陶瓷发电遥控器 |
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| 申请号 | CN201510746810.6 | 申请日 | 2015-11-05 | 公开(公告)号 | CN106327822A | 公开(公告)日 | 2017-01-11 |
| 申请人 | 上海聚然智能科技有限公司; | 发明人 | 李兴文; 孙倩倩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 电子 技术领域，具体涉及电源领域。陶瓷发电遥控器，包括遥控 电路 ，遥控电路连接一电源系统，电源系统采用弹性压电陶瓷发电系统；弹性压电陶瓷发电系统包括至少一压电陶瓷片，还包括一 基座 ，压电陶瓷片一侧固定在基座上，并设有自由活动部分；还设有一触发机构，触发机构设有一动 力 输入端，和一动力输出端，动力输入端和动力输出端联动；动力输出端的活动轨迹经过压电陶瓷片的自由活动部分；压电陶瓷片上设有用于输出 电能 的 电极 引线。在触动动力输入端时动力输出端随之运动，动力输出端运动时触动压电陶瓷片的自由活动部分，进而使压电陶瓷片产生震动，从而持续输出电能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.陶瓷发电遥控器，包括遥控电路，所述遥控电路连接一电源系统，其特征在于，所述电源系统采用弹性压电陶瓷发电系统； |
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| 说明书全文 | 陶瓷发电遥控器技术领域背景技术[0002] 压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料-压电效应，已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。压电陶瓷利用其材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷即压电效应而制作，具有敏感的特性，压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等，除了用于高科技领域，它更多的是在日常生活中为人们服务，为人们创造更美好的生活而努力。 [0003] 压电陶瓷的因为具有压电特性，被广泛用作传感器。但是因为压电陶瓷受到压力后产生的电流很小，无法广泛用于发电。现有已知的技术中，也缺乏将普遍存在的震动简单的转化为电能的技术。 [0004] 现有的遥控器都需要电池，而电池需要花费资金购买，又有污染。 发明内容[0005] 本发明的目的在于，提供一种弹性压电陶瓷发电系统，以解决上述问题。 [0006] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现： [0007] 陶瓷发电遥控器，包括遥控电路，所述遥控电路连接一电源系统，其特征在于，所述电源系统采用弹性压电陶瓷发电系统； [0009] 还设有一触发机构，所述触发机构设有一动力输入端，和一动力输出端，所述动力输入端和动力输出端联动； [0010] 所述动力输出端的活动轨迹经过所述压电陶瓷片的自由活动部分； [0012] 在触动动力输入端时动力输出端随之运动，动力输出端运动时触动压电陶瓷片的自由活动部分，进而使压电陶瓷片产生振动，从而持续输出电能。从而实现稳定的发电，使压电陶瓷能够用于发电。进而驱动遥控电路工作。 [0013] 传统的压电陶瓷发电，仅仅是利用了一次形变，而本专利中利用的是压电陶瓷的多次振动发电。一次振动的产生，会产生几百次的形变，因此产生的电能也是传统压电陶瓷发电的上百倍的电能。试验表明也是如此。 [0014] 遥控电路可以是红外遥控电路、无线遥控电路或者其他遥控电路。 [0015] 动力输入端和动力输出端之间设置有杠杆结构。以节省力量或者节省行程。 [0017] 所述压电陶瓷片包括金属基片，所述金属基片上设置有陶瓷层，所述陶瓷层为压电陶瓷介质材料层；所述金属基片为弹性金属片。 [0018] 已有的技术，仅仅利用了压电陶瓷一次产生形变产生的电能。比如压电陶瓷制成的压力传感器。压电陶瓷一次产生形变产生的电能是及其有限的。而本专利中，则设置了自由活动部分，利用压电陶瓷的弹性，使压电陶瓷发生一次形变后，能够因自身金属基片的弹性，往复震动，而产生持续稳定的电能。使电能转化效率增加很多倍。 [0019] 所述金属基片一端固定在所述基座上；所述金属基片不固定在基座上的长度至少2cm，所述金属基片不固定在基座上的部分作为所述自由活动部分。 [0020] 所述基座上设有螺栓孔，所述压电陶瓷片上设有通孔或卡口，螺栓穿过通孔或卡口，进而将压电陶瓷片固定在基座上。 [0021] 也可以采用夹紧、压紧或粘合的方式，将压电陶瓷片固定在基座上。 [0022] 所述压电陶瓷片上设有电极引线。用于引出电能。 [0023] 所述电极引线的引出点，设置在压电陶瓷片被基座固定的部分。以避免电极引线影响压电陶瓷片的震动。 [0024] 所述电极引线的引出点，设置在自由活动部分。以便于安装。可以在将压电陶瓷片固定在基座上后，在焊接上电极引线。 [0025] 所述自由活动部分，优选为悬空放置。以便于起振。 [0026] 所述自由活动部分，悬空放置，并且电极引线的引出点不设置在自由活动部分。不但避免了电极引线影响起振，还可以避免因为频繁振动，造成引出点松动。 [0027] 所述引出点可以是焊接点，还可以是导电胶的粘合点。 [0028] 所述自由活动部分设有配重。 [0029] 所述配重可以设置在所述陶瓷层上方。以便于震动时配重直接对陶瓷层施加压力，利于电能产生。 [0030] 所述配重设置在自由活动部分上，并设置在远离压电陶瓷片固定在基座上的一部分。通过设置在远离被基座固定的部分，而使起振更加简单，使振动持续时间更长。 [0031] 所述配重可以设置在金属基片上。以便于产生更好的牢固度。避免了在频繁振动中，因配重的质量存在，造成配重自身脱落，或者陶瓷部分脱落。 [0032] 所述配重，优选为质量大于1g，小于50g的配重。以保证便于起振，并避免因为质量过重而造成金属基片形变后难以复原。 [0033] 所述配重优选为金属配重。以便于更小的体积，获得更大的质量。 [0035] 可以直接选择螺丝帽。以节省定制模具的成本，并且易于取材。 [0037] 所述配重可以优选为玻璃配重。以便于在满足小体积、质量大的前提下，保证更低成本。 [0038] 所述配重还可以优选为陶瓷配重。以便于在满足小体积、质量大的前提下，保证更低成本。 [0040] 所述配重下方的接触面，设有至少一处凹陷。以便于粘合剂渗入，产生更加牢固的固定。 [0041] 所述导电电极层上方设置保护层，所述配重固定在所述保护层上。 [0042] 所述配重，优选为圆形片状。这一结构固定更加牢固。 [0043] 所述自由活动部分与动力输出端接触的部分设有垫片。用于避免动力输出端对金属基片的撞击或摩擦伤害。延长使用寿命。 [0044] 所述垫片可以是塑料垫片或者金属垫片。 [0046] 可以，以所述垫片作为所述配重。 [0047] 可以是，所述配重设置在所述自由活动部分与动力输出端的接触处。 [0048] 所述触发机构为压紧或者拉紧压电陶瓷片后突然释放的触发机构。通过压紧或者拉紧压后，突然释放的方式，使压电陶瓷片产生振动。 [0050] 所述触发机构设有至少两个磁体，其中至少一个为永磁体；一个磁体设置在动力输出端，另一个磁体设置在自由活动部分； [0051] 设置在动力输出端的磁体的运动轨迹，经过所述自由活动部分上的磁体的位置； [0052] 所述动力输出端的磁体，与自由活动部分上的磁体，为相互吸引的磁力关系。 [0053] 所述动力输出端的行程至少为，动力输出端的磁体与自由活动部分上的磁体吸合，至两个磁体分离的行程。磁体分离后，磁力相互作用迅速减小，致使金属基片失去磁力约束，产生回弹，进而产生振动。 [0054] 所述基座上设有限位结构，所述限位结构设置在所述自用活动部分受到动力输出端的拉力活动的轨迹上。