一种压电发电装置

1.本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种压电发电装置。


背景技术：

2.汽车发动机，工业炉，空调等设备在使用过程中会产生大量废热，废热在我国工业用能中占比近60-65％；废热利用有多种途径和多种方法，但最重要、最有意义的还是发电。
3.但现有的废热发电技术特别是低温余热发电的技术，通常将热能转变为位移或者扭转等动作从而对外做功，技术落后制约着它的进一步发展；且现有技术的设备体积大，结构复杂。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种压电发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，能有效利用低温余热进行发电，且结构简单，占用空间小。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种压电发电装置，包括支架、转盘、推杆、形状记忆合金弹簧和若干个压电薄膜，所述转盘的中心与所述支架转动连接，若干个所述压电薄膜的输出端与所述支架固定连接，且若干个所述压电薄膜的变形端沿所述转盘的边沿间隔分布，所述转盘的边沿上间隔设置有多个拨齿，所述推杆与所述支架滑动连接，所述推杆的一端通过所述形状记忆合金弹簧与所述支架连接，所述推杆上设置有驱动环，所述驱动环呈长圆孔形，所述转盘的侧面上设置有位于所述驱动环内的驱动台，且所述驱动台与所述转盘的中心不重合，所述驱动环的轴线与所述推杆的滑动杆方向不平行，所述形状记忆合金弹簧通过所述推杆驱动所述转盘转动以使所述拨齿按压所述压电薄膜的变形端变形。
7.优选的，所述支架上间隔设置有两个挡环，所述推杆上的两端的部位分别滑动插接在一个所述挡环内。
8.优选的，所述支架上设置有若干个固定孔，若干个所述压电薄膜的输出端插接固定在所述固定孔内。
9.优选的，所述驱动环的轴线与所述推杆的滑动杆方向垂直。
10.优选的，所述推杆的滑动方向与水平方向重合。
11.优选的，所述支架上固定连接有转轴，所述转轴上套设有轴承，所述轴承的外圈与所述转盘固定连接。
12.优选的，多个所述拨齿沿所述转盘的周向均匀间隔布置，若干个所述压电薄膜沿所述转盘的周向均匀间隔布置。
13.优选的，所述压电薄膜为pvdf压电薄膜。
14.优选的，还包括信号聚合模块，若干个所述压电薄膜的输出端与所述信号聚合模块的输入端电性连接。
15.优选的，还包括电压转化模块，所述信号聚合模块的输出端与所述电压转化模块
的输入端电性连接。
16.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.本发明提供了一种压电发电装置，采用在支架上固定设置多个压电薄膜，形状记忆合金弹簧处于具有不同温度差的区域，由于温度的高低进行周期性变化，形状记忆合金弹簧进行周期性伸长和缩短，从而通过推杆驱动转盘转动以使拨齿按压压电薄膜的变形端产生形变，从而能够利用低温余热进行发电，且本发明结构组件少，且结构简单，从而占用空间小。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明提供的压电发电装置的结构示意图；
20.图2为支架的结构示意图；
21.图3为转盘、推杆和形状记忆合金弹簧的结构示意图；
22.图4为形状记忆合金弹簧分别与推杆和支架的连接结构示意图；
23.图中：1-支架，2-转盘，3-推杆，4-形状记忆合金弹簧，5-压电薄膜，6-拨齿，7-驱动环，8-驱动台，9-挡环，10-固定孔，11-转轴，12-轴承。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的目的是提供一种压电发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，能有效利用低温余热进行发电，且结构简单，占用空间小。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.本发明提供一种压电发电装置，如图1～4所示，压电发电装置包括支架1、转盘2、推杆3、形状记忆合金弹簧4、若干个压电薄膜5、信号聚合模块和电压转化模块，支架1为板状用于与周边环境进行固定连接，转盘2的中心与支架1转动连接，具体的，支架1上通过固化胶粘接固定连接有转轴11，转轴11上套设有轴承12，轴承12的外圈与转盘2通过固化胶粘接固定连接；若干个压电薄膜5的输出端与支架1固定连接，具体的，支架1上设置有若干个固定孔10，若干个压电薄膜5的输出端插接固定在固定孔10内；且若干个压电薄膜5的变形端沿转盘2的边沿的周向均匀间隔分布，转盘2的边沿上沿其周向均匀间隔设置有多个拨齿6，推杆3与支架1滑动连接，具体的，支架1上间隔设置有两个挡环9，推杆3上的两端的部位分别滑动插接在一个挡环9内；推杆3的一端通过形状记忆合金弹簧4与支架1连接(如图4所示)，推杆3上设置有驱动环7，驱动环7呈长圆孔形，转盘2的侧面上设置有位于驱动环7内的
