便携式手摇压电发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111969892A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010989229.8(22)申请日2020.09.18(71)申请人南昌航空大学地址330063江西省南昌市丰和南大道696号(72)发明人刘文光吴兴意陈小宇(74)专利代理机构南昌市平凡知识产权代理事务所36122代理人张文杰(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称便携式手摇压电发电机(57)摘要本发明公开了一种便携式手摇压电发电机，其特征在于：包括壳体、定子、转子、传动轴、行星齿轮组、轴承和手摇柄，所述壳体包括前壳体、隔板和后壳体，定子和转子安装在前壳体和隔板组成的前腔体内，行星齿轮组安装在后壳体和隔板组成的后腔体内，前、后腔体通过传动轴实现动力传递。急需用电时，可通过手摇的方式驱动转子转动，实现发电的功能，闲置时，吸收外部低频激励并产生振动，实现发电的功能。本发明能够满足低功耗电子产品的供电需求，且结构简单，环境适应性强，实用性强，可实现小型化设计与制造，便于随身携带，具有广泛的应用前景。CN111969892ACN111969892A权利要求书1/1页1.一种便携式手摇压电发电机，其特征在于：包括壳体、定子（3）、转子（4）、传动轴（8）、行星齿轮组（9）、轴承（7）和手摇柄（12），所述壳体包括前壳体（2）、隔板（6）和后壳体（11），定子（3）和转子（4）安装在前壳体（2）和隔板（6）组成的前腔体内，行星齿轮组（9）安装在后壳体（11）和隔板（6）组成的后腔体内，前、后腔体通过传动轴（8）实现动力传递。2.根据权利要求1所述的便携式手摇压电发电机，其特征在于：定子（3）通过紧固螺钉（1）固定在前壳体（2）上，转子（4）固定在传动轴（8）上且可随轴转动，所述定子（3）包括芯体（31）、压电梁（32）和静磁铁（33），压电梁（32）一端固定于芯体（31）上，另一端固定有静磁铁（33），并由此组成压电悬臂梁结构，定子（3）由若干个相同的压电梁（32）和静磁铁（33）所组成的压电悬臂梁沿芯体（31）的轴线圆周阵列而得到，所述转子（4）内壁上嵌有若干个相同的动磁铁（41），各动磁铁（41）沿同一半径圆均匀等距分布，且各动磁铁（41）磁极方向一致，均指向或背离圆心，并与定子（3）上的静磁铁（33）同名磁极面相对。3.根据权利要求1或2所述的便携式手摇压电发电机，其特征在于：行星齿轮组（9）包括三个齿轮和连杆（10），连杆（10）一端与手摇柄（12）相连接，另一端与齿轮B（92）相连接，齿轮B（92）分别与齿轮A（91）和齿轮C（93）啮合，齿轮C（93）固定于后壳体（11）上，齿轮A（91）与传动轴（8）相连接。4.根据权利要求1或2所述的便携式手摇压电发电机，其特征在于：急需用电时，通过人力摇动手摇柄（12），经由行星齿轮组（9）提升转子的转速，由于转子（4）上的动磁铁（41）和定子（3）上的静磁铁（33）的相互磁力作用，随着转子（4）的不断转动，定子（3）上的压电悬臂梁会相应的发生振动，进而压电悬臂梁上的压电材料会发生弹性形变，根据压电材料的正压电效应，此时压电悬臂梁会有电能产生；闲置时，由于压电悬臂梁的固有频率较低，周围环境中存在的外部低频激励很容易导致其产生振动或者共振，进而导致压电悬臂梁产生电能。2CN111969892A说明书1/3页便携式手摇压电发电机技术领域[0001]本发明涉及一种压电发电技术领域的便携式手摇压电发电机。背景技术[0002]近些年随着微纳米技术、机械与材料工程的不断发展，使得微小型压电发电机的研究已成为国内外的热点，其目的是为便携式低功耗电子产品提供能量供应、减少电池电量耗尽所带来的使用不便以及废弃电池造成的环境污染。与技术较为成熟的电磁式及静电式发电机比较，压电发电机具有结构简单、能量密度大、易于实现微小化及集成化等优势，故其相关研究与应用备受研究者的广泛关注。关于压电发电机结构设计与制造方面的研究，人们已提出多种方案。例如：中国专利（公开号：CN111064390A）提出了一种全风向激励方柱振动的压电发电机，利用风力驱动方柱刚体产生振动，再通过压电材料将振动能量转化为电能；中国专利（公开号：CN211082122U）公开一种复摆升频式波浪能收集装置，利用波浪的起伏造成其内部的压电材料发生形变，进而利用正压电效应而产生电能；中国专利（公开号：CN110752775A）公开一种水流致振压电发电，利用压电材料将水流流经腔体产生的振动能量转化为电能。上述各种压电发电机利用压电材料将环境中的风能、潮汐能、水能转化为电能而存储并加以利用，但此种类型的压电发电机的发电效率受环境因素的影