动力输出端拉动自由活动部分运动到限位结构后，受到限位结构的遮挡，阻力增大，致使两个磁体分离，自由活动部分回弹，并产生振动，进而产生电能。 [0055] 所述动力输出端的行程至少为，动力输出端的磁体与自由活动部分上的磁体吸合，至金属基片的回弹力大于磁力致使两个磁体分离的行程。可以省掉限位结构，使结构简化。 [0056] 所述触发机构设有至少两个磁体，两个均为永磁体。 [0057] 所述触发机构设有至少两个磁体，一个为永磁体一个为软磁体。 [0058] 所述磁体可以为软磁体或永磁体。 [0061] 以所述自由活动部分设置的磁体，作为配重。以便于简化结构。 [0062] 所述触发机构为突然撞击压电陶瓷片的触发机构。通过突然撞击使压电陶瓷片产生振动。 [0063] 突然撞击的触发机构，比如省力型订书机中，按压到一定力度或者行程后，突然释放，订出订书针。可以通过突然释放，订出订书针的方式撞击压电陶瓷片。 [0064] 所述动力输出端设有复位机构。在完成触发后实现复位。复位机构可以采用弹簧、磁体，或者自身重力复位。 [0065] 所述触发机构的动力输入端为一按键。 [0066] 所述触发机构的动力输入端为一转动手柄。 [0067] 所述触发机构的动力输入端为一转轮。 [0068] 所述触发机构的动力输入端为一踏板。 [0069] 所述触发机构的动力输入端为一拉绳。 [0070] 所述触发机构也固定在所述基座上。以便于实现一体化设计。 [0071] 所述触发机构为一行程超过设定值后释放压电陶瓷片的行程触发机构。 [0072] 比如，所述基座上设有限位结构，所述限位结构设置在所述自用活动部分受到动力输出端的拉力活动的轨迹上。在到达限位结构后，实现脱离释放。 [0073] 所述触发机构为一拉力超过设定值后释放压电陶瓷片的拉力触发机构。 [0074] 动力输出端设有与自由活动部分挂接的挂钩，所述动力输出端的行程至少为，动力输出端挂钩与自由活动部分挂接，至金属基片的回弹力大于挂钩锁紧的力量致使挂钩与自由活动分离的行程。在拉力过大时挂钩脱离，产生振动。 [0075] 所述触发机构为一的动力输出端为拨轮，所述拨轮上设有至少两个齿，相邻的两个齿之间设有所述自由活动部分。通过拨轮转动拨动自由活动部分，产生振动。 [0077] 所述整流稳压电路中设有一具有升降压功能的电源管理模块。 [0078] 以便于实现电压管理。 [0079] 所述整流稳压电路中还设有一电容，所述电容连接电源管理模块。经过电容稳压滤波后，再将电能供给给电源管理模块升压或者降压，进而再输出电能。 [0080] 所述整流稳压电路的电能输出端连接有遥控电路。以实现遥控。 [0081] 所述整流稳压电路的电能输出端连接有电灯遥控电路。以实现电灯遥控。 [0083] 图1为弹性压电陶瓷发电系统的一种整体结构示意图。 具体实施方式[0084] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。 [0085] 参照图1，陶瓷发电遥控器，包括遥控电路，遥控电路连接一电源系统，电源系统采用弹性压电陶瓷发电系统。弹性压电陶瓷发电系统，包括至少一压电陶瓷片2，还包括一基座1，压电陶瓷片2一侧固定在基座1上，并设有至少1cm长度的自由活动部分；还设有一触发机构，触发机构设有一动力输入端3，和一动力输出端4，动力输入端3和动力输出端4联动；动力输出端4的活动轨迹经过压电陶瓷片2的自由活动部分。压电陶瓷片上设有用于输出电能的所述电极引线。 [0086] 在触动动力输入端3时动力输出端4随之运动，动力输出端4运动时触动压电陶瓷片2的自由活动部分，进而使压电陶瓷片2产生震动，从而持续输出电能。从而实现稳定的发电，使压电陶瓷能够用于发电。进而驱动遥控电路工作。至少1cm长度的自由活动部分，即便有起振，有提供了尽量多的产生电能的电能转化部分的空间。小于1cm，则难以驱动遥控电路。 [0087] 传统的压电陶瓷发电，仅仅是利用了一次形变，而本专利中利用的是压电陶瓷的多次振动发电。