一種便攜式發(fā)電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機械和電學領域，特別涉及一種便攜式發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高和科學技術的發(fā)展，各種便攜式電子產品和可穿戴電子產品的使用將越來越廣泛。然而在這些電子產品中，往往存在著一個非常嚴重的問題，那就是電池供電不足而導致這些產品不能保持長時間連續(xù)使用。而人在活動時攜帶有大量的機械能，如果我們能夠通過適當的方法將這些能量轉換為電能并提供給這些電子產品，便可使電子產品擺脫電池供電的束縛?，F有的便攜式發(fā)電裝置，大多采用電磁感應的方式進行發(fā)電，即通過一定的連接結構使人體的活動能夠帶動磁鐵的磁力線切割磁感應線圈而產生感應電流，從而實現機械能向電能的轉換。
[0003]對于利用電磁感應原理進行發(fā)電的便攜式發(fā)電裝置，為了提高感應電流的大小，常用方法之一是增加磁鐵的磁感應強度或磁感應線圈的匝數，另一常用方法是在發(fā)電裝置中引入增速齒輪組來提高磁鐵的磁力線切割磁感應線圈的速度。然而，無論采用以上哪種方法來提高感應電流，均無形中增加了便攜式發(fā)電裝置的復雜性和體積。本發(fā)明提出了一種基于壓電發(fā)電結構的便攜式發(fā)電裝置，結構簡單，體積小巧，因而能夠很好的解決上述基于電磁感應原理進行發(fā)電的便攜發(fā)電裝置所存在的問題。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提出了一種基于壓電發(fā)電結構的便攜式發(fā)電裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題采取的技術方案是:一種基于壓電發(fā)電結構的便攜式發(fā)電裝置，如圖1所示，該裝置是由支撐座1、擺砣2、轉軸3、撥片4、壓電發(fā)電結構5、抵擋座6和導線7組成。其中，擺砣2通過轉軸3固定在支撐座I上，能夠自由地進行左右擺動。在擺砣2的底部圓弧曲面上開若干個狹縫，在每個狹縫中分別插入并固定一片撥片4。壓電發(fā)電結構5和抵擋座6被固定在支撐座I的底部，壓電發(fā)電結構5的長度設定為撥片4能夠撥動到壓電發(fā)電結構5所需的長度。壓電發(fā)電結構5和抵擋座6的組合數并不限于一組，可以將多組壓電發(fā)電結構5和抵擋座6固定在支撐座I的底部。壓電發(fā)電結構5由壓電材料薄片8、金屬薄片9和壓電材料薄片10組成,壓電材料薄片8和壓電材料薄片10通過粘結劑分別被粘結在金屬薄片9的兩個表面上。抵擋座6的形狀采用四分之一圓柱體，如圖5所示，使得壓電發(fā)電結構5被撥動時沿著抵擋座進行彎曲。
[0006]當人的四肢活動時，帶動擺砣2左右擺動，多個撥片4撥動壓電發(fā)電結構5，使壓電發(fā)電結構5產生形變,從而在壓電材料薄片8和10上產生電能。壓電材料薄片8和壓電材料薄片10通過串聯或者并聯的方式進行連接，并進一步連接整流電路、穩(wěn)壓電路和儲能元件，最后實現電能輸出，從而實現向各種可穿戴電子設備或便攜式電子設備提供電能。
[0007]本發(fā)明采用上述技術方案與現有技術相比，可以達到下列效果:
1、現有的便攜式發(fā)電裝置主要是基于電磁感應發(fā)電的方式，這種裝置為了獲得較大的感應電流，往往體積較大并且結構相對較為復雜。而本發(fā)明提出的便攜式發(fā)電裝置采用基于壓電發(fā)電結構的方式，由多個撥片連續(xù)不斷地撥動壓電發(fā)電結構而實現機械能向電能轉換，體積小巧、結構簡單，易于實現整體結構的微型化和集成化。
[0008]2、本發(fā)明可與智能手表、智能手環(huán)等可穿戴電子產品或便攜式電子產品結合起來使用，實現這些電子產品擺脫電池供電的束縛。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的便攜式發(fā)電裝置的平面示意圖。
[0010]標識說明:1-支撐座；2_擺砣；3_轉軸；4_撥片；5_壓電發(fā)電結構；6_抵擋座；7-導線。
[0011]圖2為本發(fā)明所述的便攜式發(fā)電裝置的擺砣結構示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明所述的便攜式發(fā)電裝置的撥片結構示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明所述的便攜式發(fā)電裝置的壓電發(fā)電結構示意圖。
[0014]標示說明:8_壓電材料薄片；9_金屬薄片；10_壓電材料薄片。
[0015]圖5為本發(fā)明所述的便攜式發(fā)電裝置的抵擋座結構示意圖。
[0016]圖6為本發(fā)明所述的便攜式發(fā)電裝置的能量管理電路。
【具體實施方式】
