基于壓電效應(yīng)的生熱保溫鞋及其檢測裝置的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們開始尋找日常生活中各種能夠被利用的能量來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的總目標(biāo)。所以微電源技術(shù)的研究成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。而在所有的關(guān)于微電源研究中，壓電材料因?yàn)槠涑杀镜?，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，在勢能利用等應(yīng)用中越來越受到人們的青睞。其中，將人走路時(shí)對地面的沖擊轉(zhuǎn)換為電能的微型發(fā)電機(jī)也開始受到人們的關(guān)注。本文就是在此背景下，系統(tǒng)研究并整體設(shè)計(jì)了一種基于壓電發(fā)電的生熱保溫鞋，從而為有效的解決嚴(yán)寒地區(qū)特殊工作者（如解放軍站崗放哨）

2、的腳部保暖問題提供一條新路。論文所做的主要工作如下:
　　(1)選擇并分析壓電發(fā)電裝置的理論模型。選擇了一種新的理論模型，該模型以經(jīng)典的壓電理論學(xué)作為基礎(chǔ)，結(jié)合最新的研究成果，是用一種新的方法構(gòu)建的。通過對理論模型進(jìn)行分析，研究了壓電陶瓷的發(fā)電特性。討論了有關(guān)負(fù)載、外部激勵(lì)參數(shù)的變化等對壓電振子發(fā)電能力的影響規(guī)律;特別是對雙壓電片懸臂梁式的電極串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)、壓電疊堆式電極串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的組合連接方式的發(fā)電性能分別進(jìn)行了比較，分析了它

3、們的特點(diǎn)和適用場合范圍。
　　(2)根據(jù)保溫鞋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)并制作了壓電發(fā)電鞋整體結(jié)構(gòu)裝置。根據(jù)理論模型分析結(jié)果，結(jié)合壓電發(fā)電鞋所需要滿足的實(shí)際條件，設(shè)計(jì)了以并聯(lián)壓電疊堆為換能元件，通過人們行走時(shí)對鞋底產(chǎn)生的沖擊來擠壓壓電疊堆產(chǎn)生電能，并利用碳纖維等軟性紡織材料進(jìn)而轉(zhuǎn)換成熱能量，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電-生熱新功能鞋的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　(3)利用“劈”的原理通過壓力的放大有效提高壓電發(fā)電鞋的發(fā)電量。在分析各個(gè)影響發(fā)電能力的因素基礎(chǔ)上，