一种压电陶瓷发电装置及基于压电陶瓷发电的结构论文和设计-张海涛

全文摘要

本实用新型涉及自发电技术领域，提供了一种压电陶瓷发电装置及相关装置。装置包含弹性压电陶瓷片、脱扣结构和驱动装置，具体的：驱动装置受到外力动作时，通过所述脱扣结构带动弹性压电陶瓷片逐渐弯曲；当弹性压电陶瓷片的回弹力大于脱扣结构的预设力值或者脱扣结构处于预设状态时，弹性压电陶瓷片的末端脱离所述驱动装置后，成为自由态振动，其中，所述弹性压电陶瓷片的运动产生电能。本实用新型提供了一种适用于单次按压，便能够进行有效发电的，压电陶瓷发电装置。

主设计要求

1.一种压电陶瓷发电装置，其特征在于，包含弹性压电陶瓷片、脱扣结构和驱动装置，具体的：驱动装置受到外力动作时，通过所述脱扣结构带动弹性压电陶瓷片逐渐弯曲；当弹性压电陶瓷片的回弹力大于脱扣结构的预设力值或者脱扣结构处于预设状态时，弹性压电陶瓷片的末端脱离所述驱动装置后，成为自由态振动，其中，所述弹性压电陶瓷片的运动产生电能。

设计方案

1.一种压电陶瓷发电装置，其特征在于，包含弹性压电陶瓷片、脱扣结构和驱动装置，具体的：

驱动装置受到外力动作时，通过所述脱扣结构带动弹性压电陶瓷片逐渐弯曲；当弹性压电陶瓷片的回弹力大于脱扣结构的预设力值或者脱扣结构处于预设状态时，弹性压电陶瓷片的末端脱离所述驱动装置后，成为自由态振动，其中，所述弹性压电陶瓷片的运动产生电能。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述脱扣结构包括设置在驱动装置上的凸起A，所述凸起A可以带动所述弹性压电陶瓷片弯曲形变，则所述预设状态具体表现为所述驱动装置受到外力动作产生预设距离位移，相应的弹性压电陶瓷片被所述凸起A带动发生曲面形变，使得所述弹性压电陶瓷片映射到水平面的距离与所述凸起A到所述弹性压电陶瓷片固定端所在轴线距离相同。

3.根据权利要求2所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述驱动装置包括至少两个按键，所述按键与弹性压电陶瓷片的对应关系是多对一，则在初始状态下，对应每一个按键上的凸起A与所述弹性压电陶瓷片的表面相差第二预设距离；其中，所述第二预设距离使得对应于同一弹性压电陶瓷片的任一按键驱动相应弹性压电陶瓷片运动时，运动范围在所述第二预设距离内。

4.根据权利要求1所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述脱扣结构是由磁力吸附装置构成，其中，所述磁力吸附装置包括具有相互吸附能力的第一磁体和第二磁体，具体的：

所述弹性压电陶瓷片上设置有所述第一磁体；所述驱动装置上设置有所述第二磁体；

其中，所述第一磁体和所述第二磁体在驱动装置的初始状态下，为上下表面吸附结构或者为左右表面吸附结构。

5.根据权利要求4所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述预设力值具体为：

所述第一磁体和第二磁体之间保持相对贴合的磁吸附力。

6.根据权利要求4所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述第一磁体和第二磁体，具体为：

第一磁体和第二磁体均为永磁体；或者，

第一磁体为永磁体，第二磁体为导磁体；或者，

第一磁体为导磁体，第二磁体为永磁体。

7.根据权利要求1所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述脱扣结构具体为第一旋转槽脱扣结构，所述第一旋转槽脱扣结构包括设置在所述驱动装置侧壁上的至少两个凸起B，设置在所述驱动装置侧壁上的轨道，以及与所述轨道相耦合的导向件，其中，所述导向件被固定在压电陶瓷发电装置中，具体的：

所述驱动装置在受到外力动作时，所述驱动装置的本体在获得所述轨道相对导向件的作用力下转动；以便于在所述凸起B抵达预设位置时，与所述弹性压电陶瓷片从接触状态变为脱离状态。

8.根据权利要求7所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述轨道是由周期性分布的第一滑轨之间，耦合入第二滑轨后构成；其中，所述第一滑轨与导向件耦合运动形成的运动轨迹，构成所述驱动装置按照第一方向直线运动时的第一方向圆周转动；所述第二滑轨与导向件耦合运动形成的运动轨迹构成所述驱动装置按照第二方向直线运动时的第二方向圆周转动。

9.根据权利要求8所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述第一滑轨底部与所述第二滑轨底部交汇的端部，呈现所述第一滑轨的深度大于所述第二滑轨的深度的结构；所述第二滑轨的顶部与所述第一滑轨的顶部，呈现所述第二滑轨的深度大于所述第一滑轨的深度的结构。

10.根据权利要求7-9任一所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述至少两个凸起B包括凸起B1、凸起B2、凸起B3和凸起B4，其中，各凸起等间距的布局在驱动装置的侧壁上，具体的：

所述驱动装置在受到所述轨道相对导向件的作用力下，从初始状态一边带动所述凸起B1进行第一方向直线运动，一边带动所述凸起B1进行第一方向圆周转动；

当所述驱动装置向第一方向直线运动到预设位置时，所述凸起B1与所述弹性压电陶瓷片处于错开后的脱离状态，所述弹性压电陶瓷片脱离所述凸起B1传递来的外力驱动后运动。

11.根据权利要求10所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述第一方向圆周转动的第一角度和第二方向圆周转动的第二角度的总和构成90°。

12.根据权利要求11所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述第一角度的取值为[20°,30°]，所述第二角度的取值为[70°,80°]。

13.根据权利要求1所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述脱扣结构具体为第二旋转槽脱扣结构，所述第二旋转槽脱扣结构包括第一驱动件、由多个导轨槽和第一组导轨齿构成的引导件，以及第二驱动件；

所述引导件被固定在压电陶瓷发电装置的壳体上；

所述第一驱动件的表面设置有一个或者多个引导凸起C，以便所述第一驱动件在所述引导件内腔运动时，能够依托所述一个或者多个引导凸起C，保证所述第一驱动件与所述引导件之间在导轨槽方向上相对运动；其中，所述第一驱动件的端部设置有第二组导轨齿；

所述第二驱动件包括一个或者多个凸起E，以及一个或者多个引导凸起D，以便所述一个或者多个引导凸起D能够沿所述第一组导轨齿组中的每一齿峰划入与齿谷相衔接的导轨槽；其中，在所述导轨槽中所述引导凸起D与所述第二组导轨齿齿峰相迎时，产生与第一驱动件运动轴向偏差预设角度的作用力，以便将所述引导凸起D从第一组导轨齿的一个齿谷，推到相邻的齿峰后借由带预设角度的所述作用力滑落到相邻齿谷的轨道槽中；其中所述凸起E用于带动所述弹性压电陶瓷片完成脱离前的弯曲运动。

