压电发电模块制造技术

本发明专利技术公开了一种压电发电模块，包括：一上盖；一下盖；一机电转换单元，该机电转换单元系为一金属片，金属片贴有复数个压电片，机电转换单元并电性连接一输出端；一气垫，设置于该些压电片下方，以提供该些压电片形变空间；及复数个突起物，固定于上盖的内表面，并设置于该些压电片上方，每一突起物受力端接触面积大于施力于压电片上的接触面积，以当压电发电模块受到一外力时，达到压力放大的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种压电发电模块，特别是一种平板式的压电发电模块，可应用于多层面的领域。
技术介绍
随石油价格高涨，再生或洁净能源成为新的能源发展方向，其中以太阳能、风能与生质能源的技术开发为主，又以太阳能的产业发展最迅速。唯现有的再生能源开发均遭受原料与制造成本高的问题，导致在无政府补助奖励下无法生存，如何降低再生能源的发电成本一直是相关产业技术开发的重点。机械能是一种值得考量的能源，它始终存在于地球环境中，例如风力，浪潮变化都是机械能潜在发展的来源之一。此外，凡移动的物体也会有机械能产生，因此机械能为地球上到处存在的能源。只是，机械能表现的形态随时间有相当大的变化，不易获得稳定的机械能来源。有关机械能的利用，目前有悬臂式结构的压电片，其悬臂均以固定于一不会移动的墙面上，将机械能透过墙面送至压电片。请参考专利JPll 146663、JP2003061367，即揭露在悬臂上贴合压电片形成压电发电器，以悬臂式结构来产生机械震动，带动压电片压缩或拉伸来产生电压。W00120760专利也同样揭示将压电片贴于微加工制作的悬臂上。另外，如专利JP9205781、US5751091、JP2004222414等使用类似悬臂结构之外，也使用多层结构的压电片以增加产生的电能。专利WO2OO4O3O949, EP1762403, MXPAO5OO344I、W02006009775, US2005280334, US2004108724、US69092M、US6655035、US6194815等揭示对非直线运动的机械力，亦可设计机械结构来转换作用力方向，使其连续作用压电片产生电压，如，使用旋转造成的扭力的致动器，将旋转动能转换成使压电片产生连续弯曲变形的作用力，以产生电压的输出。专利W09625769、US5578889、US5M8177、JP2001180575 等则揭露对水流类的流体动能，透过浮标的上下浮动作为机械能传送结构，如，因浮标结构的随波摆动导压电片变形产生电压输出。专利US64M079，揭示使用线状结构，受流体带动产生扭动也可传送机械能到压电片上，如使其产生电压输出。专利JP2003152238与US2005225207，使用带状的贴合压电片结构，经过对滚的圆筒产生的压力，受连续压力作用产生电压输出，其中使用多片压电片贴合于具弹性的胶带上，滚轴旋转时可以产生连续的电压输出。专利JP2002218769、US20030146676、AU6020101等则揭露使用软基材，利用外力作用使基材变形，导致附着的压电片变形产生电压输出。专利JP2003315363、JP2001339963、JP7245970等揭露多数个压电片并贴或堆迭为增加电能输出的方式，如透过金属片与接线对压电片形成串并联电路连接，以提供大的电压或电流输出。
技术实现思路
本专利技术提供一种压电发电模块，包括一上盖；一下盖；一机电转换单元，该机电转换单元系为一金属片或一导电片，金属片或导电片贴有复数个压电片，机电转换单元并电性连接一输出端；一气垫，设置于该些压电片下方，以提供该些压电片形变空间；及复数个突起物，固定于上盖的内表面，并设置于该些压电片上方，每一突起物受力端接触面积大于施力于压电片上的接触面积，以当压电发电模块受到一外力时，达到压力放大的效果。其中，气垫材质选自橡胶、硅胶或塑胶、泡棉、保丽龙球或发泡塑胶粒其中的一种。 本专利技术的压电发电模块可以包括多个气垫，该些气垫为球型气垫。并且，压电发电模块的下盖具有一凹槽以容置该些球型气垫及机电转换单元。此外，突起物的外型可以是为一锥形体、一柱状体或为一半圆球体，其中突起物最佳为刚性系数大约0. 