阅读说明：本技术 一种基于压电材料的发电装置 (Power generation device based on piezoelectric material ) 是由 王丽霞 于 2019-12-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及压电领域,更具体的说是一种基于压电材料的发电装置,包括顶压板、中圆柱、弹簧套柱、底座片、橡胶块、压片和压电晶体材料,本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力,避免直接的冲击造成压电材料损坏。所述顶压板的下侧中部固定连接有中圆柱,中圆柱的下部固定连接有底座片,底座片的下侧固定连接有橡胶块,压片上侧的左右两端均固定连接有弹簧套柱,两个弹簧套柱分别竖直滑动连接在底座片的左右两端,两个弹簧套柱上均套接有压缩弹簧I,两个压缩弹簧I均位于压片与底座片之间,压片压在压电晶体材料的上侧。(The invention relates to the field of piezoelectricity, in particular to a power generation device based on a piezoelectric material, which comprises a top pressure plate, a middle cylinder, a spring sleeve column, a base plate, a rubber block, a pressing sheet and a piezoelectric crystal material. Cylinder in the downside middle part fixedly connected with of roof pressure board, well cylindrical lower part fixedly connected with base plate, the downside fixedly connected with block rubber of base plate, the equal fixedly connected with spring housing post in both ends about the preforming upside, two spring housing posts are vertical sliding connection respectively both ends about the base plate, all cup jointed compression spring I on two spring housing posts, and two compression spring I all are located between preforming and the base plate, and the upside at the piezocrystal material is pressed to the preforming.)

一种基于压电材料的发电装置

技术领域

本发明涉及压电领域，更具体的说是一种基于压电材料的发电装置。

背景技术

压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成比例。这一现象被称为压电效应。压电效应的机理是：具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化，而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形。

发明内容

本发明提供一种基于压电材料的发电装置，其有益效果为本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力，避免直接的冲击造成压电材料损坏。

本发明涉及压电领域，更具体的说是一种基于压电材料的发电装置，包括顶压板、中圆柱、弹簧套柱、底座片、橡胶块、压片和压电晶体材料，本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力，避免直接的冲击造成压电材料损坏。

所述顶压板的下侧中部固定连接有中圆柱，中圆柱的下部固定连接有底座片，底座片的下侧固定连接有橡胶块，压片上侧的左右两端均固定连接有弹簧套柱，两个弹簧套柱分别竖直滑动连接在底座片的左右两端，两个弹簧套柱上均套接有压缩弹簧I，两个压缩弹簧I均位于压片与底座片之间，压片压在压电晶体材料的上侧。

所述基于压电材料的发电装置还包括平板、竖板、竖导柱、挡销和底座板，压电晶体材料固定在底座板的上侧，底座板上侧的左右两端均固定连接有竖板，两个竖板的上端固定连接有平板，顶压板下侧的左右两端均固定连接有竖导柱，两个竖导柱分别竖向滑动连接在平板的左右两端，两个竖导柱的外侧均固定连接有挡销，两个挡销均位于平板的下侧，中圆柱上套接有压缩弹簧II，压缩弹簧II位于顶压板和平板之间。

所述基于压电材料的发电装置还包括橡胶柱，顶压板的下侧固定连接有两个橡胶柱。

所述基于压电材料的发电装置还包括导电柱和压头，两个导电柱分别横向滑动连接在两个竖板上，两个导电柱的内端均固定连接有压头，两个压头分别与压电晶体材料的左右两侧相接触，两个导电柱上均套接有压缩弹簧III，两个压缩弹簧III分别位于两个竖板的内侧。

所述基于压电材料的发电装置还包括L形扣板，底座板上侧的前后两端均通过螺钉可拆卸地固定连接有L形扣板，两个L形扣板分别压在压电晶体材料的前后两端。

所述基于压电材料的发电装置还包括凸片、竖架、紧固螺钉、插筒、转轴、棘轮和限位环，两个竖导柱的内侧均从上至下设置有多个凸片，平板后侧的左右两端均固定连接有竖架，两个竖架的下部均转动连接有转轴，两个转轴的前端均固定连接有棘轮，两个竖导柱下移时通过多个凸片分别拨动两个棘轮转动，两个转轴的后端均固定连接有插筒，两个插筒上均通过螺纹连接有紧固螺钉。