14.根据权利要求13所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述第二驱动件还包括第三组导轨齿，用于在所述第一驱动件指向所述第二驱动件运动时候，与所述第二组导轨齿之间进行齿合运动，从而通过齿合运动产生的交错力，将所述引导凸起D从第一组导轨齿的一个齿谷，推到相邻的齿峰后滑落到相邻齿谷的轨道槽中；

其中，所述第一组导轨齿对应的径长和布局所述引导凸起D的径长相匹配；所述第二组导轨齿与所述第三组导轨齿的径长相匹配。

15.根据权利要求13所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述引导凸起C与第二组导轨齿的齿峰在轴向上相间距为L3；所述引导凸起D与第三组导轨齿的齿峰在轴向上相距距离为L4；其中，L3与L4之间相差预设距离，从而使得所述引导凸起C和引导凸起D同时位于所述导轨槽时，相应的第二组导轨齿的齿峰与第三组导轨齿的齿谷距离齿合相差预设距离。

16.根据权利要求13-15任一所述的压电陶瓷发电装置，其特征在于，所述引导件中的轨道槽具体为深轨道槽和浅轨道槽周期性间隔分布的方式，其中，深轨道槽能够容纳所述引导凸起D进入；所述浅轨道槽则仅允许引导凸起C进入；

或者，所述引导件中轨道槽均为深轨道槽，同时允许所述引导凸起D和引导凸起C进入。

17.一种基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，包含如权利要求1-16任一所述的压电陶瓷发电装置，以及整流模块、储能装置和无线模块，具体的：

经由所述压电陶瓷发电装置所产生的能量，经过整流模块到达储能装置；所述无线模块连接所述储能装置，用于在获得储能装置供电后，发送无线控制信号。

18.根据权利要求17所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，还包括检测装置，所述检测装置连接在所述储能装置和无线模块之间，所述检测装置用于检测储能装置中的电能；以便检测装置在检测到储能装置中的电能高于预设值时，发送控制信号；

所述控制信号，用于控制负载开关打开或者控制负载切换工作模式驱动所述无线模块发送无线控制信号。

19.根据权利要求18所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，在压电陶瓷发电装置发电过程中产生的多段电能，经整流模块整流后存储在储能装置中，其中储能装置中的一部电能流入控制装置，用于维持控制装置工作在模式1中；

检测装置的一端与储能装置相连，另一端连接处理装置的控制端口，用于提供可供处理装置使用的检测信号；其中，在所述检测装置检测储能装置的能量聚集达到预设切换电能值，触发处理装置切换至工作模式2。

20.根据权利要求18所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置分别连接所述无线模块和检测装置，用于在根据获取的来自所述检测装置的电压检测信号，确认超过预设值时，调用所述无线模块发送无线控制信号。

21.根据权利要求17-20任一所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，还包括电压转换模块，所述电压转换模块连接在所述储能装置和无线模块之间，用于将蓄能装置的电压转换为无线模模块所需要的电压。

22.根据权利要求17-20任一所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，还包括传动装置，将至少两个按键的动作都传递到同一个压电陶瓷发电装置。

23.根据权利要求22所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，还包括至少一传感器，连接控制装置，用以检测一个或者多个按键被按下的动作，将检测数据传递给控制装置，以便所述控制装置确认被按下按键所对应的控制信号。

24.根据权利要求17-20任一所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，包括至少两个压电陶瓷发电装置，以及配套数量的按键，具体的：

各压电陶瓷发电装置在相应按键的按压下发电，并通过所述无线模块发送与所述压电陶瓷发电装置相匹配的无线控制信号。

25.根据权利要求24所述的基于压电陶瓷发电的结构，其特征在于，还包括至少两个识别模块，所示识别模块连接在相应压电陶瓷发电装置和控制装置之间，用于将指定按键被按下的信息反馈给所述控制装置。

设计说明书

【技术领域】

本实用新型涉及自发电技术领域，特别是涉及一种压电陶瓷发电装置及相关装置。

【背景技术】

随着技术的发展，市面上出现了越来越多需要使用电池的电子产品。然而废旧电池会对环境造成严重的污染。因而，研发一种新型方式来取代电池已成为保护环境和人类生命健康的迫切需求。

压电陶瓷材料具有独特的压电效应，可将机械能转变为电能。在外界振动或者冲击的作用下，压电陶瓷产生变形，输出电荷量。在持续振动的工况条件下，压电陶瓷也将持续不断地输出电能。经过能量转换、整流、存储、供电等诸多环节，应用于生活的技术。

压电陶瓷在受到变形时，产生感应电压并对负载输出能量。其产生的电压或能能量受很多因素影响：比如压电陶瓷的大小、等效电容容量、变形程度、变形速度等。专利CN202385033U公开了一种单晶片悬臂式压电振动发电机，其利用质心的重量，在振动环境中使得悬臂梁不断反复弯曲，进而使得悬臂梁的压电片不断产生能量。

但是，这一类技术无法在一些特定的场合使用：比如需要单次脉冲电能的场合。比如，一种自发电的遥控器或开关。在这一类应用中，希望通过用户按下开关或遥控器按钮的一瞬间的动作，触发弹性压电陶瓷片产生电能，然后供给后端的无线模块使用，发射无线信号，进而达到无线遥控的功能，可应用于自发电门铃、自发电遥控器、自发电开关等。

总之，这类应用中，并没有持续的振动，而是只有单次触发输入。

但是，一般来说，如果用户直接按压压电陶瓷片使其变形放电，压电陶瓷单次变形产生的能量是非常有限的，不足以支持无线信号的发送。

鉴于此，解决上述问题，使得通过用户的单次按压，就能够触发压电陶瓷片产生足够的电能，来支持无线的发射，是现有技术亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是如何设计一种适用于单次按压，便能够进行有效发电的，压电陶瓷发电装置。

本实用新型要解决的技术问题还包括，如何改善现有技术中因为物理接触式带动压电陶瓷发电，造成的压电陶瓷使用寿命降低的问题。

本实用新型进一步要解决的技术问题是如何设计一种适用于单次按压，便能够完成有效功能所需发电的，基于压电陶瓷发电的结构。

本实用新型进一步要解决的技术问题是，如何提供一种基于压电陶瓷发电的可用于多按键的无线发送装置。

本实用新型实施例采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种压电陶瓷发电装置，包含弹性压电陶瓷片、脱扣结构和驱动装置，具体的：

