振動能量收集裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能量回收利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及衡器行業(yè)中振動能量收集的機械結(jié)構(gòu)、硬件電路和能源充電管理，具體涉及到一種振動能量收集裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在衡器行業(yè)中，設(shè)備運行時會產(chǎn)生大量振動能量，而這些能量目前沒有加以利用，比如:汽車在運動過程時，秤臺和地面會產(chǎn)生一定的振動，而這些振動的能量是白白浪費了；在過程稱重中，物品在上秤和下秤時，由于間隙，同樣會產(chǎn)生大量的振動能量;本發(fā)明擬將汽車稱重過程的振動能量轉(zhuǎn)化為電能，供汽車電子衡上的儀表等工作，將能量有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種振動能量收集裝置及方法，通過將振動能量轉(zhuǎn)化為壓電晶體的電能，現(xiàn)有技術(shù)中能量浪費的問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種振動能量收集裝置，包括壓電晶體片、晶體支架、電路板和蓄電裝置，晶體支架將壓電晶體片固定在振源上將振源的機械振動傳遞到壓電晶體片，壓電晶體片與晶體支架連接的一端通過導(dǎo)線連接至電路板，電路板將壓電晶體片產(chǎn)生的電量經(jīng)整流后輸入蓄電裝置。所述壓電晶體片的自由端設(shè)有配重，配重與壓電晶體片固定連接。所述振動能量收集裝置包括外殼，壓電晶體片、晶體支架和電路板設(shè)置在外殼內(nèi)部，外殼與振源緊固連接，晶體支架和電路板分別與外殼緊固連接。所述電路板與外殼的固定處設(shè)有絕緣支套筒。所述電路板與蓄電裝置的連接線纜上設(shè)有線纜接頭裝置。所述振動能量收集裝置還包括太陽能供電接口或外接電源接口，太陽能供電接口或外接電源接口分別連接至電路板。
[0005]振動能量收集方法，包括如下步驟:
[0006]S01、將具有壓電效應(yīng)的壓電晶體片通過晶體固定架固定在振源上，將振源的振動傳遞到壓電晶體片；
[0007]S02、通過導(dǎo)線將壓電晶體片與晶體支架固定的一端連接至電路板，電路板將壓電晶體片產(chǎn)生的電能整流后經(jīng)蓄電通道輸出到蓄電裝置；
[0008]S03、監(jiān)測蓄電通道內(nèi)能源存儲和電量狀況，控制能量的有序輸出。所述步驟S02還包括，電路板還連接至太陽能接口和外接電源接口，太陽能接口和外接電源接口的電能輸出經(jīng)蓄電通道輸出到蓄電裝置。
[0009]所述振動能量、太陽能和外接電源三者分別給不同的蓄電裝置充電，每個能量通道為單獨通道;對每個通道的蓄電裝置的電量進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測的數(shù)據(jù)選擇能量輸出通道。振動能量、太陽能和外接電源給同一個蓄電裝置充電；在不接外接電源時，直接由蓄電裝置供電，當(dāng)有外接電源進(jìn)入時，由外接電源直接供電，同時外接電源給蓄電裝置充電。
[0010]本發(fā)明有益效果是:通過振動能量裝置，將振動的能量轉(zhuǎn)化為電能，對節(jié)能具有重大貢獻(xiàn)。
【附圖說明】
[0011]下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0012]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】振動能量收集裝置的功能框圖。
[0013]圖2為本發(fā)明【具體實施方式】振動能量收集裝置的機械結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3為本發(fā)明【具體實施方式】振動能量收集裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明【具體實施方式】蓄電池充電管理模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖5為本發(fā)明【具體實施方式】振動能量收集裝置附加外接電源接口的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖6為本發(fā)明【具體實施方式】振動能量收集裝置附加太陽能接口的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖7為本發(fā)明【具體實施方式】振動能量收集裝置附加太陽能和外接電源接口的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]其中，I外殼、2導(dǎo)線、3封裝蓋板、4晶體支架、5晶體片固定螺釘、6壓片、7壓電晶體片、8配重、9振源、10振源固定螺釘、11輸出電纜、12電纜接頭裝置、13絕緣支撐套、14電路板固定螺釘、15電路板、16晶體支架固定螺釘、17電源接口、18太陽能接口。
【具體實施方式】
[0020]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0021 ]本發(fā)明的基本思路是:將本發(fā)明的能量采集裝置緊靠振源9安裝，振源9振動時，帶動能量采集裝置中的壓電晶體片7，將壓電晶體片7振動時產(chǎn)生的電能經(jīng)充電電路輸出給蓄電設(shè)備。本發(fā)明的設(shè)計要點包括與振源9連接的機械結(jié)構(gòu)、固定壓電晶體片7的結(jié)構(gòu)、硬件充電電路、針對應(yīng)用環(huán)境的蓄電設(shè)備，以及針對用電設(shè)備的電源輸出。由于用戶使用的電能需求形式是不一樣的，比如:有的需求為+5V，有的為+12V，有的為電流源，所以根據(jù)客戶的需求不同，設(shè)計不同的電源輸出形式，滿足客戶的應(yīng)用需求。
[0022]如圖2，為本發(fā)明振動能量采集裝置的結(jié)構(gòu)圖，振源9由于外接物體的作用產(chǎn)生振動，通過振源固定螺釘10將本發(fā)明的能量采集裝置的外殼I固定在振源9上，振源9將振動傳遞給晶體支架4，晶體支架4帶動壓電晶體片7振動，壓電晶體片7產(chǎn)生電荷，電荷通過導(dǎo)線2將能量傳遞給電路板15(三合一能源充電管理電路板)，通過三合一能源充電管理電路板處理，經(jīng)輸出電纜11輸出將電源輸出。在輸出電纜11與外殼11接觸的地方，設(shè)有電纜接頭裝置12，便于輸出電纜11的更換和拔插。在電路板15與外殼連接的地方設(shè)有絕緣支撐套13。
[0023]壓電晶體片7通過晶體片固定螺釘5和壓片6固定在晶體支架4上，壓電晶體片7與晶體固定支架連接的一端連接有導(dǎo)線2，經(jīng)導(dǎo)線2連接至電路板15，在壓電晶體片7遠(yuǎn)離晶體支架4的一端設(shè)有配重8，以擴大振幅，提高振動能量。晶體支架4通過晶體支架固定螺釘16固定在外殼I上，另外，電路板15通過電路板固定螺釘14也固定在外殼I上。在外殼I上可設(shè)置外接電源接口 17和太陽能接口 18，外接電源接口 17和太陽能接口 18連接至電路板15。
[0024]振動能量高效轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，能可靠的存儲也是非常關(guān)鍵。這里采用專用的電路板15，及三合一的充電電源管理模塊，如圖4，將振動產(chǎn)生的電能有效的存儲到蓄電設(shè)備。由圖2和圖3可知，該振動能量收集傳感器采用了 8塊壓電晶體片7，通過輸出線纜將收集的電能輸送給外界稱重系統(tǒng)。三合一的充電電源管理模塊，實現(xiàn)能量的有序收集和有序輸出。能量有序收集分為兩種方式:
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