发明内容
[0004] 为了克服上述缺陷,本发明提供了一种集成组装高效率采集零散能量排式压力采能装置。
[0005] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种排式压力采能装置,包括若干换能单元和复合支架,所述若干换能单元呈排式固定夹持于复合支架上,所述换能单元通过两根外引导线与外部配合储能装置相连。
[0006] 作为本发明的进一步改进,所述换能单元由金属基板、上粘结层和下粘结层、上压电陶瓷和下压电陶瓷,以及上电极和下电极组成,所述上压电陶瓷和下压电陶瓷分别通过上粘结层和下粘结层按照同向极化方向附着在金属基板的上下两侧,所述上电极附着在上压电陶瓷的上侧,所述下电极附着在下压电陶瓷的下侧,所述上压电陶瓷和下压电陶瓷通过两端的两根连接线桥联,所述一外引导线从上压电陶瓷或下压电陶瓷的非夹持端头引出,另一外引导线从金属基板非夹持端头引出。
[0007] 作为本发明的进一步改进,所述复合支架由梁骨、帽垫、垫脚和基座组成,所述换能单元固定夹持于梁骨的两侧,所述梁骨向下通过帽垫于基座缓冲连接,基座的上端面设有若干支点,所述垫脚粘在支点上。
[0008] 作为本发明的进一步改进,所述上压电陶瓷和下压电陶瓷横向压电应变系数-12≥400×10 m/V。
[0009] 作为本发明的进一步改进,所述上压电陶瓷和下压电陶瓷均为长方体,其长度与宽度的比值≥3、宽度与厚度的比值≥15。
[0010] 作为本发明的进一步改进,所述换能单元的一端为夹持端,另一端为非夹持端,其夹持端呈排式固定夹持于梁骨两侧,而非夹持端呈自由状态。
[0011] 作为本发明的进一步改进,金属基板为铍锌铜、锰钢、不锈钢、铍青铜、紫铜、玻纤或碳纤制成。
[0012] 本发明的有益效果是:本发明为一种集成组装高效率采集零散能量的系统,该系统利用压电陶瓷的压电效应,当有压力作用在换能单元上时,换能单元发生弯曲形变,进而使换能单元中的压电陶瓷片发生形变,两个电学上并联的压电陶瓷片通过桥联的连接线输出相同性质的电荷;换能单元成排式分布,可以避免其中一个单元故障而导致的整件失效,并且每个换能单元独立换能,使小面积接触的压力能量得到最大化的转化与收集,本发明提出的换能单元为整件装置的核心,复合支架为换能单元可靠应用提供必要支撑与保护,其具有以下优点:
[0013] 其一,换能单元为双片压电陶瓷与金属基板贴合,通过电学织构让同时工作的双片压电陶瓷输出同向电荷,大大提高能量转化效率。
[0014] 其二,排式压力采能装置中的换能单元独立工作,减小了金属基板的链带阻尼,做到对小面积接触施压能量的高效提取。
[0015] 其三,换能单元为长条片状,发挥了压电陶瓷的横向压电应变常数(d31),利用长条片状结构易于发生弯曲形变的简单方式,同时通过架设限位支架,实现非常方便的能量转化。