驱动装置受到外力动作时，通过所述脱扣结构带动弹性压电陶瓷片逐渐弯曲；当弹性压电陶瓷片的回弹力大于脱扣结构的预设力值或者脱扣结构处于预设状态时，弹性压电陶瓷片的末端脱离所述驱动装置后，成为自由态振动弹性压电陶瓷片，其中，所述弹性压电陶瓷片的运动产生电能。

在本实用新型中，所述脱扣结构通常表现为以下两种方式，方式一为设置在驱动装置上的部分结构与弹性压电陶瓷片的弹性部件(例如图8所示的基板) 配合实现(例如本实用新型中各种利用设置在驱动装置上的凸起A或者凸起B 实现的相关装置结构)；方式二为设置在弹性压电陶瓷片上的部分结构和设置在所述驱动装置的部分结构配合实现(例如本实用新型中所涉及的基于磁力吸附实现的脱扣结构)。

对于上述方式一来说，可以具体实现为，所述脱扣结构包括设置在驱动装置上的凸起A(如图1所示，初始状态时所述凸起A部分结构位于所述弹性压电陶瓷片部分区域之上)，所述凸起A可以带动所述弹性压电陶瓷片弯曲形变，则所述预设状态具体表现为所述驱动装置受到外力动作产生预设距离位移d1，如图 2所示，相应的弹性压电陶瓷片被所述凸起A带动发生曲面形变，使得所述弹性压电陶瓷片映射到水平面的距离L1与所述凸起A到所述弹性压电陶瓷片固定端所在轴线距离L2相同。此时达到了所述凸起A与弹性压电陶瓷片脱离相互之间能够产生作用力的状态的临界点，进一步的，所述弹性压电陶瓷片便会在回弹力的作用下加速恢复到初始位置，在其恢复到初始状态过程中，可以是经过多轮来回自由振动后停止(本实用新型的优选实现方式)、也可以是在有外部阻尼器件作用下振动一次后停止，在此不做特殊的限定。然而，在本实用新型后续实现方式中，若无特殊说明将主要以自由振动后停止的方式进行阐述。

在本实用新型诸多实现方式中，驱动装置的表现形式可以是单一的按键，也可以是两个按键或者是多个案件，因此，结合本实用新型第一方面的实现方案，存在一种扩展实现方式，所述驱动装置包括至少两个按键，所述按键与弹性压电陶瓷片的对应关系是多对一，如图3和图4所示，在初始状态下，对应每一个按键上的凸起A与所述弹性压电陶瓷片的表面相差第二预设距离d2；其中，所述第二预设距离d2使得对应于同一弹性压电陶瓷片的任一按键驱动相应弹性压电陶瓷片运动时，运动范围在所述第二预设距离d2内。其中，设置所述第二预设距离d2就是考虑到，驱动装置包括多个按键，且各按键发电的机制是通过驱动同一弹性压电陶瓷片时，用于保证在某一按键触发弹性压电陶瓷片形变，而其他按键又没有受外力运动，此时，保持初始状态不变的按键的凸起A不能够成为运动中的弹性压电陶瓷片的阻力。所述的第二预设距离d2正是为弹性压电陶瓷片的自由振动运动腾出了空间。上述对应图3和图4所示的凸起A与弹性压电陶瓷片之间位置结构关系尤其适用于本实用新型后续实施例4中所述的结构，因为，在实施例4中提供了基于第二旋转槽脱扣结构，能够完成驱动装置在完成第一方向直线运动后，凸起E能够位于类似图4所述位置，进一步保证了弹性压电陶瓷片的自由振动运动所需空间。

上述描述的凸起A，仅仅是本实用新型诸多可实现的驱动所述弹性压电陶瓷片实现振动的脱扣结构中的一种，因此，基于本实用新型还提出了除上述凸起A 方式以外的另一种脱扣结构，即由磁力吸附装置构成的脱扣结构，如图5和图6 所示，所述磁力吸附装置包括具有相互吸附能力的第一磁体和第二磁体，具体的：

所述弹性压电陶瓷片上设置有所述第一磁体；所述驱动装置上设置有所述第二磁体；

其中，所述第一磁体和所述第二磁体在驱动装置不受外力的初始状态下，为上下表面吸附结构或者为左右表面吸附结构。按照图5所示的视角来看，为了能够实现驱动装置受到外力动作被下压的时候，第一磁体和第二磁体能够顺序脱离开，因此初始状态时，设置在弹性压电陶瓷片上的第一磁体位于所述第二磁体上方，即上述的上下表面吸附结构的具体表现。按照图6所示的视角来看，第一磁体和第二磁体采用了一种左右表面吸附的结构，如图7所示，为对应图6所示的脱扣结构中第一磁体和第二磁体处于脱离状态的效果示意图。相对图5的结构而言，由于采用了水平放置替代迭代放置，因此，图6结构的实现方式相比较图5结构的实现方式而言，同样高度(或者描述为厚度)的压电陶瓷发电装置，图6所示结构相对允许的驱动装置活动空间会比图5所示的大，因此，由此带来的允许产生的弹性压电陶瓷片的形变大小也能够比等同厚度下的图5结构大。

基于上述的利用第一磁体和第二磁体之间的磁力吸附，作为脱扣结构实现方式的，其中，所述预设力值具体为：所述第一磁体和第二磁体之间保持相对贴合的磁吸附力。在本实用新型中还对于其具体实现细节给与了几种可行的方式描述，例如：所述第一磁体和第二磁体，具体为：第一磁体和第二磁体均为永磁体；或者，第一磁体为永磁体，第二磁体为导磁体；或者，第一磁体为导磁体，第二磁体为永磁体。

上述已经给与了两种脱扣结构的实现方式，包括利用凸起A来实现的，以及利用磁体组合来实现的，另外，本实用新型还提供了一种更为精巧的结构，如图8-图11所示，所述脱扣结构具体为第一旋转槽脱扣结构(相比较上述磁力组合结构而言，该结构可认为是与凸起A属于同类型的)，所述第一旋转槽脱扣结构包括设置在所述驱动装置侧壁上的至少两个凸起B，设置在所述驱动装置侧壁上的轨道(如图10和图11中所示的轨道1和轨道2)，以及与所述轨道相耦合的导向件，其中，所述导向件被固定在压电陶瓷发电装置中，具体的：

所述驱动装置在受到外力动作时(如图9所示为向下压力)，所述驱动装置的本体在获得所述轨道相对导向件的作用力下转动；以便于在所述凸起B抵达预设位置(此处的预设位置为预设状态的具体表现形式之一)时，与所述弹性压电陶瓷片从接触状态变为脱离状态；其中，所述接触状态和脱离状态为相应脱扣结构的典型的两个呈现状态。

