專利名稱：一種壓電發電裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及到壓電材料發電領域，具體指小型壓電發電裝置。
背景技術：
壓電材料具有正壓電效應和逆壓電效應，其正壓電效應是將機械能轉換為電能。利 用壓電材料進行發電的應用目前正在普及開來，例如壓電發電裝置與發光二極管LED 結合起來，可以將其置于鞋底板內，隨著人的走動，將人體運動的機械能轉化為電能發 光；又或者可以將其應用于高速公路上，利用高速公路的振動來發電點亮裝飾彩燈。象 這類壓電發電裝置，其發電電荷量與壓電陶瓷板的厚度成反比，而與壓電陶瓷板的面積 成正比。因此為了增大發電電流，通常是盡可能地減小壓電陶瓷片的厚度，并增大壓電 陶瓷片的面積。但是在一些需要攜帶或者用在移動物體上的壓電發電裝置，人們希望該 發電裝置越小越好，所以不可能無限制的增大壓電材料的表面積，只好通過減薄壓電材 料的厚度來增大發電電流。目前壓電陶瓷的厚度己經可以做到O.l毫米。但是因為壓電 陶瓷片的材質是陶瓷，再繼續減薄其厚度，不僅制作難度高，而且容易破損，如此一來 就限制了發電電荷增加的額度。而且壓電陶瓷片所產生的電壓與壓電陶瓷片的變形即伸 縮量以及陶瓷的厚度均成正比，因此如上所述的壓電發電裝置如果連接多個LED燈時， 發電電壓過低會不能正常點燈。在這種情況下，對壓電陶瓷片的厚度有一定的要求，現 有的技術不能滿足該需要。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種壓電陶瓷片厚度較大 的小型壓電發電裝置，其可以通過放大施加到壓電陶瓷片上的壓力而同時增大發電電流 和發電電壓。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為該壓電發電裝置，包括基板和固定 在基板上的壓電陶瓷片，其特征在于所述壓電陶瓷片的上方還設有一端與基板固定的 壓板，所述壓板的下表面上固設有壓塊，所述壓塊對應于壓電陶瓷片的中部，壓塊隨壓 板的上下運動間歇地施加載荷于壓電陶瓷片上。固設在基板上的壓電陶瓷片在受到彎曲 應力時，即會產生壓縮應力或擴張應力，壓電發電裝置的發電電流和電壓與所產生的壓
縮應力或擴張應力成正比；而壓塊的設計，采用了杠桿原理，可以將壓力放大，這樣， 即使壓電陶瓷片的厚度較大，該壓電發電裝置也能夠產生大的發電電流和發電電壓。
較好的，所述壓板為可以采用" "形彎曲結構，這樣在施加壓力使壓板上下移動 時，所述壓板的一端與基板接觸而不會過度變形；所述壓板還可以采用直線形、弧形等。
作為上述方案的優選，為了不使壓板受壓過度變形，可以在所述壓板的另一個端部 和基板的另一個端部之間設有限位塊，通過限位塊限制壓板下移的距離，從而限制壓板 的變形量。所述限位塊可以固設在壓板的下表面上，也可以固設在基板的上表面上。
如上所述方案中，由于壓板和壓塊的設計，能夠將通過放大壓力的辦法來增加發電 電流和電壓，所述壓電陶瓷片的厚度可以大于等于0.5毫米。
作為上述方案的進一步的優選，所述壓電陶瓷片可以采用積層結構，以進一步地提 高發電電流。
所述壓電陶瓷片的厚度可以大于等于0.5毫米。
