專利名稱：一種沖擊型壓電發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種沖擊型壓電發(fā)電裝置，具體是一種用于壓電能 量采集系統(tǒng)的沖擊型壓電發(fā)電裝置。
技術(shù)背景壓電能量采集系統(tǒng)是一種通過(guò)自動(dòng)采集環(huán)境中的能量，供給電子電 路能量的系統(tǒng)，比如胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于無(wú)法采用傳輸線供電或者采用 鋰電池供電存在更換電池困難的，壓電能量采集系統(tǒng)是一個(gè)行之有效的解決方法?，F(xiàn)行的TPMS(輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng))大多采用鋰電池供電，由于 鋰電池電量有限而且更換麻煩，為了節(jié)能而降低了胎壓監(jiān)測(cè)和無(wú)線發(fā)射 的密度，影響了監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性。因此有必要引入壓電能量采集系統(tǒng)，使 TPMS實(shí)現(xiàn)無(wú)源化，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，提高監(jiān)測(cè)和無(wú)線發(fā)射的密度。 目前已有的壓電發(fā)電裝置多根據(jù)特定場(chǎng)合而設(shè)計(jì)，不太適合在測(cè)試輪胎 壓力的壓電能量采集系統(tǒng)中應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適合在輪胎 內(nèi)使用的沖擊型壓電發(fā)電裝置。本實(shí)用新型包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置、緊密配合的圓環(huán)型殼體，每個(gè)殼體 在其與另一邊殼體相配合的接觸面上沿圓周方向開有環(huán)形溝槽，兩個(gè)環(huán) 形溝槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置，對(duì)接后形成密封的環(huán)狀的鋼球通道。鋼球通道內(nèi) 沿鋼球通道圓周均勻固定設(shè)置有n(4《n《10)個(gè)壓電振子，將鋼球通道 分隔為n段，每段鋼球通道內(nèi)活動(dòng)設(shè)置一個(gè)鋼球。所述的壓電振子包括 壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的兩側(cè)固定有金屬基片，壓電振子的整體平面 與鋼球通道垂直。在汽車行駛過(guò)程中，汽車輪胎中存在豐富的機(jī)械能，可以通過(guò)特殊 的處理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，供胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用。采用本實(shí)用新型可 以為其供電，提高監(jiān)測(cè)和無(wú)線發(fā)射密度，改善系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，克服了電池對(duì)系統(tǒng)壽命的限制，延長(zhǎng)了胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的壽命。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中壓電振子的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，沖擊型壓電發(fā)電裝置包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的耐高 溫的圓環(huán)型的塑料殼體1，兩個(gè)殼體1緊密配合，每個(gè)殼體1在其與另 一邊殼體相配合的接觸面上沿圓周方向開有環(huán)形溝槽，兩個(gè)環(huán)形溝槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置，對(duì)接后形成密封的環(huán)狀的鋼球通道2。鋼球通道2內(nèi)沿鋼 球通道2圓周均勻固定設(shè)置四個(gè)壓電振子3，四個(gè)壓電振子3將鋼球通 道2分隔為四段，每段鋼球通道內(nèi)活動(dòng)設(shè)置一個(gè)鋼球4。塑料殼體采用 耐高溫的氟塑料；塑料殼體留有塑料溝道，寬度比小鋼球直徑略寬；壓 電振子3均勻的嵌入在塑料結(jié)構(gòu)中，使其中心與溝道中心重合。裝置中 還留有放置整流電路的凹槽和對(duì)外引線的引線孔。如圖3所示，壓電振子3包括壓電陶瓷片3-1，壓電陶瓷片3-1的 兩側(cè)用502膠水粘合有金屬基片3-2，壓電振子的整體平面與鋼球通道2 垂直。壓電陶瓷片3-1采用摻有雜質(zhì)的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷，比如無(wú)錫惠 豐公司的HF-B3. 5M系列壓電振子。壓電振子3長(zhǎng)為40mm，寬為20mm， 厚為lmm。金屬基片3-2采用高彈性模量的磷青銅材質(zhì)，長(zhǎng)為50mm，寬 為20mm，厚為0. 4,。本實(shí)用新型電路的工作過(guò)程當(dāng)汽車行駛時(shí)，鋼球在到達(dá)最高點(diǎn)后在重力作用下加速，會(huì)產(chǎn)生相 對(duì)速度，對(duì)它逆時(shí)針?lè)较虻那耙粔K壓電振子產(chǎn)生沖擊。在低點(diǎn)時(shí)，在重 力作用下減速，會(huì)對(duì)逆時(shí)針后方的壓電振子產(chǎn)生沖擊。同時(shí)，汽車的加 速和減速也會(huì)使小鋼球和壓電振子產(chǎn)生相對(duì)速度，發(fā)生碰撞。由于沖擊 力的變化，導(dǎo)致壓電陶瓷片的形變，最終導(dǎo)致壓電陶瓷表面束縛電荷的 改變。壓電陶瓷表面束縛電荷變化，會(huì)引起電場(chǎng)的變化，推動(dòng)自由電子 的移動(dòng)，此時(shí)壓電陶瓷兩端會(huì)有峰值不定的交流電輸出。將輸出的交流 電流經(jīng)整流、濾波后存儲(chǔ)起來(lái)，就可以為輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)供電。
權(quán)利要求1、一種沖擊型壓電發(fā)電裝置，包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置、緊密配合的圓環(huán)型殼體，其特征在于每個(gè)殼體在其與另一邊殼體相配合的接觸面上沿圓周方向開有環(huán)形溝槽，兩個(gè)環(huán)形溝槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置，對(duì)接后形成密封的環(huán)狀的鋼球通道；鋼球通道內(nèi)沿鋼球通道圓周均勻固定設(shè)置有n個(gè)壓電振子，將鋼球通道分隔為n段，4≤n≤10；每段鋼球通道內(nèi)活動(dòng)設(shè)置一個(gè)鋼球；所述的壓電振子包括壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的兩側(cè)固定有金屬基片，壓電振子的整體平面與鋼球通道垂直。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種沖擊型壓電發(fā)電裝置。目前已有的壓電發(fā)電裝置多根據(jù)特定場(chǎng)合而設(shè)計(jì)，不適合在測(cè)試輪胎壓力的壓電能量采集裝置中應(yīng)用。本實(shí)用新型包括兩個(gè)緊密配合的圓環(huán)型殼體，每個(gè)殼體在其觸面上開有環(huán)形溝槽，兩個(gè)溝槽對(duì)應(yīng)位置設(shè)置，對(duì)接后形成密封的環(huán)狀的鋼球通道。鋼球通道內(nèi)沿鋼球通道圓周均勻固定設(shè)置有4～10個(gè)壓電振子，每段鋼球通道內(nèi)活動(dòng)設(shè)置一個(gè)鋼球。壓電振子包括壓電陶瓷片，兩側(cè)固定有金屬基片。采用本實(shí)用新型為測(cè)試輪胎壓力的壓電能量采集裝置供電，提高監(jiān)測(cè)和無(wú)線發(fā)射密度，改善系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，克服了電池對(duì)系統(tǒng)壽命的限制，延長(zhǎng)了胎壓監(jiān)測(cè)裝置的壽命。
文檔編號(hào)F03G7/00GK201174668SQ200820084389
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者余厲陽(yáng), 高明煜 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)