本发明专利技术涉及一种球面限位圆形压电振子发电装置，属于新能源和发电技术领域，上壳体端部设有连接销轴、用于安装电路板的支座，电路板通过螺钉固定到支座上，内部安装有圆形压电振子和用于使其产生等曲率弯曲变形的上球面限位块，上表面安装有开关按钮；下壳体端部设有连接耳，内部安装有圆形压电振子和用于使其产生等曲率弯曲变形的下球面限位块，下球面限位块上转动连接圆珠或直接在下球面限位块上加工凸起，上壳体和下壳体通过连接销轴与连接耳上的孔铰接，上球面限位块与圆珠压接。优点在于：发电量较大、可靠性高、结构简单、且无操作噪音，符合传统按键触发式遥控器的操作习惯。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源和发电
，具体涉及一种手动按压式球面限位圆形压电 振子发电装置，用于灯具遥控器或遥控开关供电。
技术介绍
照明灯具的开关控制是任何家庭及办公场所都不可或缺的。传统的固定式灯具开 关通过导线与灯具联接的，因需墙内布线，故建筑与装修成本高、且位置确定后难于变动。 近年来，随着组合灯具的普及应用，灯具开关也逐步由以往墙壁固定式开关向便携式或可 移动式遥控器过渡。目前的灯具遥控器基本都由电池供电，电池电能耗尽时无法使用，同时 废弃电池也会造成严重的环境污染和资源浪费。为此，人们先后提出了基于电磁发电装置， 如中国专利201020190448. 1,200920003419. 7和01255765. X等，或压电发电装置供电的 灯具遥控开关。电磁发电装置的能量转换效率相对较高，但在发电过程中会产生电磁干扰， 进而影响遥控器的可靠性和准确性。与之相比，压电发电装置利用薄片型压电振子的弯曲 变形将机械能转换成电能，具有结构简单、成本低、且发电过程中压电振子不发热、不产生 电磁干扰等特点。在利用压电发电装置构造无电池遥控器或遥控开关方面，国内已有较多专利申 请，中国专利200520111441. 5和00817016. 9分别介绍了两种基于打击/撞击方式的压电 发电装置，中国专利技术专利2005200084 . 9介绍了一种利用按键为压电元件施力的发电装 置及其遥控器。上述专利都是利用1个压电振子，其一次发电操作发电量根本无法满足遥 控器发射系统的功率需求，而只能采用多次发电储能的方法供电，不符合遥控器、尤其是固 定式灯具开关的操作习惯。因此，专利技术人曾提出了两种拨动式压电自供电的遥控器中国发 明专利200810051579. 9、200810051157. 1，但随后的开发实践表明，上述自供电遥控器的发 电操作方案难以实现专利200810051579. 9的按钮因缺少必要的导向限位而无法可靠地 拨动压电振子并顺利复位，可靠性较差；专利200810051157. 1和20082007M34. 2通过转动 拨齿拨动悬臂梁压电振子，其结构及运动过程复杂，微小的摩擦磨损即可导致拨齿失效，且 制造成本较高。针对上述拨动式压电发电装置的不足，专利技术人再次提出一种新的拨动式发 电装置中国专利201010165882. 9，实践表明，该结构发电装置易于加工制作、并可产生足 够的电能，不足之处是难以实现多个灯具的控制无法设个多个按键、一个开关仅能控制一 个灯，且同样存在运动式触发机构部件因摩擦磨损而失效的问题。此外，在上述所有的悬臂 梁压电振子的发电装置中，压电振子自由端受力后仅在长度方向上产生弯曲变形、宽度方 向上无变形，应力不发生变化，因此在压电振子面积及厚度相同时的发电量远低于圆形压 电振子的发电量，圆形压电振子的径向和切向均有应力变化，故发电能力强；而且拨动式发 电装置在操作过程中还产生振动噪音、压电振子动态工作时易产生疲劳损坏。
技术实现思路
本专利技术提供一种球面限位圆形压电振子发电装置，用于遥控器供电，以解决现有3遥控器用压电发电装置因发电能力弱、操作不便或结构不合理等原因而难于推广应用等问 题。本专利技术采用的技术方案是上壳体端部设有连接销轴、用于安装电路板的支座，电 路板通过螺钉固定到支座上，内部安装有圆形压电振子和用于使其产生等曲率弯曲变形的 上球面限位块，上表面安装有开关按钮；下壳体端部设有连接耳，内部安装有圆形压电振子 和用于使其产生等曲率弯曲变形的下球面限位块，下球面限位块上转动连接圆珠，上壳体 和下壳体通过连接销轴与连接耳上的孔铰接，上球面限位块与圆珠压接。发电部件为两个并联的圆形压电振子，所述压电振子上的压电晶片和金属基板分 别通过导线组二连接，再经导线组一与印刷电路板上的电源电路相连，该电源电路再通过 导线组三与开关按钮以及遥控器发射系统的电路相连。