一種能量收集裝置及收集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能量收集裝置及收集方法，構(gòu)成包括固定座（1）和設(shè)置在固定座（1）上的支架（2），支架（2）上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)輪（3），轉(zhuǎn)動(dòng)輪（3）的轉(zhuǎn)動(dòng)軸（5）上設(shè)有凸起（4），轉(zhuǎn)動(dòng)軸（5）的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有懸臂梁（6），懸臂梁（6）另一端固定在固定座（1）上，懸臂梁（6）的表面上設(shè)有壓電片（7）。本發(fā)明將轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)能量并產(chǎn)生電能，然后向傳感器或其他低功耗系統(tǒng)供電，使不受振源的限制，使用方便。
【專利說明】一種能量收集裝置及收集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量收集裝置及收集方法，特別是一種能利用風(fēng)能和水能的能量收集裝置及收集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年來隨著無線設(shè)備的廣泛應(yīng)用，其供電問題受到人們的廣泛關(guān)注。壓電能量收集裝置作為一種新型的微型發(fā)電裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)熱量小、無電磁干擾、易于加工制作和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的小型化、集成化等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類傳感及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。市場(chǎng)上的壓電能量收集裝置大部分為通過其周圍的機(jī)械能的傳遞來完成的。這種能量收集方式雖然效率較高，但是必須有一個(gè)機(jī)械振動(dòng)的振源才能發(fā)揮其作用。而在有些特殊情況下很難找到有效的振源供給給無線通信設(shè)備，例如在荒島、無人山區(qū)等偏僻的地方，給發(fā)出求救信號(hào)以及及時(shí)與外界聯(lián)系帶來了不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種能量收集裝置及收集方法。本發(fā)明將轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)能量并產(chǎn)生電能，然后向傳感器或其他低功耗系統(tǒng)供電，使不受振源的限制，使用方便。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種能量收集裝置，其特征在于:包括固定座和設(shè)置在固定座上的支架，支架上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)輪，轉(zhuǎn)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)有凸起，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有懸臂梁，懸臂梁另一端固定在固定座上，懸臂梁的表面上設(shè)有壓電片。
[0005]前述的能量收集裝置中，所述的所述的壓電片，設(shè)置在靠近懸臂梁的固定端部。
[0006]前述的能量收集裝置中，所述的凸起是圓弧狀的凸起。
[0007]前述的能量收集裝置中，所述的壓電片，是壓電陶瓷、壓電晶體或鈦酸鋇構(gòu)成的壓電片。
[0008]前述的能量收集裝置中，所述的凸起有7-11個(gè)，并均勻分布在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
[0009]根據(jù)前述的能量收集裝置所采用的能量收集方法，其特征在于:通過水能或風(fēng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的凸起對(duì)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)面的懸臂梁進(jìn)行擊打，從而使懸臂梁周期性做往返運(yùn)動(dòng)，引起懸臂梁上的壓電片發(fā)電。
[0010]前述的能量收集方法中，所述的壓電片安裝在懸臂梁的最下端，使之產(chǎn)生最大的形變，提高發(fā)電效率。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用風(fēng)能或水能帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)能量并產(chǎn)生電能，然后向傳感器或其他低功耗系統(tǒng)供電，使不受振源的限制，使用方便。另夕卜，通過調(diào)整凸起數(shù)量，可對(duì)懸臂梁的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)一步方便使用；旋轉(zhuǎn)體兩側(cè)設(shè)置懸臂梁，能更加充分利用風(fēng)能或水能產(chǎn)生能量。本發(fā)明還具有實(shí)施結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。本發(fā)明不但可用于一些無限通訊設(shè)備的預(yù)備電源，還可用于小型充電電池的充電裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖中的標(biāo)記為:1-固定座，2-支架，3-轉(zhuǎn)動(dòng)輪，4-凸起，5-轉(zhuǎn)動(dòng)軸，6-懸臂梁，7-壓電片。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。
[0015]實(shí)施例。一種能量收集裝置，構(gòu)成如圖1所示，包括固定座I和設(shè)置在固定座I上的支架2，支架2上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)輪3，轉(zhuǎn)動(dòng)輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸5上設(shè)有凸起4，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有懸臂梁6，懸臂梁6另一端固定在固定座I上，懸臂梁6的表面上設(shè)有壓電片7。
[0016]所述的所述的壓電片7，設(shè)置在靠近懸臂梁的固定端部。
[0017]所述的凸起4是圓弧狀的凸起。
[0018]所述的壓電片7，是壓電陶瓷、壓電晶體或鈦酸鋇構(gòu)成的壓電片。
[0019]所述的凸起4有7-11個(gè)，并均勻分布在轉(zhuǎn)動(dòng)軸5上。
[0020]所述的懸臂梁6上設(shè)置有可移動(dòng)質(zhì)量塊，可調(diào)節(jié)懸臂梁的共振頻率。
[0021]上述的能量收集裝置所采用的能量收集方法，其特征在于:通過水能或風(fēng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的凸起對(duì)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)面的懸臂梁進(jìn)行擊打，從而使懸臂梁周期性做往返運(yùn)動(dòng)，引起懸臂梁上的壓電片發(fā)電。所述的壓電片安裝在懸臂梁的最下端，使之廣生最大的形變，提聞發(fā)電效率。
[0022]本發(fā)明的原理如下:首先通過風(fēng)能或水能來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪獲得旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的動(dòng)力，然后通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)軸上的凸起旋轉(zhuǎn)，凸起在轉(zhuǎn)動(dòng)過程當(dāng)中周期性的擊打旁邊的懸臂梁，從而導(dǎo)致懸臂梁的周期性振動(dòng)，最終引起貼在懸臂梁上的壓電片的發(fā)電。對(duì)懸臂梁的激勵(lì)頻率可由轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的凸起的個(gè)數(shù)來控制，而懸臂梁本身的振動(dòng)頻率可由可移動(dòng)質(zhì)量塊的大小和位置來控制。
【權(quán)利要求】
1.一種能量收集裝置，其特征在于:包括固定座(1)和設(shè)置在固定座(1)上的支架(2),支架(2 )上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)輪(3 )，轉(zhuǎn)動(dòng)輪(3 )的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5 )上設(shè)有凸起(4)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5 )的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有懸臂梁(6),懸臂梁(6)另一端固定在固定座(1)上，懸臂梁(6)的表面上設(shè)有壓電片⑴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量收集裝置，其特征在于:所述的所述的壓電片(7),設(shè)置在靠近懸臂梁的固定端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量收集裝置，其特征在于:所述的凸起(4)是圓弧狀的凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量收集裝置，其特征在于:所述的壓電片(7),是壓電陶瓷、壓電晶體或鈦酸鋇構(gòu)成的壓電片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的能量收集裝置，其特征在于:所述的凸起(4)有7-11個(gè)，并均勻分布在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能量收集裝置所采用的能量收集方法，其特征在于:通過水能或風(fēng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的凸起對(duì)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)面的懸臂梁進(jìn)行擊打，從而使懸臂梁周期性做往返運(yùn)動(dòng)，引起懸臂梁上的壓電片發(fā)電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量收集方法，其特征在于:所述的壓電片安裝在懸臂梁的最下端，使之廣生最大的形變，提聞發(fā)電效率。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK104426423SQ201310381714
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】沈文寶 申請(qǐng)人:湖州市千金寶云機(jī)械鑄件有限公司