专利名称：一种植入式压电发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量转换装置，特别是涉及一种植入式的压电发电装置。
背景技术：
中国能源需求的急剧增长打破了中国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993年起中国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得中国介入世界能源市场的竞争。由于中国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来中国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响中国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少中国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度，提高中国能源、 经济安全。车辆的行驶、行人的行走或者工地施工等任何人类在地面的活动都会造成地层的振动，造成地层的振动需要能量，同时地层的振动即使微小的振动也会产生一种能量，从另一方面来说这也属于一种新的能源形式，若能对此类能源进行有效收集及利用，也能对新能源的利用增加一种新的利用手段，以进一步改善单一的能源利用格局。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可植入地面收集地层振动能量的压电发电装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种植入式压电发电装置，包括用于接收振动能量进行压电发电的压电元件架及用于向压电元件架传递振动能量的变幅杆，变幅杆的下方与变幅杆相连设有埋入地面以下的集能器，与压电元件架相连设有用于电路整流的整流电路板及用于电流输出的输出端子。进一步作为本发明技术方案的改进，压电元件架外设有包裹压电元件架的平面盒底及盖设于平面盒底上的盒盖，整流电路板贴覆于盒盖的内侧，与整流电路板相连在盒盖上还设有输出端子。进一步作为本发明技术方案的改进，集能器包括集能器端盖及与集能器端盖密闭联接的空心杆体,集能器的内部为真空。进一步作为本发明技术方案的改进，集能器为实心的金属杆。进一步作为本发明技术方案的改进，压电元件架包括由若干绝缘垫片堆叠成的架体，架体上两相邻的绝缘垫片间均夹设有弹片，弹片的一个侧面或者两个侧面上均贴覆有压电元件。进一步作为本发明技术方案的改进，架体的中心与变幅杆间设有绝缘套管，环绕架体在架体的外廓还设有配重架，弹片的另一端均嵌入在配重架内。
进一步作为本发明技术方案的改进，弹片为金属薄片。进一步作为本发明技术方案的改进，配重架为两半圆形状的环形架，两环形架间设有用于彼此固定联接的联接螺栓。进一步作为本发明技术方案的改进，盒盖的内侧贴覆有降噪层。本发明的有益效果此植入式的压电发电装置在可接收振动能量进行压电发电的压电元件架下方设置了可埋入地面以下接收地层振动能量的集能器，集能器可以有效收集附近地层振动的能量并将所收集到的能量传递给变幅杆，再由变幅杆将振动能量传递给压电元件架进行发电，此植入式的压电发电装置可有效收集装置附近地层振动所产生的能量。
图I是本发明实施例整体结构示意 图2是本发明实施例中压电元件架结构示意 图3是本发明实施例中配重架结构示意 图4是本发明实施例中置于压电元件架外廓盒盖的整体结构示意 图5是本发明实施例中变幅杆结构意 图6是本发明实施例中集能器端盖的结构示意 图7是本发明实施例中集能器空心杆体的结构示意 图8是本发明实施例中配重架结构侧面示意 图9是用于本发明实施例的一种整流模块框架 图10是用于本发明实施例的第二种整流模块框架图。
具体实施例方式参照图I 图10，本发明为一种植入式压电发电装置，包括用于接收振动能量进行压电发电的压电元件架I及用于向压电元件架I传递振动能量的变幅杆2，变幅杆2的下方与变幅杆2相连设有埋入地面以下的集能器3，与压电元件架I相连设有用于电路整流的整流电路板4及用于电流输出的输出端子5。此植入式的压电发电装置在可接收振动能量进行压电发电的压电元件架I下方设置了可埋入地面以下接收地层振动能量的集能器3，集能器3可以有效收集附近地层振动的能量并将所收集到的能量传递给变幅杆2，再由变幅杆2将振动能量传递给压电元件架I进行发电，此植入式的压电发电装置可有效收集装置附近地层振动所产生的能量。由于压电元件架I上设置了若干压电元件，且各压电元件振动不同相，可通过与之相连的整流电路板4对压电元件架I产生的电流进行整流，并通过输出端子5输出利用。作为本发明优选的实施方式，压电元件架I外设有包裹压电元件架I的平面盒底6及盖设于平面盒底6上的盒盖7，整流电路板4贴覆于盒盖7的内侧，与整流电路板4相连在盒盖7上还设有输出端子5。 此压电发电装置的压电元件架I通过平面盒底6及盖设于平面盒底6上方的盒盖7进行密封保护，可防止流水灯进入盒体内部，影响压电元件架I的使用寿命。