所述基于压电材料的发电装置还包括矩形平框、立杆和固定轴，矩形平框下侧的左右两端均固定连接有立杆，两个立杆的下端均固定连接有横向设置的固定轴，两个固定轴的内端分别固定连接在底座板的左右两侧，矩形平框位于顶压板的外周位置，矩形平框位于顶压板的下方。

所述基于压电材料的发电装置还包括加强杆，两个加强杆的上部的前后两侧均固定连接有加强杆，四个加强杆的上端均固定连接在矩形平框上。

所述基于压电材料的发电装置还包括支撑螺杆、螺母、铰接凸片和固定座，两个固定座的上端均固定连接有铰接凸片，两个铰接凸片分别转动连接在两个固定轴的外端，两个固定轴的外端均通过螺纹连接有螺母，两个螺母分别挡在两个铰接凸片的外侧，底座板的四个角处均通过螺纹连接有支撑螺杆。

所述基于压电材料的发电装置还包括螺钉插孔，两个固定座上均设置有多个螺钉插孔。

本发明一种基于压电材料的发电装置的有益效果为：

本发明一种基于压电材料的发电装置，下压顶压板时，带动中圆柱和底座片向下移动，底座片向下移动压动两个弹簧套柱上的压缩弹簧I，由小至大将压力逐渐传递给压电晶体材料，待橡胶块与压片的上侧相接触后，即可将全部压力传递给压电晶体材料，使得压电晶体材料发电。本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力，避免直接的冲击造成压电材料损坏。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明一种基于压电材料的发电装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于压电材料的发电装置的部分结构示意图一；

图3为本发明一种基于压电材料的发电装置的部分结构示意图二；

图4为平板的结构示意图一；

图5为平板的结构示意图二；

图6为顶压板和中圆柱的结构示意图一；

图7为顶压板和中圆柱的结构示意图二；

图8为压电晶体材料的结构示意图；

图9为矩形平框的结构示意图。

图中：平板1；竖板101；导电柱102；压头103；竖架104；紧固螺钉105；插筒106；转轴107；棘轮108；限位环109；顶压板2；竖导柱201；挡销202；凸片203；橡胶柱204；中圆柱3；弹簧套柱301；底座片302；橡胶块303；压片304；压电晶体材料4；底座板401；L形扣板402；支撑螺杆403；矩形平框5；加强杆501；立杆502；螺母503；铰接凸片504；固定座505；螺钉插孔506；固定轴507。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

具体实施方式一：

下面结合图1-9说明本实施方式，本发明涉及压电领域，更具体的说是一种基于压电材料的发电装置，包括顶压板2、中圆柱3、弹簧套柱301、底座片302、橡胶块303、压片304和压电晶体材料4，本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力，避免直接的冲击造成压电材料损坏。

所述顶压板2的下侧中部固定连接有中圆柱3，中圆柱3的下部固定连接有底座片302，底座片302的下侧固定连接有橡胶块303，压片304上侧的左右两端均固定连接有弹簧套柱301，两个弹簧套柱301分别竖直滑动连接在底座片302的左右两端，两个弹簧套柱301上均套接有压缩弹簧I，两个压缩弹簧I均位于压片304与底座片302之间，压片304压在压电晶体材料4的上侧。下压顶压板2时，带动中圆柱3和底座片302向下移动，底座片302向下移动压动两个弹簧套柱301上的压缩弹簧I，由小至大将压力逐渐传递给压电晶体材料4，待橡胶块303与压片304的上侧相接触后，即可将全部压力传递给压电晶体材料4，使得压电晶体材料4发电。本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力，避免直接的冲击造成压电材料损坏。