如图10和图11所示，所述轨道是由周期性分布的第一滑轨(即图10和图11中所示的轨道1)之间，耦合入所述第二滑轨(即图10和图11中所示的轨道2)后构成；其中，所述第一滑轨与导向件耦合运动形成的运动轨迹，构成所述驱动装置按照第一方向直线运动时的第一方向圆周转动；所述第二滑轨与导向件耦合运动形成的运动轨迹构成所述驱动装置按照第二方向直线运动时的第二方向圆周转动。

在本实用新型中，为了更好的实现导向件在第一滑轨和第二滑轨之间的周期性的切换，还提供了一种优选的实现方案，具体的：所述第一滑轨底部与所述第二滑轨底部交汇的端部，呈现所述第一滑轨的深度大于所述第二滑轨的深度的结构，以图11为例，其中台阶3即由上述第一滑轨底部与所述第二滑轨底部交汇的端部，呈现所述第一滑轨的深度大于所述第二滑轨的深度构成的；所述第二滑轨的顶部与所述第一滑轨的顶部，呈现所述第二滑轨的深度大于所述第一滑轨的深度的结构，以图11为例，其中台阶2即由上述第二滑轨的顶部与所述第一滑轨的顶部，呈现所述第二滑轨的深度大于所述第一滑轨的深度构成的。

以图11为例，给与了上述至少两个凸起B一种具体可实现方式，具体包括凸起B1、凸起B2、凸起B3和凸起B4(图11中，从左到右依次为凸起B1、凸起 B2和凸起B3，因为凸起B4在图11中的背面，因此没有做相应标注)，其中，各凸起等间距的布局在驱动装置的侧壁上，具体的：

所述驱动装置在受到所述轨道相对导向件的作用力下，从初始状态一边带动所述凸起B1进行第一方向直线运动，一边带动所述凸起B1进行第一方向圆周转动；以图8和图9所示视角，所述第一方向为垂直向下，以图11所示的视角而言，所述第一方向为顺时针方向。

当所述驱动装置向第一方向直线运动到预设位置时，所述凸起B1与所述弹性压电陶瓷片处于错开后的脱离状态，所述弹性压电陶瓷片脱离所述凸起B1传递来的外力驱动后运动。如图12所示，是凸起B1与弹性压电陶瓷片之间已经处理脱离状态的效果示意图。

对于上述的第一方向圆周转动和第二方向圆周转动可以采用同向实现，也可以采用非同向的设计，而对于同向的设计在本实用新型中还提供了一套可行的旋转角度的参数设计，具体的，所述第一方向圆周转动的第一角度和所述第二方向圆周转动的第二角度的总和构成90°。例如，所述第一角度的取值为 [20°,30°]，所述第二角度的取值为[70°,80°]，上述角度为优选角度，在本实用新型具体实施例中还将对比性的引入其他角度进行阐述。之所以这么分配旋转角度，是为了能够提高外力动作转换为凸起B驱动所述弹性压电陶瓷片的作用力的效率，其中，所述旋转角度的大小另一个角度表现的是所述第一滑轨的倾斜角度比所述第二滑轨的倾斜角度大。如图13所示，为对应第一角度为30 度，第二角度为60度形成的凸起B(包括凸起B1、凸起B2、凸起B3或凸起B4) 的变化角度与相应凸起B与导向件在如图8所示的垂直方向上的相对距离的变化曲线，其中，图13是默认的以初始状态时相对距离为原点进行展示的。

本实用新型已经公开了至少利用简单凸起A来实现脱扣结构，以及通过磁力吸附组合来实现脱扣结构，还有上述的利用第一旋转槽脱扣结构的，除此以外，本实用新型还提供了另一种旋转脱扣结构，如图14-图17所示，所述脱扣结构具体为第二旋转槽脱扣结构，所述第二旋转槽脱扣结构包括第一驱动件、由多个导轨槽和第一组导轨齿构成的引导件，以及第二驱动件；其中，第一驱动件和第二驱动件构成所述驱动装置；

所述引导件被固定在压电陶瓷发电装置的壳体上；

所述第一驱动件的表面设置有一个或者多个引导凸起C，以便所述第一驱动件在所述引导件内腔运动时，能够依托所述一个或者多个引导凸起C，保证所述第一驱动件与所述引导件之间在导轨槽方向上相对运动；其中，所述第一驱动件的端部设置有第二组导轨齿；

所述第二驱动件包括一个或者多个凸起E，以及一个或者多个引导凸起D，以便所述一个或者多个引导凸起D能够沿所述第一组导轨齿组中的每一齿峰划入与齿谷相衔接的导轨槽；其中，在所述导轨槽中所述引导凸起D与所述第二组导轨齿齿峰相迎时，产生与第一驱动件运动轴向偏差预设角度的作用力，以便将所述引导凸起D从第一组导轨齿的一个齿谷，推到相邻的齿峰后借由所述带预设角度的作用力滑落到相邻齿谷的轨道槽中；其中所述凸起E用于带动所述弹性压电陶瓷片完成脱离前的弯曲运动。

为了能够实现更好的切换效果，在本实用新型中优选的，所述第二驱动件还包括第三组导轨齿，用于在所述第一驱动件指向所述第二驱动件运动时候，与所述第二组导轨齿之间进行齿合运动，从而通过齿合运动产生的交错力，将所述引导凸起D从第一组导轨齿的一个齿谷，推到相邻的齿峰后滑落到相邻齿谷的轨道槽中；

其中，所述第一组导轨齿对应的径长和布局所述引导凸起D的径长相匹配；所述第二组导轨齿与所述第三组导轨齿的径长相匹配。

同样是为了能够更有效的实现第二驱动件在引导件的作用下的圆周转动，如图15所示，所述引导凸起C与第二组导轨齿的齿峰在轴向上相间距为L3；所述引导凸起D与第三组导轨齿的齿峰在轴向上相距距离为L4；其中，L3与L4之间相差预设距离(根据各导轨齿的尺寸大小而定，通常偏差0.5-1mm即可)，从而使得所述引导凸起C和引导凸起D同时位于所述导轨槽时，相应的第二组导轨齿的齿峰与第三组导轨齿的齿谷距离齿合相差预设距离。

在本实用新型中，所述第三组导轨齿是由所述一个或者多个引导凸起D，设置在所述第二驱动件端部构成。如图15和图17所示，可以设置成条状，也可以设置成类似第一驱动件中引导凸起C的块状，在此不做特殊的限定。并且，所述的设置在所述第二驱动件端部也只是诸多可实现方式中，通过最短直线距离完成第二驱动件相对引导件转动的方式，若不考虑这一设计因素，还可以将所述引导凸起D设置所述第二驱动部的中间位置。