一次振动的产生，会产生几百次的形变，因此产生的电能也是传统压电陶瓷发电的上百倍的电能。试验表明也是如此。 [0088] 遥控电路可以是红外遥控电路、无线遥控电路或者其他遥控电路。 [0089] 所指的力输出端4的活动轨迹经过压电陶瓷片2的自由活动部分，是要与压电陶瓷片2产生联动，因此在压电陶瓷片2上设有附属部件时，动力输出端4的活动轨迹经过附属部件，也应认为符合本专利的限定。 [0090] 动力输入端3和动力输出端4之间设置有杠杆结构。以节省力量或者节省行程。或者，动力输入端3和动力输出端4之间设置有减速齿轮结构。以节省力量。 [0091] 压电陶瓷片2包括金属基片21，金属基片21上设置有陶瓷层22，陶瓷层22为压电陶瓷介质材料层；金属基片21为弹性金属片。 [0092] 已有的技术，仅仅利用了压电陶瓷一次产生形变产生的电能。比如压电陶瓷制成的压力传感器。压电陶瓷一次产生形变产生的电能是及其有限的。而本专利中，则设置了自由活动部分，利用压电陶瓷的弹性，使压电陶瓷发生一次形变后，能够因自身金属基片21的弹性，往复震动，而产生持续稳定的电能。使电能转化效率增加很多倍。 [0093] 金属基片21一端固定在基座1上；金属基片21不固定在基座1上的长度至少2cm，金属基片21不固定在基座1上的部分作为自由活动部分。 [0094] 基座1上设有螺栓孔，压电陶瓷片2上设有通孔或卡口，螺栓穿过通孔或卡口，进而将压电陶瓷片2固定在基座1上。也可以采用夹紧、压紧或粘合的方式，将压电陶瓷片2固定在基座1上。 [0095] 压电陶瓷片2上设有电极引线。用于引出电能。电极引线的引出点，设置在压电陶瓷片2被基座1固定的部分。以避免电极引线影响压电陶瓷片2的震动。 [0096] 电极引线的引出点，设置在自由活动部分。以便于安装。可以在将压电陶瓷片2固定在基座1上后，在焊接上电极引线。自由活动部分，优选为悬空放置。以便于起振。自由活动部分，悬空放置，并且电极引线的引出点不设置在自由活动部分。不但避免了电极引线影响起振，还可以避免因为频繁振动，造成引出点松动。引出点可以是焊接点，还可以是导电胶的粘合点。 [0097] 自由活动部分设有配重。配重可以设置在陶瓷层22上方。以便于震动时配重直接对陶瓷层22施加压力，利于电能产生。 [0098] 配重设置在自由活动部分上，并设置在远离压电陶瓷片2固定在基座1上的一部分。通过设置在远离被基座1固定的部分，而使起振更加简单，使振动持续时间更长。 [0099] 配重可以设置在金属基片21上。以便于产生更好的牢固度。避免了在频繁振动中，因配重的质量存在，造成配重自身脱落，或者陶瓷部分脱落。 [0100] 配重，优选为质量大于1g，小于50g的配重。以保证便于起振，并避免因为质量过重而造成金属基片21形变后难以复原。 [0101] 配重优选为金属配重。以便于更小的体积，获得更大的质量。进一步优选为铁质配重。 [0102] 可以直接选择螺丝帽。以节省定制模具的成本，并且易于取材。 [0103] 配重优选为永磁体配重。保证更小的体积，获得更大的质量。并且便于磁性部件驱动。 [0104] 配重可以优选为玻璃配重。以便于在满足小体积、质量大的前提下，保证更低成本。 [0105] 配重还可以优选为陶瓷配重。以便于在满足小体积、质量大的前提下，保证更低成本。 [0106] 配重通过粘合剂粘合在导电电极层上方。具有操作简便的特点。 [0107] 配重下方的接触面，设有至少一处凹陷。以便于粘合剂渗入，产生更加牢固的固定。 [0108] 导电电极层上方设置保护层，配重固定在保护层上。 [0109] 配重，优选为圆形片状。这一结构固定更加牢固。 [0110] 自由活动部分与动力输出端4接触的部分设有垫片。用于避免动力输出端4对金属基片21的撞击或摩擦伤害。延长使用寿命。垫片可以是塑料垫片或者金属垫片。优选为钢制垫片。可以，以垫片作为配重。可以是，配重设置在自由活动部分与动力输出端4的接触处。将配重作为垫片。 [0111] 触发机构为压紧或者拉紧压电陶瓷片2后突然释放的触发机构。