作为本发明优选的实施方式，集能器3包括集能器端盖31及与集能器端盖31密闭联接的空心杆体32，集能器3的内部为真空。作为本发明优选的实施方式，集能器3为实心的金属杆。集能器3用于收集地层能量，并使得能量产生增幅，集能器3可为空心金属杆设置，为了方便能量传播，需在空心设置的金属杆内部抽真空处理，可以使能量更有效地传递给变幅杆2，减少能量传递过程中的损耗。另外，集能器3为了便于加工，也可为实心的金属杆制作。作为本发明优选的实施方式，压电元件架I包括由若干绝缘垫片堆叠成的架体11，架体11上两相邻的绝缘垫片间均夹设有弹片12,弹片12的一个侧面或者两个侧面上均贴覆有压电元件13。
作为本发明优选的实施方式，架体11的中心与变幅杆2间设有绝缘套管16，环绕架体11在架体11的外廓还设有配重架14，弹片12的另一端均嵌入在配重架14内。作为本发明优选的实施方式，弹片12为金属薄片。作为本发明优选的实施方式，配重架14为两半圆形状的环形架，两环形架间设有用于彼此固定联接的联接螺栓15。配重架14中设有卡套，主要用于固定弹片组，使得各弹片12能同相位振动，另外还可以将配重架14的重量传递给弹片组，使得弹片12在重力的作用下产生预应力，从而提高压电元件架I的反应灵敏度，提高机电转换效率。绝缘套管16可用于将弹片12与变幅杆2间绝缘开来。配重架14安装于各弹片12的另一侧，可在弹片12上增加预应力，提高弹片12上压电元件13的反应灵敏性，同时各弹片12的一端端头嵌入在配重架14的卡套内，可使得各弹片12能同相位振动。作为本发明优选的实施方式，盒盖7的内侧贴覆有降噪层8。降噪层8可有效防止压电发电装置使用过程中外界噪音对其内部压电元件13的干扰。压电元件架I上的若干压电元件13所产生的电流，可先通过整流模块进行整流，后通过输出模块进行输出，也可在通过整流模块进行整流后进入储能模块，后在需要使用的情况下通过与储能模块联接的输出模块进行输出。当然其整流方式也可通过若干整流模块对各压电元件13上产生的电流实现分别整流，后经过调制模块，进入储能模块进行能量储存，在需要使用的情况下通过与储能模块联接的输出模块进行输出。当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种植入式压电发电装置，其特征在于包括用于接收振动能量进行压电发电的压电元件架⑴及用于向所述压电元件架⑴传递振动能量的变幅杆(2)，所述变幅杆⑵的下方与变幅杆(2)相连设有埋入地面以下的集能器(3)，与所述压电元件架(I)相连设有用于电路整流的整流电路板(4)及用于电流输出的输出端子(5)。
2.根据权利要求I所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述压电元件架(I)外设有包裹压电元件架(I)的平面盒底(6)及盖设于平面盒底(6)上的盒盖(7)，所述整流电路板(4)贴覆于盒盖(7)的内侧，与所述整流电路板(4)相连在盒盖(7)上还设有输出端子(5)。
3.根据权利要求I或2所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述集能器(3)包括集能器端盖(31)及与集能器端盖(31)密闭联接的空心杆体(32)，所述集能器(3)的内部为真空。
4.根据权利要求I或2所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述集能器(3)为 实心的金属杆。
5.根据权利要求I所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述压电元件架(I)包括由若干绝缘垫片堆叠成的架体(11)，所述架体(11)上两相邻的绝缘垫片间均夹设有弹片(12)，所述弹片(12)的一个侧面或者两个侧面上均贴覆有压电元件(13)。
6.根据权利要求5所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述架体(11)的中心与变幅杆(2)间设有绝缘套管(16)，环绕所述架体(11)在架体(11)的外廓还设有配重架(14)，所述弹片(12)的另一端均嵌入在配重架(14)内。
7.根据权利要求5或6所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述弹片(12)为金属薄片。
8.根据权利要求6所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述配重架(14)为两半圆形状的环形架，所述两环形架间设有用于彼此固定联接的联接螺栓(15)。
9.根据权利要求2所述的植入式压电发电装置，其特征在于所述盒盖(7)的内侧贴覆有降噪层(8)。
全文摘要
本发明公开了一种植入式压电发电装置，包括用于接收振动能量进行压电发电的压电元件架及用于向压电元件架传递振动能量的变幅杆，变幅杆的下方与变幅杆相连设有埋入地面以下的集能器，与压电元件架相连设有用于电路整流的整流电路板及用于电流输出的输出端子。此植入式的压电发电装置在可接收振动能量进行压电发电的压电元件架下方设置了可埋入地面以下接收地层振动能量的集能器，集能器可以有效收集附近地层振动的能量并将所收集到的能量传递给变幅杆，再由变幅杆将振动能量传递给压电元件架进行发电，此植入式的压电发电装置可有效收集装置附近地层振动所产生的能量，本发明用于新能源技术领域。
文档编号H02N2/18GK102751909SQ20121019559
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者张曙光, 梅术华, 王秋军 申请人:广州市番禺奥迪威电子有限公司