其中，所述引导件中的轨道槽具体为深轨道槽和浅轨道槽周期性间隔分布的方式，其中，深轨道槽能够容纳所述引导凸起D进入；所述浅轨道槽则仅允许引导凸起C进入；

或者，所述引导件中轨道槽均为深轨道槽，同时允许所述引导凸起D和引导凸起C进入。

第二方面，本实用新型还提供了一种基于压电陶瓷发电的结构，如图18所示，包含如第一方面所述的压电陶瓷发电装置，以及整流模块、储能装置和无线模块，具体的：

经由所述压电陶瓷发电装置所产生的能量，经过整流模块到达储能装置；所述无线模块连接所述储能装置，用于在获得储能装置供电后，发送无线控制信号。

在本实用新型中，还包括检测装置，所述检测装置连接在所述储能装置和无线模块之间，所述检测装置用于检测储能装置中的电能；以便检测装置在检测到储能装置中的电能高于预设值时，发送控制信号；所述控制信号，用于控制负载开关打开或者控制负载切换工作模式驱动所述无线模块发送无线控制信号。其中，最简单的实现方式，如图19所示，便是通过所述检测装置的输出信号，直接作为所述控制负载开关打开或者控制负载切换工作模式的输入信号。

在压电陶瓷发电装置发电过程中产生的多段电能，经整流模块整流后存储在储能装置中，其中储能装置中的一部电能流入控制装置，用于维持控制装置工作在模式1中；

检测装置的一端与储能装置相连，另一端连接处理装置的控制端口，用于提供可供处理装置使用的检测信号；其中，在所述检测装置检测储能装置的能量聚集达到预设切换电能值，触发处理装置切换至工作模式2。除此以外，在本实现方案中，还可以引入更为复杂的处理过程，因此，如图21所示，结构中还可以包括一控制装置，所述控制装置分别连接所述无线模块和检测装置，用于在根据获取的来自所述检测装置的电压检测信号，确认超过预设值时，调用所述无线模块发送无线控制信号。

对于多按键的使用情况，结合本实用新型第二方面，还存在一种优选的实现方案，如图22所示，还包括至少一传感器(如图22所示，给与了包含三个按键和三个传感器的示意结构场景)，连接所述控制装置，用以检测一个或者多个按键被按下的动作，将检测数据传递给控制装置，以便所述控制装置确认被按下按键所对应的控制信号。

结合本实用新型实现方案，优选的，还可以包括电压转换模块，所述电压转换模块连接在所述储能装置和无线模块之间，用于将蓄能装置的电压转换为无线模模块所需要的电压。除此以外，在还存在控制装置，并且，所述无线模块是通过所述控制装置驱动时，如图27所示，所述电压转换模块还可以连接在所述储能装置和控制装置之间。

结合本实用新型实现方案，优选的，还可以包括一传动装置，将至少两个按键的动作都传递到同一个弹性压电陶瓷片。所述传动装置例如图31中所示的摇杆，可以将其中所示的三个按键的动作，通过所述摇杆等同的传递所述压电陶瓷发电装置中。

结合本实用新型实现方案，优选的，包括至少两个压电陶瓷发电装置，以及配套数量的按键，具体的：

各压电陶瓷发电装置在相应按键的按压下发电，并通过所述无线模块发送与所述压电陶瓷发电装置相匹配的无线控制信号。

结合本实用新型实现方案，优选的，还包括至少两个识别模块，所示识别模块连接在相应压电陶瓷发电装置和控制装置之间，用于将指定按键被按下的信息反馈给所述控制装置。

除此以外，在每一个压电陶瓷发电装置都配套有相应的整流模块和储能装置时，如图29所示，所述识别模块还可以连接在相应储能装置和控制装置之间，用于将指定按键被按下的信息反馈给所述控制装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：

本实用新型提供了一种适用于单次按压，便能够进行有效发电的，压电陶瓷发电装置。

在本实用新型优选的实现方案中，通过磁体组合实现的改善现有技术中因为物理接触式带动压电陶瓷发电，造成的压电陶瓷使用寿命降低的问题。

在本实用新型的优选方案中还通过增加检测装置，设计一种适用于单次按压，便能够完成有效功能所需发电的，基于压电陶瓷发电的结构。

本实用新型实施例进一步要解决的技术问题是，如何提供一种基于压电陶瓷发电的可用于多按键的无线发送装置。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种压电陶瓷发电装置的初始状态示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种压电陶瓷发电装置的过程状态示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种压电陶瓷发电装置的初始状态示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种压电陶瓷发电装置中弹性压电陶瓷片处于振动状态示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种磁力吸附式压电陶瓷发电装置的初始状态示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种磁力吸附式压电陶瓷发电装置的初始状态示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种磁力吸附式压电陶瓷发电装置的脱离状态示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种基于第一旋转槽脱扣结构实现的弹性压电陶瓷片发电装置的初始状态结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的一种基于第一旋转槽脱扣结构实现的弹性压电陶瓷片发电装置的被按压后状态结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的一种第一旋转槽脱扣结构中驱动装置的左视示意图；

图11是本实用新型实施例提供的一种第一旋转槽脱扣结构中驱动装置结构轴视图；

图12是本实用新型实施例提供的一种第一旋转槽脱扣结构的俯视图；

图13是本实用新型实施例提供的基于第一旋转槽脱扣结构实现的旋转角度和位移关系示意图；

图14是本实用新型实施例提供的一种基于第二旋转槽脱扣结构实现的弹性压电陶瓷片发电装置的初始状态结构示意图；

图15是本实用新型实施例提供的一种第二旋转槽脱扣结构的爆炸图；

图16是本实用新型实施例提供的一种第二旋转槽脱扣结构中引导件的结构示意图；

图17是本实用新型实施例提供的一种第二旋转槽脱扣结构变化过程示意图；

图18是本实用新型实施例提供的一种基于压电陶瓷发电装置实现的结构示意图；

图19是本实用新型实施例提供的一种基于压电陶瓷发电装置实现的电路原理图；

图20是本实用新型实施例提供的一种基于压电陶瓷发电装置实现的改进后的结构示意图；

图21是本实用新型实施例提供的另一种基于压电陶瓷发电装置实现的改进后的结构示意图；

图22是本实用新型实施例提供的还一种基于压电陶瓷发电装置实现的改进后的结构示意图；

图23是本实用新型实施例提供的一种压电陶瓷发电装置的结构示意图；

图24是本实用新型实施例提供的还一种基于压电陶瓷发电装置和具体检测装置实现的结构示意图；

图25是本实用新型实施例提供的储能装置蓄能能量值与压电陶瓷发电装置发电量关系示意图；

图26是本实用新型实施例提供的一实验结果波形示意图；

图27是本实用新型实施例提供的一种基于压电陶瓷发电装置的多按键装置结构示意图；

图28是本实用新型实施例提供的一种识别模块电路示意图；

图29是本实用新型实施例提供的另一种基于压电陶瓷发电装置的多按键装置结构示意图；

图30是本实用新型实施例提供的一种基于压电陶瓷发电装置的多按键装置外形结构示意图；

图31是本实用新型实施例提供的另一种基于压电陶瓷发电装置的多按键装置外形结构示意图；

图32是本实用新型实施例提供的对应另一种基于压电陶瓷发电装置的多按键装置电路结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:<\/u>