具体实施方式二：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括平板1、竖板101、竖导柱201、挡销202和底座板401，压电晶体材料4固定在底座板401的上侧，底座板401上侧的左右两端均固定连接有竖板101，两个竖板101的上端固定连接有平板1，顶压板2下侧的左右两端均固定连接有竖导柱201，两个竖导柱201分别竖向滑动连接在平板1的左右两端，两个竖导柱201的外侧均固定连接有挡销202，两个挡销202均位于平板1的下侧，中圆柱3上套接有压缩弹簧II，压缩弹簧II位于顶压板2和平板1之间。两个竖板101支撑在底座板401与平板1之间，下压顶压板2时，两个竖导柱201在平板1上向下移动，当顶压板2不受压力时，压缩弹簧II帮助顶压板2上升回到原位；顶压板2在使用时需要设置在道路上，并且使得顶压板2略高于路面，使得车辆或者行人经过其上方时向下压动顶压板2发电。

具体实施方式三：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括橡胶柱204，顶压板2的下侧固定连接有两个橡胶柱204。两个橡胶柱204的作用是垫在顶压板2与平板1之间，当两个橡胶柱204与平板1接触后，不会再向下移动，防止顶压板2向下移动过大，避免顶压板2向下移动过大造成的压电晶体材料4被压坏，另外两个橡胶柱204为橡胶材质，起到了缓冲的作用。

具体实施方式四：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括导电柱102和压头103，两个导电柱102分别横向滑动连接在两个竖板101上，两个导电柱102的内端均固定连接有压头103，两个压头103分别与压电晶体材料4的左右两侧相接触，两个导电柱102上均套接有压缩弹簧III，两个压缩弹簧III分别位于两个竖板101的内侧。两个压缩弹簧III始终给予两个压头103和两个导电柱102向内的力，使得压电晶体材料4被压时发生微小形变时，两个导电柱102仍可以与压电晶体材料4的两侧接触。两个导电柱102的外端用来连接导线，进而将电能收集。

具体实施方式五：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括L形扣板402，底座板401上侧的前后两端均通过螺钉可拆卸地固定连接有L形扣板402，两个L形扣板402分别压在压电晶体材料4的前后两端。两个L形扣板402均为可拆卸的设计，方便更换压电晶体材料4。

具体实施方式六：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括凸片203、竖架104、紧固螺钉105、插筒106、转轴107、棘轮108和限位环109，两个竖导柱201的内侧均从上至下设置有多个凸片203，平板1后侧的左右两端均固定连接有竖架104，两个竖架104的下部均转动连接有转轴107，两个转轴107的前端均固定连接有棘轮108，两个竖导柱201下移时通过多个凸片203分别拨动两个棘轮108转动，两个转轴107的后端均固定连接有插筒106，两个插筒106上均通过螺纹连接有紧固螺钉105。顶压板2被压向下移动还会带动两个竖导柱201上的多个凸片203向下移动，两个竖导柱201下移时通过多个凸片203分别拨动两个棘轮108转动，两个棘轮108只能单向转动，所以两个竖导柱201上升回位时不会使两个棘轮108转动，两个棘轮108转动时分别带动两个转轴107和两个插筒106转动，两个插筒106处用于连接发电机的轴，紧固螺钉105可以将发电机的轴固定在插筒106上，进而两个插筒106转动分别驱动两个发电机转动发电。进而对顶压板2向下移动的运动也进行利用，提高发电效率。

具体实施方式七：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括矩形平框5、立杆502和固定轴507，矩形平框5下侧的左右两端均固定连接有立杆502，两个立杆502的下端均固定连接有横向设置的固定轴507，两个固定轴507的内端分别固定连接在底座板401的左右两侧，矩形平框5位于顶压板2的外周位置，矩形平框5位于顶压板2的下方。矩形平框5用来固定在地面上，矩形平框5以下的零件需要在设置时放入地下。立杆502用来支撑矩形平框5。