7以上的刚性材料。本专利技术的压电发电模块也可以是平板式的，且上盖及下盖的材质为弹性材质，选用可以任意挠曲的橡胶或塑胶材质，使压电发电模块可受任意挠曲、杆压、辗压或是敲击来输出电流。本专利技术平板式压电发电模块，更包括多个机电转换单元，选择以串联、并联及其任意组合其中的一种方式相互连接。平板式压电发电模块，更包括一整流器，整流器电性连接于输出端，使压电片所产生的电能输出至整流器。本专利技术平板式压电发电模块更包括一充电装置，整流器电性连接于充电装置，使整流后的直流电储存至充电装置。输出端也可以电性连接于一负载电路，使机电转换单元受外力所产生的电能输出至整流器后，即可提供电流给负载电路。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下的本专利技术实施例及附图得到进一步的了解。附图说明图IA至图IC分别显示本专利技术实施例压电发电模块俯视、前视及右侧视的剖面示意图；图2显示本专利技术实施例的机电转换单元的示意图；图3A至图3C分别显示本专利技术另一实施例压电发电模块俯视、前视及右侧视的剖面示意图；图4A及图4B分别显示本专利技术不同实施例压电发电模块前视的剖面示意图；及图5显示本专利技术压电发电模块的功能方块图。主要元件符号说明1压电发电模块10:上盖 101上盖内表面 11:下盖 110凹槽12、12a、12b机电转换单元120金属片 122:压电片 123输出端 13:气垫 124电路板 125:电子元件 14突起物122、122a、122b压电片15防水膜层 16:整流器 17充电装置 18:负载电路 19垫板具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文依本专利技术的压电发电模块，特举较佳实施例，并配合所附相关图式，作详细说明如下，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。本专利技术的压电发电模块1并未使用悬臂式结构来压缩或拉伸压电片，而是开发另一种新的结构，使压电发电模块内的压电片产生形变，以输出电流。请参照图IA至图1C，分为本专利技术实施例压电发电模块的俯视、右侧视及前视剖面示意图。压电发电模块1包括一上盖10、一下盖11、一机电转换单元12、一气垫13、及复数个突起物14。本专利技术实施例的压电发电模块1系为一平板式压电发电模块，且上盖10及下盖11 的材质为弹性材质，选用可以任意挠曲的橡胶或塑胶材质，比如硅胶、乳胶、聚氨脂(PU) 等高分子聚合物，使平板式压电发电模块可受任意挠曲、杆压、辗压或是敲击来输出电流， 其结构及原理将于后文中详述。请参照图2，为本专利技术机电转换单元12的示意图。机电转换单元12包括一金属片 120，其中至少有一面贴有复数个压电片122。机电转换单元12并电性连结一输出端123， 以将压电片122形变的后所产生的电能输出。在本专利技术实施例中，为了使输出电能增加，在金属片120的上下两面各贴合复数个压电片122。在另一实施例中，金属片120也可以被取代为导电片，比如以塑胶材质的平板表面镀导电层。此外，本专利技术的机电转换单元12利用电路板124，如图2所示，以将该些压电片122以串联或并联相接，并将该些压电片因形变而产生的电流输出至输出端123。本专利技术的另一较佳实施例如图3A至3C所示，选择使用多个电子元件125将该些压电片122做电性连接，如图3A所示。利用电子元件125的好处是，压电片具有较大的变形空间，并提高压电发电模块1压电转换的灵敏度。另外，由于一般压电片122系为陶瓷材料所制，压电片122的面积若是太大，在受到挠曲力时还是很容易碎裂，特别在本案中，为了使平板式的压电发电模块1可以尽量轻薄，同时，又能保护压电片122本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春翰，陈一天，叶健生，念家富，叶威廷，
申请(专利权)人：翰阳应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：