本实用新型实施例1提供了一种压电陶瓷发电装置，如图23所示，包含弹性压电陶瓷片、凸起A和驱动装置，其中，所述驱动装置由图中设置在壳体上的按键以及与所述按键配套设置在壳体底部的弹簧构成，所述弹簧能够保证所述按键在受到外力动作后，相对图23所示状态垂直向下运动后还能恢复到初始位置；另外，设置所述按键上的凸起A和初始状态下凸起A压住弹性压电陶瓷片部分区域的构成了本实用新型实施例中的脱扣结构；即如图23所示的初始状态下，所述弹性压电陶瓷片处于可被所述凸起A带动弹性形变的状态。因此，按键在受到外力动作时，通过所述凸起A带动弹性压电陶瓷片逐渐弯曲；当弹性压电陶瓷片的状态处于预设状态时，弹性压电陶瓷片脱离所述凸起A的下压作用力后运动产生电能。

其中，预设状态可以参考如图2所示的示意图，其中，弹性压电陶瓷片被所述凸起A带动发生曲面形变，使得所述弹性压电陶瓷片映射到水平面的距离L1 (相对于所述弹性压电陶瓷片静止状态时变小了)与所述凸起A到所述弹性压电陶瓷片固定端所在轴线距离L2相同，此时达到了所述凸起A与弹性压电陶瓷片脱离的临界点，进一步的，所述弹性压电陶瓷片便会在回弹力的作用下加速恢复到初始位置，在其恢复到初始状态过程中，会经过多轮来回自由振动后停止。

实施例2：<\/u>

如图5和图6所示，为本实用新型实施例所提供的，另一种脱扣结构的实现方式，利用了磁体之间的吸附力来完成外力动作对及弹性压电陶瓷片作用力的过渡。其中，图5的方式为优选的磁体组合方式，由于图5中第一磁体和第二磁体产生的吸附力和弹性压电陶瓷片形变所产生的弹力方向近似，可以看做都在图5所示的垂直方向上；而图6中的磁力吸附力和弹性压电陶瓷片形变所产生的弹力方向近似垂直，因此，在磁体拥有相同磁力的情况下，图5所示的脱扣接口能够在弹性压电陶瓷片处于脱离临界点状态时，储备更大的弹力，即能够产生更多的电能。

以图6和图7所示结构为例，阐述本实用新型实施例所提出的脱扣结构的运行过程。驱动装置处于初始状态，即未受到外力动作时，处于第一磁体右表面和第二磁体左表面相互吸附的状态。其中，在第一磁体和第二磁体都是永磁体时，相应的第一磁体的右表面和第二磁体的左表面的磁极极性正好是相反的。而当驱动装置受到向下的外力动作时，便会由图6中的初始状态向图7所示的状态变化，而当弹性压电陶瓷片的回弹力大于第一磁体右表面和第二磁体左表面之间的吸附力在两者表面上产生的摩擦力，和\/或因为弹性压电陶瓷片形变带来的第一磁体右表面和第二磁体左表面之间拉扯力大于两者之间的吸附力时，第一磁体和第二磁体脱离开，弹性压电陶瓷片在其形变所储蓄的机械能作用下开始振动。

相比较实施例1而言，采用磁体组合构成的脱扣结构能够减小因为类似凸起A与弹性压电陶瓷片直接表面接触带来的器件间的磨损，可以进一步提高使用寿命。

实施例3：<\/u>

如图8和图9所示，为本实用新型实施例提出的基于第一旋转槽脱扣结构实现的一种弹性压电陶瓷片发电装置的结构示意图，其中，图8为驱动装置(在本实用新型实施例中也被描述为按键)处于初始状态的结构剖视图，图9为驱动装置在外力动作驱动下，处于脱扣状态下的结构剖视图，此时，可以理解图9 中的弹性压电陶瓷片正在振动，而图中仅仅是正好取了弹性压电陶瓷片处于水平状态时剖视图。

如图10和图11所示，本实用新型实施例中所给予的凸起B(本实用新型中凸起B1、凸起B2、凸起B3和凸起B4的总称)的实现方式采用了一种在按键的侧壁上十字排列的四个凸起B1、凸起B2、凸起B3和凸起B4；每一个凸起的大小，包括宽度和长度需要根据触发弹性压电陶瓷片发生形变的大小来设定，通常情况下，要实现同样的弹性压电陶瓷片的弹性形变，本实用新型实施例中各凸起的长度要比实施例1中的长一些，其原因是，在本实用新型实施例中的所述凸起在案件被按下的过程中是会被带动旋转的，因此，其与弹性压电陶瓷片之间的耦合距离相对实施例1而言会缩减的更快；而各凸起的宽度同样也会带来触发弹性压电陶瓷片发生形变的大小的改变，通常是凸起越宽越能提高触发弹性压电陶瓷片发生形变的大小。因此，具体如何设计所述凸起，以及凸起与弹性压电陶瓷片之间的距离，可以根据实际的发电需求和实际设置所述压电陶瓷和所述按键的壳体的大小综合考虑后确定，在此不一一赘述。

如图8所示，本实用新型实施例中采用了一种侧向固定的导向件，配合设置在按键上的轨道1和轨道2，并在外力动作下，进行凸起B在预设运动轨迹上完成对于弹性压电陶瓷片的外力驱动作用。其中，图9为对应图8所示的弹性压电陶瓷片发电装置在受外力动作后，按键按照轨道1压缩弹簧1走完前半程轨迹后的效果示意图。如图11所示，为本实用新型实施例提供的一种优选的轨道设计方案，其中，台阶1和台阶4形成了轨道1和轨道2的上下两个端部的护栏，即用于放置导向件在轨道1和轨道2中运动时，从上下两个端部脱离所述轨道1和轨道2。而相应的台阶2和台阶3的作用已经在实用新型内容中阐述过，用于辅助导向件在周期排列的轨道1和轨道2之间良好的切换。因此，通过图8所示的，为了给上述的轨道1和轨道之间切换提供良好的导向力，优选的是将所述导向件设置在一弹簧2中。本领域技术人员都知悉，对于弹簧1或者弹簧2而言，等同替换成弹片也是可行的，在此不再赘述。而对于导向件来说，也可以在其端部设置内嵌钢珠的，类似圆珠笔头的结构装置，从而减小导向件与轨道1和轨道2之间的摩擦力。