具体实施方式八：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括加强杆501，两个加强杆501的上部的前后两侧均固定连接有加强杆501，四个加强杆501的上端均固定连接在矩形平框5上。四个加强杆501提高了立杆502与矩形平框5的连接强度。

具体实施方式九：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括支撑螺杆403、螺母503、铰接凸片504和固定座505，两个固定座505的上端均固定连接有铰接凸片504，两个铰接凸片504分别转动连接在两个固定轴507的外端，两个固定轴507的外端均通过螺纹连接有螺母503，两个螺母503分别挡在两个铰接凸片504的外侧，底座板401的四个角处均通过螺纹连接有支撑螺杆403。当路面为陡坡时，可以安装两个固定座505，使得两个立杆502分别通过两个固定轴507在两个铰接凸片504上转动，使得矩形平框5和顶压板2均变为与陡坡相对的倾斜状态，旋动四个支撑螺杆403伸出底座板401的长度可以将底座板401支撑起来，将底座板401支撑在不同的斜度上，两个螺母503用来防止两个铰接凸片504脱离。

具体实施方式十：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述基于压电材料的发电装置还包括螺钉插孔506，两个固定座505上均设置有多个螺钉插孔506。多个螺钉插孔506用来***螺钉，进而将两个固定座505固定在地下。

本发明的工作原理：下压顶压板2时，带动中圆柱3和底座片302向下移动，底座片302向下移动压动两个弹簧套柱301上的压缩弹簧I，由小至大将压力逐渐传递给压电晶体材料4，待橡胶块303与压片304的上侧相接触后，即可将全部压力传递给压电晶体材料4，使得压电晶体材料4发电。本发明可以使得压力压在压电材料上时具有一定的缓冲能力，避免直接的冲击造成压电材料损坏。两个竖板101支撑在底座板401与平板1之间，下压顶压板2时，两个竖导柱201在平板1上向下移动，当顶压板2不受压力时，压缩弹簧II帮助顶压板2上升回到原位；顶压板2在使用时需要设置在道路上，并且使得顶压板2略高于路面，使得车辆或者行人经过其上方时向下压动顶压板2发电。两个橡胶柱204的作用是垫在顶压板2与平板1之间，当两个橡胶柱204与平板1接触后，不会再向下移动，防止顶压板2向下移动过大，避免顶压板2向下移动过大造成的压电晶体材料4被压坏，另外两个橡胶柱204为橡胶材质，起到了缓冲的作用。两个压缩弹簧III始终给予两个压头103和两个导电柱102向内的力，使得压电晶体材料4被压时发生微小形变时，两个导电柱102仍可以与压电晶体材料4的两侧接触。两个导电柱102的外端用来连接导线，进而将电能收集。两个L形扣板402均为可拆卸的设计，方便更换压电晶体材料4。顶压板2被压向下移动还会带动两个竖导柱201上的多个凸片203向下移动，两个竖导柱201下移时通过多个凸片203分别拨动两个棘轮108转动，两个棘轮108只能单向转动，所以两个竖导柱201上升回位时不会使两个棘轮108转动，两个棘轮108转动时分别带动两个转轴107和两个插筒106转动，两个插筒106处用于连接发电机的轴，紧固螺钉105可以将发电机的轴固定在插筒106上，进而两个插筒106转动分别驱动两个发电机转动发电。进而对顶压板2向下移动的运动也进行利用，提高发电效率。矩形平框5用来固定在地面上，矩形平框5以下的零件需要在设置时放入地下。立杆502用来支撑矩形平框5。四个加强杆501提高了立杆502与矩形平框5的连接强度。当路面为陡坡时，可以安装两个固定座505，使得两个立杆502分别通过两个固定轴507在两个铰接凸片504上转动，使得矩形平框5和顶压板2均变为与陡坡相对的倾斜状态，旋动四个支撑螺杆403伸出底座板401的长度可以将底座板401支撑起来，将底座板401支撑在不同的斜度上，两个螺母503用来防止两个铰接凸片504脱离。多个螺钉插孔506用来***螺钉，进而将两个固定座505固定在地下。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。