與現有技術相比，由于本發明采用了壓板和壓塊將壓力傳遞到壓電陶瓷片上，通過 壓塊的杠桿作用原理能夠將壓力放大若干倍，例如可將手指的按壓力放大到相當于人體 體重的壓力程度，因此該壓電發電裝置不需要通過加大壓電陶瓷片的面積和/或犧牲厚度 的方法來獲得較大的電流，同時還可以同步增大發電電壓；而積層壓電陶瓷片的設計， 進一步提高了壓電陶瓷片的發電電流。該壓電發電裝置加工方便、使用壽命長。
圖1為本發明實施例1的平面結構示意圖； 圖2為本發明實施例2的平面結構示意圖； 圖3為本發明實施例3的平面結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例1
如1所示，該壓電發電裝置包括厚度為1毫米的粘貼銅箔的玻璃環氧樹脂基板1， 固定在基板1上的壓電陶瓷片2，所述壓電陶瓷片2的厚度為0.6毫米。厚度為0.5毫米 的不銹鋼壓板3的左端部與基板1的左端部固定在一起，所述壓板3為" "形彎曲結 構。壓板3的下表面上固定有經過絕緣處理的鋁質壓塊4，所述壓塊4對應于壓電陶瓷 片2的中部。該壓電發電裝置通過壓塊4與壓電陶瓷片2的杠桿作用，能夠在不改變受 力的情況下，增加發電電流和發電電壓。該壓電發電裝置可以應用于多個LED并使之
連續發光。
實施例2
如圖2所示，本實施例中，壓電陶瓷片2采用能夠進一步增加發電電流的積層結構 的壓電陶瓷片，在基板1和壓板3的右端部設有限位塊5，限位塊5的設置能夠保護壓 板3不致過度彎曲。其余同實施例l。
實施例3
如圖3所示，本實施例是實施例2的一個應用例，將實施例2中的壓電發電裝置6 應用于運動鞋7中，壓電發電裝置6能夠同時連接30個LED，步行時腳后跟對壓電發 電裝置6所施加的壓力能夠使30個LED同時發光，且壓電發電裝置6的厚度和大小安 裝在該運動鞋的鞋底內毫無異物不適感。
權利要求
1.一種壓電發電裝置，包括基板和固定在基板上的壓電陶瓷片，其特征在于所述壓電陶瓷片的上方還設有一端與基板固定的壓板，所述壓板的下表面上固設有壓塊，所述壓塊對應于壓電陶瓷片的中部，壓塊隨壓板的上下運動間歇地施加載荷于壓電陶瓷片上。
2、 根據權利要求1所述的壓電發電裝置，其特征在于所述壓板為" "形彎曲 結構。
3、 根據權利要求l所述的壓電發電裝置，其特征在于所述壓板的另一個端部和 基板的另一個端部之間還設有限位塊。
4、 根據權利要求3所述的壓電發電裝置，其特征在于所述限位塊固設在壓板的 下表面上或者固設在基板的上表面上。
5、 根據權利要求1至4任一權利要求所述的壓電發電裝置，其特征在于所述壓電陶瓷片的厚度大于等于0.5毫米。
6、 根據權利要求1至4任一權利要求所述的壓電發電裝置，其特征在于所述壓電陶瓷片為積層結構，壓電陶瓷片的整體厚度大于等于0.5毫米。
全文摘要
本發明涉及到一種壓電發電裝置，包括基板和固定在基板上的壓電陶瓷片，其特征在于壓電陶瓷片的上方還設有能夠上下移動的壓板，所述壓板的下表面上固設有壓塊，所述壓塊對應于壓電陶瓷片的中部，壓塊隨壓板的上下運動間歇地施加載荷于壓電陶瓷片上。固設在基板上的壓電陶瓷片在收到彎曲應力時，即會產生壓縮應力或擴張力，壓電發電裝置的發電電流和電壓與所產生的壓縮應力或擴張力成正比；而壓塊的設計，采用了杠桿原理，可以將壓力放大，這樣，即使壓電陶瓷片的厚度較大，該壓電發電裝置也能夠產生大的發電電流和發電電壓。
文檔編號H02N2/00GK101373934SQ20081006358
公開日2009年2月25日 申請日期2008年6月19日 優先權日2008年6月19日
發明者劉興中 申請人:劉興中