在本专利技术中，一个上壳体、一个下壳体、一对圆形压电振子、两个球面限位块、一个 位于上下球面限位块之间的圆珠、以及安装于上壳体上的一组按钮和电路板共同构成发电 装置。按下所述按钮时，按钮接通并带动上壳体及其内部的压电振子和球面限位块沿着端 部销轴转动，圆珠的作用是将上壳体转动所产生的压力传到位于下壳体中的球面限位块和 压电振子上；随上壳体的持续转动，两个压电振子逐渐发生弯曲变形，并最终贴附在球面限 位块表面，此为发电过程；释放按纽，外力去除后，按钮断开，压电振子在其自身弹性力的作 用恢复变形、并带动上壳体回转至初始位置。本专利技术的特点及优势在于①利用球面限位使圆形压电振子产生等曲率半径的弯 曲变形，其表面各点所受应力及产生的电量相同。当压电振子所受最大应力相同时，总的 发电量可提高8倍以上，与压电振子中心局部受压相比，此时压电振子受压处应力/发电 量最大、而边缘处为0 ；②球面限位时压电振子应力分布均勻，可避免因局部应力过大而损 毁；③采用两个压电振子的联合发电，各压电振子之间靠挤压方式直接传递转矩，无需复杂 的运动机构，操作过程中无噪音；④通过按压壳体上的按钮带动壳体使压电振子弯曲变形， 同步完成发电、供电及开关控制的全过程，符合遥控器按键操作的控制习惯，且可采用固定 和手持两种使用方法。附图说明图1是本专利技术结构示意图，是自然状态下的结构示意图； 图2是图1的A-A剖视图3是本专利技术发电过程结束后的结构剖面示意图。具体实施例方式上壳体1端部设有连接销轴102、用于安装电路板4的支座101，电路板4通过螺钉固 定到支座101上，内部安装有圆形压电振子8和用于使其产生等曲率弯曲变形的上球面限 位块11，上表面安装有开关按钮2 ；下壳体7端部设有连接耳701，内部安装有圆形压电振 子8和用于使其产生等曲率弯曲变形的下球面限位块10，下球面限位块10上转动连接圆珠 9，上壳体1和下壳体7通过连接销轴102与连接耳701上的孔铰接，上球面限位块11与圆 珠9压接。发电部件为两个并联的圆形压电振子8，所述压电振子8上的压电晶片801和金属 基板802分别通过导线组二 6连接，再经导线组一 5与印刷电路板4上的电源电路相连，该电源电路再通过导线组三3与开关按钮2以及遥控器发射系统的电路相连。 当外力推动开关按钮2向下运动时，按钮2接通、且带动上壳体1以及其内部的压 电振子8及球面限位块等一起绕转轴102转动；同时，球面限位块11与圆珠9发生相对运 动；上壳体1的转动力依次经其内的压电振子8和球面限位块11、圆珠9、下壳体内的球面 限位块10和压电振子8传递到下壳体7上，压电振子8在上壳体1、下壳体7、球面限位块 10和球面限位块11的共同作用下逐渐发生弯曲变形、并将机械能转换成电能，所产生的电 能经导线组6和导线组5传递到电路板4 ；随上壳体1转角的增加，所述压电振子8分别逐 渐与其相邻的球面限位块的表面贴合、直至完全贴附在球面限位块的表面，此时上壳体停 止转动、压电振子输出电压达到最大值，如图2所示；同时，电路板4上的电源电路通过对所 按下的开关按钮的位置判断发出相应的遥控器控制信号，至此完成了整个发电过程和遥控 器的信号发射过程。当外力从开关按纽2上移除后，压电振子8在其自身弹性力的作用下 恢复原来的形状、并推动上壳体1逆时针方向反转，直至复位至触发前本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种球面限位圆形压电振子发电装置，其特征在于：上壳体端部设有连接销轴、用于安装电路板的支座，电路板通过螺钉固定到支座上，内部安装有圆形压电振子和用于使其产生等曲率弯曲变形的上球面限位块，上表面安装有开关按钮；下壳体端部设有连接耳，内部安装有圆形压电振子和用于使其产生等曲率弯曲变形的下球面限位块，下球面限位块上转动连接圆珠或直接在下球面限位块上加工凸起，上壳体和下壳体通过连接销轴与连接耳上的孔铰接，上球面限位块与圆珠压接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：阚君武，王淑云，温建明，曾平，程光明，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：33
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