1212010918基于压电发电的自行车照明系统李海鹏x

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1、项目编号1212010918项目分类自然科学√社会科学中国海洋大学本科生研究发展计划（OUC-SRDP）项目立项书项目名称：基于压电发电的自行车照明系统负责人：李海鹏所在院系：工程学院机电工程系专业年级：2010机械设计制造及其自动化联系电话：15588681901电子信箱：happyli1210@163.com指导教师：王树杰经费资助金额：￥3800.00项目起止时间：2012年7月——2013年4月二○一二年六月二十九日本科生研究发展计划（OUC-SRDP）管理委员会6一、基本情况1、项目负责人情况姓名李海鹏性别男出生年月1991.1学部、

2、院（系）工程学院专业年级机械设计制造及其自动化2010学号0802420100212、项目组成员情况学号姓名性别出生年月专业年级分工080242010022李廷飞男1991.8机械设计制造及其自动化2010发电装置设计、数据分析、装置调试、配件安装调配等080242010028刘肖强男1992.7机械设计制造及其自动化2010资料整理、相关仪器、配件的采购、数据分析等080242011030沙志鹏男1992.11机械设计制造及其自动化2011资料整理、数据分析等080242010021李海鹏男1991.1机械设计制造及其自动化2010发电装置设

3、计、装置调试、配件安装调配等3、指导教师情况姓名王树杰职称教授学历研究生开设课程《先进制造技术》、《机电一体化技术》、《海洋能概论》等研究方向海洋能利用技术、海洋工程装备与仪器、先进制造技术及集成应用学部、院（系）工程学院机电工程系E-mail地址wangshujie@ouc.edu.cn电话66781121-24324、负责人及项目组成员的知识条件、特长、兴趣、相关经历等知识条件：我们小组绝大部分成员，正在学习机械原理、材料力学、电路等专业课程，可以在学习的同时进行实践，更大激发我们的学习热情。在老师指导下，我们有信心完成设计。特长：小组成员

4、均已学习并熟练掌握了AutoCAD设计软件和UG三维设计软件的应用。可以进行三维建模进行分析。兴趣：小组的所有成员都对专业相关的研究充满热情，希望能够把自己的所学运用到实际中来，在实践中锻炼和提高自己的专业素养。相关经历：大部分成员已经进行了金工实习、材料力学实验、电学实验，进行了UG三维造型设计。6二、项目方案1、目的及意义随着科技水平的不断提高，能量采集已经进入快速发展的阶段并且已经取得了很大的进展。能量采集又称为“环境发电”，具有可在各种场合下发电的优点。其中一种就是压电元件发电。日常生活中产生能产生压力的地方处处都有，但很大一部分被人们

5、忽略掉了。若是能把这部分能量利用起来，将会带来很大的进步。日、美、欧等发达国家对于压电发电自助供电系统进行了多年研究，取得了良好进展，尤其是日本在应用方面走在世界前列。压电元件为环保材料，利用正压电效应，将环境中的机械能转换为电能并进行供电。此类装置具有简单，不发热，无电磁干扰，易于实现集成化等优点，适用范围极其广泛。近年来随着物理学、材料学与微加工技术的发展,具有高压电、介电性能的压电材料不断被开发出来,压电材料机电转换能力大幅提高,为压电发电技术的实际应用提供了技术保障。本项目的就是利用在骑自行车过程中的能量进行发电。自行车车座底部一般都会

6、有弹性支撑结构，在骑车过程中必定会对其产生压力，把压电元件放置在弹性支撑结构之下，使原件受压，能量转化成电能进行发电照明。在此过程中既没有增加骑车者的额外做功，又收集了平常被浪费掉的一部分能量，达到了能量更充分利用的效果。2、内容与方法研究内容基于压电发电的自行车照明系统原理框图如图1所示。压电发电装置LED灯整流器、滤波器等储能器将发电装置置于车座底部，骑车时给元件压力产生电获得稳定电流等LED灯不用时将电能储存图1原理框图61.设计电路，研究压电元件所产生电量与作用力的关系。2.设备选择。由于压电元件产生电流的不稳定性和产生的电量比较微弱，

7、研究以获得稳定可用的电流的方法。（初步构想：并联压电元件以获得较大的电流，通过整流器、滤波器等装置获得稳定电流。用储能装置储存所产生电能）3.研究使LED灯能正常发光的压电元件连接方法。4.在自行车上安排合适的电路及布置各装置的位置，使其在骑车过程中不受影响。5.使用CAD、UG软件设计出压电发电装置实际应用的三维效果图。6.调整优化设计结构，使其使用效果达到最佳。图2压电效应原理图图3压电照明系统示意图研究方法1.查阅资料，了解掌握压电元件的相关参数性能，掌握相关仪器设备的使用方法，形成基本的设计思路。2.模型设计。根据思路设计模型，找出其中

8、的问题和不足。3.实物发电装置设计，购买所需器材，在实际操作中进行优化。4.将压电发电装置配置到自行车上。用CAD、UG等软件制作在实际应用的三维图。