接下来，将利用本实用新型说明书相关附图，阐述在本实用新型实施例中所提出的弹性压电陶瓷片发电装置的几种典型状态结构。如图9和图12所示，可以理解为本实用新型实施例的一组可行的状态结构示意图，其中，图9表示按键受外力被按压下去后，相应的凸起B1按照轨道1逆时针旋转了45°(此时并非采用本实用新型优选的20°-30°范围内的值)，从图12和图8可知，在初始状态下时对应图12的凸起B1位于相应弹性压电陶瓷片的基板的上方。以图12 对应图9所示的按压状态下，再次回复到图8所示的按键弹起的状态时，相应的凸起B(包括所述凸起B1、凸起B2、凸起B3和凸起B4)会从图12所示位置，再次逆时针旋转45°，呈现凸起B4到达弹性压电陶瓷片的基板的上方的位置的状态。

在本实用新型实施例中，还给予了如图13所示的优选的旋转角度设计方式，相比较上述的45°的实现方式来说，类似图13所示的凸起在对应轨道1的旋转角度为30°的实现方式能够进一步提高按键被按下时的加速度，从而进一步提高弹性压电陶瓷片的振动幅度，从而带来更高的发电量。以图11来说明，其中，表现在图13中的对应轨道1的旋转角度越小，相应图11中的轨道1的倾斜角度越小。

本实用新型实施例所给出的基于第一旋转槽脱扣结构实现的一种弹性压电陶瓷片发电装置的结构，通常基于轨道1和轨道2的旋转运动呈现的是一种连续的过程，即案件在受到外力动作向下运动时，凸起B因为轨道1和导向件的相互作用而逆时针旋转后；紧接着，若外力动作消失，则凸起B会立刻因为轨道 2和导向件的相互作用而进一步逆时针旋转。此时，考虑到凸起B中的某一成员 (例如凸起B1、凸起B2、凸起B3或者凸起B4)在通过对应轨道2的逆时针旋转回到弹性压电陶瓷片的基板上方时，不能阻碍弹性压电陶瓷片的正常振动过程，因此，通常会类似图3所示的将初始状态下的凸起B设置在于弹性压电陶瓷片相差预设距离(例如图3中所示d2)的位置，从而避免了上述问题的发生。

除了采用上述设置预设距离的方式，来避免因为轨道1和轨道2相对导向件的运动带来的凸起B，相对弹性压电陶瓷片的上下往复旋转运动，可能发生的与弹性压电陶瓷片振动过程中的碰撞。本实用新型还提出了另一种可解决上述问题的实施例4。

实施例4：<\/u>

如图14-图17所示，本实用新型实施例所提出的第二旋转槽脱扣结构，包括第一驱动件、由多个导轨槽和第一组导轨齿构成的引导件，以及第二驱动件；其中，第一驱动件和第二驱动件构成所述驱动装置；所述引导件被固定在压电陶瓷发电装置的壳体上；如图14所示，所述第一驱动件、引导件和第二驱动件优选的均未圆柱状外形结构，而所述引导件为中空结构，用于容纳所述第一驱动件和第二驱动件在其中空区域上下活动。

所述第一驱动件的表面设置有一个或者多个引导凸起C，以便所述第一驱动件在所述引导件内腔运动时，能够依托所述一个或者多个引导凸起C，保证所述第一驱动件与所述引导件之间在导轨槽方向上相对运动；其中，所述第一驱动件的端部设置有第二组导轨齿；

所述第二驱动件包括一个或者多个凸起E，以及一个或者多个引导凸起D，以便所述一个或者多个引导凸起D能够沿所述第一组导轨齿组中的每一齿峰划入与齿谷相衔接的导轨槽；所述第二驱动件还包括第三组导轨齿，用于在所述第一驱动件指向所述第二驱动件运动时候，与所述第二组导轨齿之间进行齿合运动，从而通过齿合运动产生的交错力，将所述引导凸起D从第一组导轨齿的一个齿谷里的轨道槽，推到相邻的齿峰后滑落到相邻齿谷的轨道槽中；

其中，所述第一组导轨齿对应的径长和布局所述引导凸起D的径长相匹配；所述第二组导轨齿与所述第三组导轨齿的径长相匹配。其中所述凸起E用于带动所述弹性压电陶瓷片完成脱离前的弯曲运动，其原理类似实施例3中内容描述，在此不在赘述。在具体实现中，所述凸起E可以是制作在一体式的第二驱动件本体上，也可以采用类似图14所示的，采用组合件形式制作在第二驱动件的分支器件上。

在本实用新型实施例中，对于轨道槽的深度可以制作成如图16所示的深轨道槽和浅轨道槽周期性间隔分布的方式，其中，深轨道槽能够容纳所述引导凸起 D进入；所述浅轨道槽则会阻止所述引导凸起D进入，而仅允许引导凸起C在浅轨道槽内滑动；在这种方式下，相应的引导凸起D在第二驱动件上分布的数量和位置会与所述深轨道槽在所述引导件内部中的分布的数量和位置想对应。这种方式能够保证第二驱动件在被第一驱动件顶出，引导凸起D周期性落到第一组导轨齿上时，会周期性的处于引导凸起D被引导件第一组轨道齿的齿谷抵住的状态和引导凸起D滑入引导件的导轨槽的状态。如此，便可以有效的解决实施例3中提出的，凸起B(在本实用新型实施例中具体表现为凸起E)在外力动作释放后，回复到初始位置过程中可能造成的对弹性压电陶瓷片振动影响，即可能会撞到正在振动的弹性压电陶瓷片，而影响其发电过程；因为本实用新型实施例中所述凸起E在一轮外力动作下，会被抵在第一组导轨齿的齿谷，而不会回复到初始状态，即避免了上述碰撞的可能。

另一方面，本实用新型若要实现如实施例3所述的方案，仅需要把上述的浅轨道槽调整成为与深轨道槽同一型号的便可。此时，每一轮外力运动下，凸起 E都会完成一轮旋转下行和旋转上行，并恢复到初始状态的运动过程。