驱动台8，驱动台8通过固化胶粘接与转盘2固定连接，且驱动台8与转盘2的中心不重合，驱动环7的轴线与推杆3的滑动杆方向不平行，优选的，驱动环7的轴线与推杆3的滑动杆方向垂直，推杆3的滑动方向与水平方向重合；形状记忆合金弹簧4通过推杆3驱动转盘2转动以使拨齿6按压压电薄膜5的变形端变形，若干个压电薄膜5的输出端与信号聚合模块的输入端电性连接，信号聚合模块的输出端与电压转化模块的输入端电性连接。
28.具体的，压电薄膜5为pvdf压电薄膜5；压电薄膜5上镀有电极，方便安装连接线；信号聚合模块和电压转换模块均为现有产品，在市场上均能够通过购买取得。
29.具体实施过程中，将本发明中的压电发电装置固定在发动机尾气排放处(或者其它尾气温度具有周期性变化的位置)，由于汽车尾气温度进行周期性变化，尾气喷出时，形状记忆合金弹簧4处的温度高进行伸长，相邻两次尾气喷出之间的时间段，形状记忆合金弹簧4处的温度低进行缩短，形状记忆合金弹簧4进行周期性伸长和缩短，从而通过推杆3驱动转盘2转动以使拨齿6按压压电薄膜5的变形端产生形变，从而能够利用低温余热进行发电，且本发明结构组件少，且结构简单，从而占用空间小；同时，信号聚合模块通过电路对每个pvdf压电薄膜5传过来的电信号进行相位检测，功率聚合，使输出功率最大化；电压转换模块根据具体的应用场景输出一定大小的电压。
30.本发明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，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种压电发电装置，其特征在于：包括：支架、转盘、推杆、形状记忆合金弹簧和若干个压电薄膜，所述转盘的中心与所述支架转动连接，若干个所述压电薄膜的输出端与所述支架固定连接，且若干个所述压电薄膜的变形端沿所述转盘的边沿间隔分布，所述转盘的边沿上间隔设置有多个拨齿，所述推杆与所述支架滑动连接，所述推杆的一端通过所述形状记忆合金弹簧与所述支架连接，所述推杆上设置有驱动环，所述驱动环呈长圆孔形，所述转盘的侧面上设置有位于所述驱动环内的驱动台，且所述驱动台与所述转盘的中心不重合，所述驱动环的轴线与所述推杆的滑动杆方向不平行，所述形状记忆合金弹簧通过所述推杆驱动所述转盘转动以使所述拨齿按压所述压电薄膜的变形端变形。2.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：所述支架上间隔设置有两个挡环，所述推杆上的两端的部位分别滑动插接在一个所述挡环内。3.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：所述支架上设置有若干个固定孔，若干个所述压电薄膜的输出端插接固定在所述固定孔内。4.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：所述驱动环的轴线与所述推杆的滑动杆方向垂直。5.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：所述推杆的滑动方向与水平方向重合。6.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：所述支架上固定连接有转轴，所述转轴上套设有轴承，所述轴承的外圈与所述转盘固定连接。7.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：多个所述拨齿沿所述转盘的周向均匀间隔布置，若干个所述压电薄膜沿所述转盘的周向均匀间隔布置。8.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：所述压电薄膜为pvdf压电薄膜。9.根据权利要求1所述的压电发电装置，其特征在于：还包括信号聚合模块，若干个所述压电薄膜的输出端与所述信号聚合模块的输入端电性连接。10.根据权利要求9所述的压电发电装置，其特征在于：还包括电压转化模块，所述信号聚合模块的输出端与所述电压转化模块的输入端电性连接。

技术总结
本发明公开了一种压电发电装置，涉及发电机技术领域，包括支架、转盘、推杆、形状记忆合金弹簧和若干个压电薄膜，转盘的中心与支架转动连接，若干个压电薄膜的输出端与支架固定连接，且若干个压电薄膜的变形端沿转盘的边沿间隔分布，转盘的边沿上间隔设置有多个拨齿，推杆与支架滑动连接，推杆的一端通过形状记忆合金弹簧与支架连接，推杆上设置有驱动环，驱动环呈长圆孔形，转盘的侧面上设置有位于驱动环内的驱动台，且驱动台与转盘的中心不重合，驱动环的轴线与推杆的滑动杆方向不平行，形状记忆合金弹簧通过推杆驱动转盘转动以使拨齿按压压电薄膜的变形端变形，能有效利用低温余热进行发电，且结构简单，占用空间小。占用空间小。占用空间小。


技术研发人员：田晓超 刘夏 杨凤双
受保护的技术使用者：长春大学
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/23