般为化学电池，化学电池储能有限，需要定期更换，人力物力成本较高。随着一些低功耗传感器以及微小型电子器件的发展，利用这些传感设备所在的振动环境俘能来供电已经成为较为合理可靠地解决方案，通过设计合理可靠的俘能结构，将振动环境中将机械能转化为电能，存储或者整流后作为微小型电子器件的电源。对于电磁式俘能器提高磁通量变化率是提升功率的有效方式，对于压电式俘能器，提升其激振频率是一种有效的方式。在一些常规的振动环境下，振动频率较低，难以达到压电片的共振频率，其输出功率也较低。常规的压电式上变频结构一般采用悬臂梁结构，包括具有低频振动的驱动梁和高频振动的压电梁，这种结构使用驱动梁对压电梁的碰撞来提升激振频率，在一定程度上可以降低俘能器所适应的激振环境，但整体结构所能适应的激振频率仍然很大，在强度较弱的振动环境中，采集能效不高，且现有技术方案在实施过程中效率低、磨损大，装配难度高等技术问题。
技术实现思路
本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升频式压电-电磁俘能装置，其特征在于：包括外壳(1)、弧齿条(2)、一级齿轮(3)、二级齿轮(4)、升速齿轮组(5)、发电机(6)、正向转动棘轮(7)、反向转动棘轮(8)、回复弹簧(9)、压电片紧固螺钉(10)、隔板(11)、压电片一(12)、压电片二(13)、双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承三(16)、双向轴承四(17)、金属轴一(18)、金属轴二(19)、单向轴承一(20)、单向轴承二(21)、单向轴承三(22)；/n外壳(1)后侧的圆弧部分靠近鞋跟部处开有用于放置弧齿限位板的槽，内壁分别分布有两对四个孔，孔内分别布置双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承...

【技术特征摘要】
1.一种升频式压电-电磁俘能装置，其特征在于：包括外壳(1)、弧齿条(2)、一级齿轮(3)、二级齿轮(4)、升速齿轮组(5)、发电机(6)、正向转动棘轮(7)、反向转动棘轮(8)、回复弹簧(9)、压电片紧固螺钉(10)、隔板(11)、压电片一(12)、压电片二(13)、双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承三(16)、双向轴承四(17)、金属轴一(18)、金属轴二(19)、单向轴承一(20)、单向轴承二(21)、单向轴承三(22)；
外壳(1)后侧的圆弧部分靠近鞋跟部处开有用于放置弧齿限位板的槽，内壁分别分布有两对四个孔，孔内分别布置双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承三(16)、双向轴承四(17)，即后侧的两个孔内置双向轴承一(14)和双向轴承二(15)，后侧的两个孔内径和金属轴一(18)配合；前侧的两个孔内置双向轴承三(16)和双向轴承四(17)，前侧的两个孔内径和金属轴二(19)配合；外壳(1)前侧布置有与压电片紧固螺钉(10)的配合孔，侧面的方孔为发电机(6)放置处；弧齿条(2)的圆心处为配合金属轴二(19)穿过的孔；金属轴一(18)上从左到右布置单向轴承一(20)、单向轴承二(21)、一级齿轮(3)和单向轴承三(22)；金属轴二(19)固定弧齿条(2)和回复弹簧(9)；单向轴承一(20)配合正向转动棘轮(7)，单向轴承二(21)配合二级齿轮(4)，单向轴承三(22)配合反向转动棘轮(8)；压电片一(12)、压电片二(13)分别通过压电片紧固螺钉(10)固定在外壳(1)内壁上，压电片一(12)另一端紧贴在正向转动棘轮(7)齿表面上，压电片二(13)另一端紧贴在反向转动棘轮(8)的齿表面上；二级齿轮(4)与升速齿轮组(5)啮合，升速齿轮组(5)与发电机(6)的轴连接，弧齿条(2)旁边安装有回复弹簧(9)，且上面粘有隔板(11)；
所述升频式压电-电磁俘能装置包括压电俘能部分和电磁俘能部分；
所述的压电俘能部分包括外壳(1)、弧齿条(2)、一级齿轮(3)、正向转动棘轮(7)、反向转动棘轮(8)、回复弹簧(9)、压电片紧固螺钉(10)、隔板(11)、压电片一(12)、压电片二(13)、双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承三(16)、双向轴承四(17)、金属轴一(18)、金属轴二(19)、单向轴承一(20)和单向轴承三(22)；
所述的电磁俘能部分包括外壳(1)、弧齿条(2)、一级齿轮(3)、二级齿轮(4)、升速齿轮组(5)、发电机(6)、回复弹簧(9)、压电片紧固螺钉(10)、隔板(11)、双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承三(16)、双向轴承四(17)、金属轴一(18)、金属轴二(19)、单向轴承二(21)；
所述的压电俘能部分和电磁俘能部分共用外壳(1)、弧齿条(2)、一级齿轮(3)、双向轴承一(14)、双向轴承二(15)、双向轴承三(16)、双向轴承四(17)、金属轴一(18)、金属轴二(19)、回复弹簧(9)、隔板(11)。


2.如权利要求1所述的一种升频式压电-电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭胜凯，高世桥，金磊，尹作宗，李泽章，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11