通过压紧或者拉紧压后，突然释放的方式，使压电陶瓷片2产生振动。 [0112] 压紧或者拉紧压后，突然释放的触发机构，在现有的机械设计中较为常见。很多按键中也采用压紧或者拉紧压后，突然释放的触发机构，比如诸多电力开关中的机构。 [0113] 触发机构设有至少两个磁体51、52，其中至少一个为永磁体；一个磁体51设置在动力输出端4，另一个磁体52设置在自由活动部分。设置在动力输出端4的磁体的运动轨迹，经过自由活动部分上的磁体的位置。动力输出端4的磁体，与自由活动部分上的磁体，为相互吸引的磁力关系。 [0114] 动力输出端4的行程至少为，动力输出端4的磁体与自由活动部分上的磁体吸合，至两个磁体分离的行程。磁体分离后，磁力相互作用迅速减小，致使金属基片21失去磁力约束，产生回弹，进而产生振动。 [0115] 基座1上设有限位结构，限位结构设置在自用活动部分受到动力输出端4的拉力活动的轨迹上。动力输出端4拉动自由活动部分运动到限位结构后，受到限位结构的遮挡，阻力增大，致使两个磁体分离，自由活动部分回弹，并产生振动，进而产生电能。 [0116] 动力输出端4的行程至少为，动力输出端4的磁体与自由活动部分上的磁体吸合，至金属基片21的回弹力大于磁力致使两个磁体分离的行程。可以省掉限位结构，使结构简化。 [0117] 触发机构设有至少两个磁体，两个均为永磁体。或者，触发机构设有至少两个磁体，一个为永磁体一个为软磁体。 [0118] 磁体可以为软磁体或永磁体。永磁体可以是：钕铁硼(Nd2Fe14B)永磁体、钐钴(SmCo)永磁体、铝镍钴(AlNiCo)永磁体、铁氧体永磁材料(Ferrite)永磁体中的至少一种。软磁体可以是铁片、硅钢片等软磁体。以自由活动部分设置的磁体，作为配重。以便于简化结构。 [0119] 触发机构为突然撞击压电陶瓷片2的触发机构。通过突然撞击使压电陶瓷片2产生振动。 [0120] 突然撞击的触发机构，比如省力型订书机中，按压到一定力度或者行程后，突然释放，订出订书针。可以通过突然释放，订出订书针的方式撞击压电陶瓷片2。 [0121] 动力输出端4设有复位机构。在完成触发后实现复位。复位机构可以采用弹簧、磁体，或者自身重力复位。 [0122] 触发机构的动力输入端3为一按键。或者，触发机构的动力输入端3为一踏板。进一步，触发机构的动力输入端还可以为一转动手柄。触发机构的动力输入端还可以为一转轮。触发机构的动力输入端还可以为一拉绳。触发机构也固定在基座1上。以便于实现一体化设计。 [0123] 触发机构为一行程超过设定值后释放压电陶瓷片2的行程触发机构。 [0124] 比如，基座1上设有限位结构，限位结构设置在自用活动部分受到动力输出端4的拉力活动的轨迹上。在到达限位结构后，实现脱离释放。 [0125] 触发机构为一拉力超过设定值后释放压电陶瓷片2的拉力触发机构。 [0126] 动力输出端4设有与自由活动部分挂接的挂钩，动力输出端4的行程至少为，动力输出端4挂钩与自由活动部分挂接，至金属基片21的回弹力大于挂钩锁紧的力量致使挂钩与自由活动分离的行程。在拉力过大时挂钩脱离，产生振动。 [0127] 触发机构为一的动力输出端4为拨轮，拨轮上设有至少两个齿，相邻的两个齿之间设有自由活动部分。通过拨轮转动拨动自由活动部分，产生振动。 [0128] 弹性压电陶瓷发电系统还包括一整流稳压电路，压电陶瓷片2连接整流稳压电路。以便于输出电压稳定的电能。整流稳压电路中设有一具有升降压功能的电源管理模块。以便于实现电压管理。 [0129] 整流稳压电路中还设有一电容，电容连接电源管理模块。经过电容稳压滤波后，再将电能供给给电源管理模块升压或者降压，进而再输出电能。整流稳压电路的电能输出端连接有遥控电路。以实现遥控。 [0130] 整流稳压电路的电能输出端连接有电灯遥控电路。以实现电灯遥控。 [0131] 整流稳压电路的电能输出端连接有门铃遥控电路。以实现门铃遥控。 |
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