1. 作品名称：机床振动能量回收转换装置
2. 参赛学生：张宝文
3. 指导教师：邢金鹏
4. 作品简介：
4-1 应用领域和技术原理、用途：
我们利用了压电陶瓷的压电耦合效应制作该设备。该设备具有将机床振动产生的机械能吸收并转换为电能并储存起来。
我们结合机床振动及减震要求，按照理论分析、有限元模拟、性能分析的思路，制作了一套基于压电陶瓷的机床振动能量回收装置。装置创新性以及功能具体体现在以下几个方面：
(1)利用压电陶瓷特性将机床振动产生的机械能吸收并转换为电能，储存起来，做它用。
(2)装置吸收机床的振动能量，达到减震的功能，提高机床加工精度。
(3)根据压电耦合理论，选择适合机床减震用的压电换能结构，确定了影响压电换能结构及功率。
(4)利用ANSYS软件的压电耦合模块建立了钹式压电换能器的有限元分析模型。确定了压电换能器的几何结构参数，选择了合适的材料对压电换能器进行了封装，并分析了压电换能器的性能，最终制作了机床振动能量回收装置。
(5)根据钹式压电换能器的结构，我们设计并制作了能量收集电路。
4-2 技术指标：
通过实验得出;制作的压电换能器实验时能产生37.5V~28.2V的开路电压；在一个荷载周期内最大能够转换2.03mJ的能量，能最大输出1.43mJ的电量，最大输出8.48mW的功率，最大转换效率为14%。
4-3 作品的创新性：
创新设计了新型机床减振装置，实现了机床振动能量的回收和转换与利用。利用压电陶瓷的压电耦合效用将机床的振动能量吸收并转换为电能，突破了传统的机床减震的方法并实现了能量的回收再利用。结合机床实际工作情况，创新设计新型的压电换能器结构——钹式压电换能器。根据加工时振动特点，提出了钹式压电换能器压电性能的分析方法，探讨了动态载荷作用下换能器开路电压、负载及频率关系。
4-4 作用意义：
该装置突破了传统的机床减振思维，采用了压电陶瓷将振动能量吸收转换利用的方法。经试验去得了理想的效果。具有很高的创新的价值。
4-5 推广应用前景：
该装置可推广到道路应用。压电陶瓷收集路面机械能具有良好的应用前景，公路建设发展迅速。各种交通工具引起的路面振动和变形越来越多，路面具有广泛利用的机械能，如将路面机械能换为电能，不但可以产生电能，还可以减少路面振动、变形及路面损伤,降低结构维护成本及减少噪音污染等,不但可以实现减振吸噪的目的，而且还可以实现能量转换回收的目的,具有极大地推广价值。
4-6 照片或示意图：