在实用新型内容中介绍了，本实用新型的第二旋转槽脱扣结构尤其适用图3 所示的，针对多按键对应一弹性压电陶瓷片初始状态设计，因为，在本实用新型实施例中采用的上述深轨道槽和浅轨道槽间隔的方式，能够将按下后的凸起B锁定在相对图3而言的图4所示的位置。在这种多按键对应一弹性压电陶瓷片的应用场景，本实用新型实施例还提供了一种优选的凸起B布局方式，拿图12、图3和图4来说明，在初始状态下，相应凸起B对应如图3所示的凸起A所在位置，而相应的凸起B与弹性压电陶瓷片的对应关系如图12所示；在按键被按压后，相应凸起B位于对应图4中凸起A所在位置时，相应的凸起B与弹性压电陶瓷片的对应关系仍然如图12所示，不同之处在于，相比上述初始状态而言，此时图12中的凸起B逆时针或者顺时针旋转了90°。也就是说在本优选实现方案中，所述凸起B是在按照第一方向直线且带第一方向圆周运动过程中与弹性压电陶瓷片完成了接触(此时凸起B相对弹性压电陶瓷片的接触面变成了弹性压电陶瓷片的上方)、弯曲变形、脱离等状态；相应的，在反过来指定第二方向直线且带第二方向圆周运动过程中会再次与弹性压电陶瓷片完成了接触、弯曲变形、脱离等状态(只不过此时凸起B相对弹性压电陶瓷片的接触面变成了弹性压电陶瓷片的下方)。这种优选的实现方式所适用的场景，例如一些按键状态需要通过按键高度表现其被按下或者处于未按下状态区分的。

实施例5：<\/u>

本实用新型通过上述实施例1-实施例4阐述了诸多压电陶瓷发电装置后，本实用新型还通过本实施例阐述可基于上述各种压电陶瓷发电装置实现的结构，如图18所示，除了包括上述各实施例中的一种或者多种压电陶瓷发电装置以外，还包括整流模块、储能装置和无线模块，具体的：

经由所述压电陶瓷发电装置所产生的能量，经过整流模块到达储能装置；

所述无线模块连接所述储能装置，用于在获得储能装置供电后，发送无线控制信号。

如图19和图20所示，还包括检测装置，所述检测装置连接在所述储能装置和无线模块之间，所述检测装置用于检测储能装置中的电能；以便检测装置在检测到储能装置中的电能高于预设值时，发送控制信号；所述控制信号，用于控制负载开关打开或者控制负载切换工作模式驱动所述无线模块发送无线控制信号。如图19所示，其中负载在不同应用场景中可以表现为无线模块，或者表现为控制装置和无线模块的组合部件。

在上述几种实现方式中，尤其是在引入无线模块和控制装置之后，依托于现有技术方法，直接将压电陶瓷发电装置输出的电能供给控制装置，并完成无线信号发送的话，很可能因为功率的不足而发送失败，因此，结合本实用新型实施例引出了上述检测装置，如图24所示，所述检测装置具体为根据储能装置的能量聚集是否达到预设切换电能值，来确定切换控制装置的工作模式；当储能装置的电压未达到预设值时，检测装置的输出关闭，此时控制装置工作在节能模式；当储能装置的电压达到预设值时，检测装置的输出打开，此时控制装置才切换到无线信号发送模式；所述检测装置具体可以是以下几种型号中的任意一种：型号 BL8506、型号LY61C。

其实现过程具体表现为：在压电陶瓷发电装置发电过程中产生的多段电能，经整流模块整流后存储在储能装置中，其中储能装置中的一部电能流入控制装置，用于维持控制装置工作在模式1中；

检测装置的一端与储能装置相连，另一端连接处理装置的控制端口，用于提供可供处理装置使用的检测信号；其中，在所述检测装置检测储能装置的能量聚集达到预设切换电能值，触发处理装置切换至工作模式2。

如图25所示，当检测装置检测评估储能装置的能量已经足够负载完成一次任务了，即储能装置聚集的能量大于了完成任务所需的EP0能量了，便会发送触发信号给控制装置，以便处理装置进行工作状态切换，进入L3阶段完成高耗能任务(例如：本实用新型实施例中所涉及的无线信号发送任务)。

如图26所示，采用本实用新型所公开的技术方案，将多次动作产生的能量合并起来，直到能量达到6.5V(68μF)后切换至活跃模式。整个过程中负载能量供给未中断，持续工作了5.4秒。其中，测试所用发电装置的参数如下：60*20mm PZT双晶片压电陶瓷；谐振阻抗:<90oHm；静态电容:115-165nF。

实施例6：<\/u>

在实施例5中提供了一系列可行的基于上述实施例1-实施例4任一所述的压电陶瓷发电装置实现的结构后，本实用新型实施例进一步在实施例5的基础上提出一种多按键的结构，从而能够适用于更为复杂的控制环境。如图27所示。 3个压电陶瓷发电装置中的任一个在被触发动作后，沿着对应的实线箭头所示路径，经过对应整流模块、储能装置和电压转换模块给后端负载供电。与此同时，被触发的压电陶瓷发电装置的感应电压还沿着虚线箭头到达对应的识别模块，对应的识别模块将检测到的相应压电陶瓷发电装置被触发发电的电压检测信号发送到控制装置。如图28所示，为本实用新型实施例提供的一种典型的识别模块电路结构图，其左端输入口连接图27中的压电陶瓷发电装置，其右端输出口连接图27中的控制装置。

在另外一种实施例中，具体控制过程如图29所示。在这种实施中，整流模块和储能装置的输出被复用到常规的控制装置的供电输入以及识别模块的采集电压输入，相对于图27中的识别模块直接和压电陶瓷发电装置相连而言，本实施例方案中，识别模块是与图27中的储能装置的输出端相连。如图29，任一压电陶瓷发电装置被触发后，其产生的感应电压到达对应的整流模块和储能装置，所述储能装置一方面输出电能到电压转换模块给后端负载供电，一方面输出检测电压给对应的识别模块，以便识别模块输出检测信号给控制装置，告诉控制装置是哪个压电陶瓷发电装置被触发。对应的结构可以采用如图30所示的结构示意图。

实施例7：<\/u>

在本实用新型实施例6所提出的多按键的场景，都是给与了多个压电陶瓷发电装置，以及配套整流模块和储能装置来实现的，其优势在于各按键可以相隔较远的距离来布局和实现，即可以适用于各种复杂按键情况，例如可以用于实现类似自发电电子琴类似需要多按键，且按键分布空间需求较大的场景。但是相对的结构复杂度和成本都会被提高。本实用新型正是考虑上述问题后，进一步基于特定的各按键之间布局空间较小的场景，此时，对于各按键来说，所述压电陶瓷发电装置便可以被复用，其结构图和功能模块图分别如图31和图32所示。

通过图31所示的摇杆能够将图中所述的三个按键与单一的压电陶瓷发电装置建立驱动耦合关系，即任意一个按键被按下的时候，都可以带动所述压电陶瓷发电装置完成发电。如图32所示，各按键的识别是通过对应设置的传感器来完成，从图31中表现来说，就是在个按键的活动区域位置设置有相对应的传感器 (包括图中所示的传感器1、传感器2和传感器3)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图