[0017]以下結合說明書附圖對本發(fā)明裝置作進一步的詳細說明。
實施例
[0018]參照圖1，本發(fā)明提出的便攜式發(fā)電裝置由支撐座1、擺砣2、轉軸3、撥片4、壓電發(fā)電結構5、抵擋座6和導線7組成。擺砣2和撥片4的結構示意圖分別如圖2和圖3所示。擺砣2上開有一小孔，通過轉軸3將擺砣2固定在支撐座I上，當整個發(fā)電裝置隨人體或動物的四肢運動時，擺砣2能夠左右自由擺動。在擺砣2的底部圓弧曲面開若干個狹縫，在每個狹縫中分別插入一片撥片4，通過填充粘結劑等方式使撥片4固定在擺砣2上。壓電發(fā)電結構5和抵擋座6通過使用粘結劑等方式固定在支撐座I的底部。壓電發(fā)電結構5的示意圖如圖4所示，由壓電材料薄片8、金屬薄片9和壓電材料薄片10組成，壓電材料薄片8和壓電材料撥片10通過粘結劑分別被粘結在金屬薄片9的兩個表面上。抵擋座6采用四分之一圓柱形或類似結構，如圖5所示，當壓電發(fā)電結構5被撥片4撥動時，沿著抵擋座6的圓弧曲面進行彎曲。
[0019]上述支撐座I的形狀并不限于矩形，也可以采用其他形狀。撥片4采用硬質金屬或塑料制作而成，撥片4的厚度設定為在撥動壓電發(fā)電結構5時撥片4不會發(fā)生彎曲或折斷所需要的厚度，壓電發(fā)電結構5中金屬薄片9由彈性較好的金屬材料制作而成，在壓電發(fā)電結構5被撥片4撥動結束后，能夠快速恢復到正常的位置。
[0020]當把本發(fā)明固定在人或動物的四肢時，四肢的活動帶動擺砣2左右擺動，隨之撥片4來回往復撥動壓電發(fā)電結構5，于是壓電發(fā)電結構5受到彈性形變而產生電能。由于若干片撥片4均勻分布在擺砣2的圓弧曲面底部，無論擺砣2向左擺動還是向右擺動，當一片撥片4撥動壓電發(fā)電結構5結束后，另一片撥片4又會隨后撥動壓電發(fā)電結構5,從而壓電發(fā)電結構5源源不斷地產生電能。壓電材料薄片8和壓電材料薄片10可以通過串聯或者并聯的方式進行連接。另外，在支撐座I的底部也可以放置多組壓電發(fā)電結構5和抵擋座6，實現更多的機械能向電能轉換。
[0021 ] 本發(fā)明所提出的便攜式發(fā)電裝置采用基于壓電發(fā)電結構的方式，整個裝置結構簡單、緊湊，無須做任何額外的處理，體積小巧，易于實現整體結構的微型化和集成化。本發(fā)明可以與智能手表、智能手環(huán)等各種可穿戴電子設備或便攜式電子設備結合起來使用，通過搜集人或動物活動時的能量，作為一種綠色能源，向各種可穿戴電子設備或便攜式電子設備供電，具有廣闊的應用前景。
[0022]參照圖6，本發(fā)明所述便攜式發(fā)電裝置經過整流、穩(wěn)壓、電能存儲后向各種電子設備進行供電。
【主權項】
1.一種便攜式發(fā)電裝置，包括支撐座(I)和導線(7)，其特征在于:還包括擺砣(2)、轉軸(3)、撥片(4)、壓電發(fā)電結構(5)和抵擋座(6)； 壓電發(fā)電結構(5)是由壓電材料薄片(8)、金屬薄片(9)和壓電材料薄片(10)組成，壓電材料薄片(8)和壓電材料薄片(10)通過粘結劑分別被粘結在金屬薄片(9)的兩個表面上；壓電發(fā)電結構(5)被固定在支撐座(I)的底部；抵擋座(6)由兩個四分之一圓柱狀結構或類似結構組成，并固定在支撐座(I)的底部；擺砣2通過轉軸3被固定在支撐座I上，并能夠進行左右自由地擺動；在擺砣(2)的底部圓弧曲面上嵌入若干個撥片(4)。
2.根據權利要求書I所述的一種便攜式發(fā)電裝置，其特征在于:撥片(4)由金屬或塑料制作而成。
3.根據權利要求書I所述的一種便攜式發(fā)電裝置，其特征在于:可以由多個壓電發(fā)電結構(5 )和多組抵擋座(6 )組合固定在支撐座(I)的底部。
4.根據權利要求書I所述的便攜式發(fā)電裝置，其特征在于:所述的便攜式發(fā)電裝置可被固定于人的四肢或人體便于攜帶的部位進行使用，也可被固定在動物四肢或動物便于攜帶的部位。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式的發(fā)電裝置，把人在行走過程中四肢擺動所產生的機械能轉換為電能，本發(fā)電裝置主要由支撐座1、擺砣2、轉軸3、撥片4、壓電發(fā)電結構5、抵擋座6和導線7組成。當人的四肢活動時，帶動擺砣2左右擺動，使撥片4不停地撥動壓電發(fā)電結構5，從而使壓電發(fā)電結構5發(fā)生形變，實現機械能向電能的轉換。與傳統的電磁感應發(fā)電結構不同，本裝置采用壓電撥片式發(fā)電結構，具有結構簡單、易于集成，便于安裝和使用壽命長等特點，可以用于向可穿戴電子產品或便攜式電子產品提供電能，因此具有良好的應用前景。
【IPC分類】H02N2-18
【公開號】CN104617814
【申請?zhí)枴緾N201510027265
【發(fā)明人】曹自平, 毛海濤, 繆玲, 王永進, 朱洪波
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月20日