转轴2-3-2旋转，并拨动金属弹性基板2-4-2-2与压电元件2-4-2-3使其产生形变，基于正压电效应产生电能；气体波动发电阶段，随着进入气缸气体量的增加，压缩空气推动活塞使气缸I正常运动，活塞运动时气缸I和压电发电装置2内会产生不稳定的气体波动，不断地对旋转风扇2-3-1施加交变的作用力，使旋转风扇2-3-1带动旋转轴
2-3-2旋转，进而使金属弹性基板2-4-2-2与压电元件2-4-2-3产生弯曲形变，基于正压电效应产生电能;复位发电阶段，在旋转轴2-3-2拨动金属弹性基板2-4-2-2与压电元件2-4-2-3的同时，金属弹性基板2-4-2-2由于其自身的弹性回复力带动压电元件2-4-2-3进行复位，从而有负电输出，重复上述工作过程，可实现本实用新型的连续发电。
【主权项】
1.用于气动系统物联网节点供能的转动式发电气缸，其特征在于:所述用于气动系统物联网节点供能的旋转型外置式发电气缸由气缸(I)和压电发电装置(2)组成;所述气缸(I)后端盖中心位置设有螺纹通孔(1-1)结构，其用于与压电发电装置(2)中腔体端盖(2-1)一侧端部的外螺纹一 (2-1-2)旋合连接，实现气缸(I)与压电发电装置(2)的紧固连接，所述压电发电装置(2)包括腔体端盖(2-1)、前部腔体组件(2-2)、旋转组件(2-3)和后部腔体组件(2-4)，所述腔体端盖(2-1)—侧端部的外螺纹一 (2-1-2)中心位置设有通孔一 (2-1-1)，其用于实现气缸(I)与压电发电装置(2)之间气体的流通，所述腔体端盖(2-1)—侧端部设置有外螺纹一 (2-1-2)，其用于与气缸(I)后端盖中心位置的螺纹通孔(1-1)旋合连接，实现气缸(I)与压电发电装置(2)的紧固连接，所述腔体端盖(2-1)另一侧端部设有外螺纹二 (2-1-3)，其用于与前部腔体组件(2-2)中一侧端部位置的内螺纹(2-2-1-1)旋合连接，实现腔体端盖(2-1)与前部腔体组件(2-2)的紧固连接，所述前部腔体组件(2-2)包括前部腔体(2-2-1)和紧定螺栓(2-2-2)，所述前部腔体组件(2-2)中前部腔体(2-2-1)端部内侧设有内螺纹(2-2-1-1)，其用于与腔体端盖(2-1)另一侧端部设有外螺纹二 (2-1-3)旋合连接，实现前部腔体组件(2-2)中前部腔体(2-2-1)与腔体端盖(2-1)的紧固连接，所述前部腔体组件(2-2)中前部腔体(2-2-1)内部设有容腔(2-2-1-2)，其用于实现气缸(I)与压电发电装置(2)之间气体的流通以及容纳旋转组件(2-3)中的旋转风扇(2-3-1)，所述前部腔体组件(2-2)中前部腔体(2-2-1)内部设有固定腔(2-2-1 -3)，其用于固定旋转组件(2-3)中旋转轴(2-3-2)，实现前部腔体组件(2-2)的密封以及前部腔体组件(2-2)与旋转组件(2-3)中旋转轴(2-3-2)的紧密配合，所述前部腔体组件(2-2)外侧端部设有内螺纹盲孔(2-2-1-4)，其用于与后部腔体组件(2-4)中的通孔二 (2-4-1-1)相配合以及用于与前部腔体组件(2-2)中的紧定螺栓(2-2-2)旋合连接，实现前部腔体组件(2-2)与后部腔体组件(2-4)的紧固连接，所述前部腔体组件(2-2)中的紧定螺栓(2-2-2)，其用于与后部腔体组件(2-4)中的通孔二 (2-4-1-1)配合和前部腔体组件(2-2)外侧端部的内螺纹盲孔(2-2-1-4)旋合连接，实现前部腔体组件(2-2)与后部腔体组件(2-4)的紧固连接，所述旋转组件(2-3)包括旋转风扇(2-3-1)和旋转轴(2-3-2)，所述旋转组件(2-3)中的旋转风扇(2-3-1)内侧设有通孔四(2_3_1_1)，其用于与旋转组件(2-3)中旋转轴(2-3-2)端部粘接，实现旋转风扇(2-3-1)与旋转轴(2-3-2)的紧固连接，所述旋转组件(2-3)中旋转轴(2-3-2)外侧设有环形凹槽(2-3-2-2)，其用于与密封圈(2-3-2-1)配合实现前部腔体组件(2-2)的密封，旋转组件(2-3)中所述旋转组件旋转轴(2-3-2)外部设有凸台(2-3-2-3)，其用于拨动后部腔体组件(2-4)中发电组件(2-4-2)中的金属弹性基板(2-4-2-2)，实现金属弹性基板(2-4-2-2)的机械形变，所述后部腔体组件(2-4)包括后部腔体结构(2-4-1)和发电组件(2-4-2)，所述后部腔体组件(2-4)中的后部腔体结构(2-4-1)端部设有通孔二 (2-4-1-1)，其用于与前部腔体组件(2-2)中的内螺纹盲孔(2-2-1-4)和紧定螺栓(2-2-2)配合，实现后部腔体组件(2-4)与前部腔体组件(2-2)的紧固连接，所述后部腔体组件(2-4)中后部腔体结构(2-4-1)内部设有容腔(2-4-1-2)，其用于容纳旋转轴(2-3-2)和发电组件(2-4-2)，所述后部腔体组件(2-4)中后部腔体结构(2-4-1)底部设有通孔三(2-4-1-3)，其用于后部腔体组件(2-4)中发电组件(2-4-2)导线的引出，实现发电组件(2-4-2)产生电能对外输出，所述后部腔体组件(2-4)中后部腔体结构(2-4-1)侧壁设有η个矩形槽(2-4-1-4)结构，η为大于等于I的正整数，其用于粘接固定后部腔体组件(2-4)中发电组件(2-4-2)中的固定板(2-4-2-1)，实现后部腔体组件(2-4)中后部腔体结构(2-4-1)与发电组件(2-4-2)的紧固连接，所述后部腔体组件(2-4)中发电组件(2-4-2)中设有η个固定板(2-4-2-l)，n为大于等于I的正整数，其用于与后部腔体组件(2-4)中后部腔体结构(2-4-1)侧壁的矩形槽(2-4-1-4)粘接，实现发电组件(2-4-2)与后部腔体组件(2-4)中后部腔体结构(2-4-1)的紧固连接，以及用于与金属弹性基板(2-4-2-2)粘接，以实现固定板(2-4-2-1)与金属弹性基板(2-4-2-2)的紧固连接，所述后部腔体组件(2-4)中发电组件(2-4-2)设有m个金属弹性基板(2-4-2-2)，m为大于等于I的正整数，其用于粘接后部腔体组件(2-4)中发电组件(2-4-2)的压电元件(2-4-2-3)，实现金属弹性基板(2-4-2-2)与压电元件(2-4-2-3)的紧固连接，以及与固定板(2-4-2-1)粘接，实现金属弹性基板(2-4-2-2)与固定板(2-4-2-1)的紧固连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于气动系统物联网节点供能的转动式发电气缸，以解决当前气动压电发电装置结构复杂、能量利用率低、噪声大等问题。本实用新型包括气缸本体和压电发电装置，发电装置通过螺纹副与气缸后端连接。压电发电装置由腔体端盖、前部腔体组件、旋转组件和后部腔体组件组成，在气动压力冲击以及气体压力波动作用下，旋转风扇带动旋转轴旋转进而使金属弹性基板和压电元件产生形变，基于正压电效应产生电能，并由于金属基板的弹性回复力带动压电元件复位，再次产生电能。本实用新型具有结构紧凑、将机械能直接转化为电能并可通过整流储能电路将产生的电能收集整理，为物联网节点进行供能等优势，在气动技术领域具有广阔的应用前景。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN205195595
【申请号】CN201520962035
【发明人】程廷海, 王英廷, 秦峰, 宋兆阳, 包钢, 李博文, 张邦成
【申请人】长春工业大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月30日