第1步：確定單元的大小。

在CAD程序中起草時，請確保知道將要使用的壓電磁盤的大小。使用。考慮彈簧的放置和彈簧的尺寸。該單元中使用的彈簧直徑約為1.5厘米。從磁盤放置，彈簧放置到引導螺栓的放置以及連接螺栓的放置，設計的各個方面都應事先考慮。還要考慮電匯管理。電線可以放在磁盤旁邊，但看起來并不整潔。組裝單元時，以數字方式查看所有這些內容將很有幫助。

步驟2：草擬塞子，支架和沖擊桿。

這些將需要在3D程序（例如AutoCAD或同等程序）中創建，因為它們需要精確制作。它們將被導出到3D打印機。每個使用的圓盤將需要一個沖擊桿，并且每個彈簧都將需要止動件和保持器。塞子和固定器必須為杯形，頂板將需要一個，而底板則需要一個。杯形用于將彈簧固定到位。這些保持器的附加功能是充當下降的頂板的限位器，以使沖擊桿不會使壓電盤變形到斷裂點。防撞桿的長度比頂部和底部塞子和支座的總長度長1mm。這使沖擊桿使壓電盤變形1mm，對于此模型中使用的盤元件而言，這是安全有效的變形距離。

步驟3：CNC頂板和底板

使用了MDF板，因為它可以扁平購買，而其他板可以稍微彎曲。 CNC機床可能需要將.dwg或.dxf文件加載到軟件中以創建刀具路徑。從細節到邊緣的實際切割，整個板材都經過了銑削。同時在CNC上鉆孔的螺釘和螺栓孔也很明智，因為這將大大提高孔的精度。切開板子后，如果CNC不能使它們非常平坦，請確保對槽和孔的內部進行打磨。高端數控機床可能會為您解決這個問題。

步驟4：組裝和測試機械組件。

安裝彈簧座和限位器。到盤子。必須先在其中鉆孔，以使螺栓穿過。將一個1/4英寸墊圈放在1/4英寸乘3英寸的螺栓上，然后再穿過板。穿過盤子和杯子后，在螺栓上放置一個3/8英寸的墊圈，然后再放置一個1/4英寸的墊圈，再放一個螺母。對8個杯形螺栓分別執行此操作。用套筒扳手擰緊手指。在每個固定器和塞子中放置一個彈簧，然后將頂板放在彈簧上，確保每個彈簧都位于固定器和塞子的底部和頂部。將兩個1/4英寸墊圈分別放在1/4英寸乘6英寸的固定螺栓上。將滑架螺栓放在頂板和底板的角孔中，將它們向上插入穿過底板，然后再穿過頂板。在托架螺栓上再放置兩個1/4英寸墊圈，然后在每個墊圈上放一個螺母。擰緊，使墊圈與托架螺栓的末端之間有大約1英寸的空間。

步驟5：安裝沖擊桿。

必須拆卸該裝置才能執行此操作。在嘗試擰緊沖擊桿之前，請確保在其上鉆了一些小孔。如果這些孔是從CNC數控系統在MDF板上鉆的，請忽略下句話。如果CNC上未鉆出螺釘孔，則必須將2D CAD文件的打印輸出（帶有標記的圓心）粘貼在頂板上。這將允許手動鉆孔相對準確的孔。擰入所有沖擊桿。

步驟6：并行焊接所有壓電盤。

這樣更容易一次焊接3個元素，從而使6組磁盤并聯連接。然后成對焊接這些組，剩下三組，每組六個壓電盤。將這三個組放置在基板上的外觀，然后將它們焊接在一起。最后，將兩條較長的導線焊接到磁盤電路的末端。這些將是到負載電路的輸出線。請注意，磁盤上的導線非常易碎，并且拉扯過多會折斷。小心，會有很多剝線和重新焊接的事情。

步驟7：在焊點上粘貼膠帶。

導線在裝置中會非常靠近，并且可以輕松移動。在每個焊點上使用一條小的膠帶將確保隔離并防止短路。

步驟8：測試電路。

將磁盤電路連接到底板，用萬用表測試電路。確保測試每個單獨的磁盤的輸出電壓。只需輕按它們，就應該有一些電壓。這樣做將確保每個磁盤在電路中正確連接，并且電路中沒有故障。

步驟9：將壓電磁盤熱粘到基板上。

將一小撮熱膠涂在底板上圓圈的四個側面上。將磁盤向下壓在熱膠上。對所有磁盤重復上述操作。從中間磁盤開始比較容易，因為電線開始很快進入。還要小心電線，因為它們很容易折斷-不用猛拉！使用一根線或其他方式將中心電路線綁在彈簧支座和塞子上或對它們進行攻擊。

步驟10：組裝單元并對其進行測試。

重新放上頂板。將輸出線連接到萬用表并測試設備。確保其平滑滑動，并且電線不妨礙撞桿。

步驟11：建立負載電路。

這可以是任何東西，盡管LED是快速且令人滿意的負載，并且演示了壓電能量收集。該項目中使用的負載電路包括12個并聯的LED。負載電路中最重要的部分之一是全波橋式整流器。全波橋式整流器可將負電壓尖峰翻轉，使其變為正尖峰。如果電容器是負載電路的一部分，這將是必需的。使用全波橋式整流器時，輸出功率也會加倍。半波橋式整流器也可以工作，但功率僅為全波整流器的一半。此外，根據負載電路涉及的內容，電容器可用于存儲或電壓調節，而線性調節器可用于電壓調節。

**根據您要執行的操作，您可能會發現Angelo的Instructable中的步驟13很有幫助。他討論了如何將發電機連接到電池以存儲和以后使用產生的能量。

步驟12：文件下載和資源

要請求項目文件，請執行以下操作之一：

直接下載（如下）

編寫

電路圖

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項目文件

文件描述：

Piezo_bottomplate_3D.dwg-3D基板。文件具有層。

Piezo_plates_CNC.dwg-CNC路由器（2D）的底板和頂板

Piezo_plates_CNC.dxf-DXF文件類型的CNC板

Presentation.pptx-Powerpoint演示文稿

Impact_rod。 stl-沖擊桿（在3D打印機上打印18條）

Stoppers_holders_base.dwg-塞子和彈簧座（基座）（CAD文件）

Stoppers_holders_base.stl-塞子和彈簧座（基座）（3D打印機）

Stoppers_holders_top.dwg-頂部的塞子和彈簧座（CAD文件）

Stoppers_holders_top.stl-頂部的塞子和彈簧座（打印機文件）

資源和研究文件

文件描述：

PyzoFlex.pdf-PyzoFlex-印刷壓電壓力感應箔

Images SI Inc.pdf-壓電薄膜傳感器-技術手冊（Images SI Inc.）

MIT.pdf- MIT MEMS壓電振動能量采集器的建模與設計

JR-EAST.pdf-JR-EAST壓電地板

APC.pdf-APC International，Ltd.-壓電作用的第一步

Piez oelectricity wiki.pdf-壓電上的Wikipedia頁面