一种安装在减速带当中的发电装置

摘要

本发明公开了一种安装在减速带当中的发电装置，以解决当前环境道路中能量收集和利用不高等问题。本发明包括基座，套筒，激振永磁体，弹簧，压电致动器，安装槽，电磁线圈，减速带。汽车行驶经过减速带时，会挤压此装置最上侧的激振永磁体，从而对此激振永磁体的上表面产生一个正压力，使得此激振永磁体向下移动；随着正压力的增大以及此装置自身重力的作用，最下侧的压电振子向下移动，根据正压电效应，压电片变形，产生一定电量，从而实现了压电发电。又由于激振永磁体在移动的过程当中，穿过电磁线圈，引起磁通量变化，从而实现了电磁发电。本发明结构简单、新颖、可靠性高，发电过程中环保无污染，在环境中能量收集等方面具有广泛的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装在减速带当中的发电装置，属于汽车和能源利用技术领域。

背景技术

电力能源作为当今时代一个普遍且绿色的能源方式，人们一直在寻找新的发电方式，压电发电作为一种新兴的发电方式，利用正压电效应，当压电片产生形变时，能够产生一定的电量，利用这些电量可以给予小型传感元件供电，目前压电式传感器已经得到了应用，但是一般的压电式发电存在着对环境能量收集和利用不高等问题，于是研究更高效率的发电装置成为当下的一个研究热点。

利用压电元件的正压电效应收集电能，由于其具有能量转换效率高、清洁无污染、不受电磁干扰等优势，成为汽车和能源利用技术领域的研究热点。汽车在行驶过程中，其自重会对道路表面产生较大的正压力。因此，合理利用汽车在行驶过程中产生的机械能，再通过压电元件的正压电效应将机械能转化为电能，可有效解决传统电池供能方式带来的需定期更换、污染环境等问题。

发明内容

本发明针对目前发电装置存在的问题，提出一种发电量高、电量稳定的发电装置。

本发明采用的技术方案是：本发明公布了一种安装在减速带当中的发电装置，包括基座(1)，套筒(2)，激振永磁体(3)，弹簧(4)，压电致动器(5)，安装槽(6)，电磁线圈(7)，减速带(8)；所述基座(1)，首先连接两侧的两个套筒(2)，一侧连接一个，与基座(1)同心，其次连接两侧的八个压电致动器(5)，一侧连接四个，围绕基座(1)中心对称分布，然后连接上下两侧的两个弹簧(4)，一侧连接一个，与基座(1)同心，弹簧(4)的另一端连接激振永磁体(3)，与基座(1)同心，电磁线圈(7)的一端与套筒(2)内部连接，与基座(1)同心，同时将该装置安装在减速带(8)当中；本发明设计的压电发电装置利用了磁铁间非线性力产生的非线性刚度效应拓宽了俘能带宽，利用非接触磁力代替机械冲击提高了压电元件的使用寿命。因此在汽车和能源利用技术领域具有广泛的应用前景。汽车行驶经过减速带(8)时，会挤压此装置最上侧的激振永磁体(3)，由于最上侧的激振永磁体(3)与最上侧的压电致动器(5)之间存在相互作用的排斥力，使得压电致动器(5)表面的压电片(5-2)受力产生形变；随着正压力的增大以及此装置自身重力的作用，使得压电致动器(5)表面的压电片(5-2)受力产生形变，根据正压电效应，压电片变形，产生一定电量，从而实现了压电发电。又由于激振永磁体在移动的过程当中，穿过电磁线圈，引起磁通量变化，从而实现了电磁发电。所述装置与道路表面相连接，可实现环境道路中机械能的收集，从而实现接触面上的正压力转换成机械能，机械能转换成电能，然后通过能量采集电路，对电能进行存储。

本发明的有益效果是：本发明基于压电材料的正压电效应,在非线性磁力的激励下，利用了磁铁间的非线性力产生了非线性刚度效应，能够拓宽压电元件的能量俘获频率带宽。由于本发明中利用了磁铁间作用力的非接触特性，能够大大降低装置的磨损程度，有效地增长了装置的使用寿命。本发明结构简单、新颖、可靠性高，发电过程中环保无污染，在环境中能量收集等方面具有广泛的应用前景。

附图说明

图1所示为本发明的爆炸示意图。

图2所示为本发明的内部结构示意图。

图3所示为本发明的外部结构示意图。

图4所示为本发明的基座示意图。

图5所示为本发明的压电致动器示意图。

图6所示为本发明的实际应用示意图。

具体实施方式

本发明公布了一种安装在减速带当中的发电装置，包括基座(1)，套筒(2)，激振永磁体(3)，弹簧(4)，压电致动器(5)，安装槽(6)，电磁线圈(7)，减速带(8)；所述基座(1)，首先连接两侧的两个套筒(2)，一侧连接一个，与基座(1)同心，其次连接两侧的八个压电致动器(5)，一侧连接四个，围绕基座(1)中心对称分布，然后连接上下两侧的两个弹簧(4)，一侧连接一个，与基座(1)同心，弹簧(4)的另一端连接激振永磁体(3)，与基座(1)同心，电磁线圈(7)的一端与套筒(2)内部连接，与基座(1)同心，同时将该装置安装在减速带(8)当中；本发明设计的压电发电装置利用了磁铁间非线性力产生的非线性刚度效应拓宽了俘能带宽，利用非接触磁力代替机械冲击提高了压电元件的使用寿命。因此在汽车和能源利用技术领域具有广泛的应用前景。汽车行驶经过减速带(8)时，会挤压此装置最上侧的激振永磁体(3)，由于最上侧的激振永磁体(3)与最上侧的压电致动器(5)之间存在相互作用的排斥力，使得压电致动器(5)表面的压电片(5-2)受力产生形变；随着正压力的增大以及此装置自身重力的作用，使得压电致动器(5)表面的压电片(5-2)受力产生形变，根据正压电效应，压电片变形，产生一定电量，从而实现了压电发电。又由于激振永磁体在移动的过程当中，穿过电磁线圈，引起磁通量变化，从而实现了电磁发电。所述装置与道路表面相连接，可实现环境道路中机械能的收集，从而实现接触面上的正压力转换成机械能，机械能转换成电能，然后通过能量采集电路，对电能进行存储。

本发明的工作过程如下：汽车行驶经过减速带(8)时，会挤压此装置最上侧的激振永磁体(3)，从而对此激振永磁体(3)的上表面产生一个正压力，使得此激振永磁体(3)向下移动，由于最上侧的激振永磁体(3)与最上侧的压电致动器(5)之间存在相互作用的排斥力，使得压电致动器(5)表面的压电片(5-2)受力产生形变；随着正压力的增大以及此装置自身重力的作用，最下侧的压电振子向下移动，又由于最下侧的激振永磁体(3)与最下侧的压电致动器(5)之间也存在相互作用的排斥力，使得压电致动器(5)表面的压电片(5-2)受力产生形变，根据正压电效应，压电片变形，产生一定电量，从而实现了压电发电。又由于激振永磁体在移动的过程当中，穿过电磁线圈，引起磁通量变化，从而实现了电磁发电。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只适用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。