能量收集傳感器及能量管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種能量收集傳感器及能量管理系統(tǒng)。能量收集傳感器包括：外殼，外殼通過(guò)第一螺釘固定至一外部振動(dòng)源并且被振動(dòng)源的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)；壓電陶瓷，壓電陶瓷被外殼的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、并且產(chǎn)生電荷；處理電路，處理電路通過(guò)第四螺釘固定至外殼內(nèi)側(cè)的底部、通過(guò)導(dǎo)線連至壓電陶瓷并接收來(lái)自壓電陶瓷的電荷、對(duì)電荷進(jìn)行處理并輸出電信號(hào)，其中，外殼上還設(shè)有電纜接頭，電纜接頭通過(guò)導(dǎo)線耦接至處理電路、并且將來(lái)自處理電路的電信號(hào)傳遞至能量收集傳感器外部的輸出電纜。本實(shí)用新型的能量收集傳感器及能量管理系統(tǒng)，將太陽(yáng)能、振動(dòng)能量、外接電能三者有序處理并且根據(jù)用戶使用需求提供不同的電源輸出形式。
【專利說(shuō)明】能量收集傳感器及能量管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及衡器領(lǐng)域，尤其涉及能量收集傳感器以及含有能量收集傳感器的能量管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在衡器行業(yè)中，不同應(yīng)用的場(chǎng)合，設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量能量，而這些能量目前沒有利用，比如:汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，秤臺(tái)和地面會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，而這些振動(dòng)的能量是白白浪費(fèi)了 ；在過(guò)程稱重時(shí)，物品在上秤和下秤時(shí)，由于間隙，同樣會(huì)產(chǎn)生大量的能量。
[0003]目前的車輛衡在安裝時(shí)，都要做路基和線纜槽，使安裝非常不便，周期長(zhǎng)，如果采用無(wú)線傳輸，就可以解決上述某些方面問題。但無(wú)線的供電就需要可靠的解決。盡管無(wú)線技術(shù)正得到大量應(yīng)用，而無(wú)線技術(shù)對(duì)電能的持續(xù)性使用有非常高的需求，儀表長(zhǎng)時(shí)間使用，電池供電不足，會(huì)給客戶帶來(lái)不便。若能將稱重過(guò)程中產(chǎn)生的大量能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁褂?，將?huì)大大優(yōu)化車輛衡的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且給客戶帶來(lái)巨大方便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說(shuō)明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本實(shí)用新型提供進(jìn)一步的解釋。
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種能量收集傳感器，將太陽(yáng)能、振動(dòng)能量、外接電能三者有序處理并且根據(jù)用戶使用需求提供不同的電源輸出形式。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型一方面，提供了一種能量收集傳感器，包括:外殼，外殼通過(guò)第一螺釘固定至一外部振動(dòng)源并且被振動(dòng)源的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)；壓電陶瓷，壓電陶瓷被外殼的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、并且產(chǎn)生電荷；處理電路，處理電路通過(guò)第四螺釘固定至外殼內(nèi)側(cè)的底部、通過(guò)導(dǎo)線連至壓電陶瓷并接收來(lái)自壓電陶瓷的電荷、對(duì)電荷進(jìn)行處理并輸出電信號(hào)，其中，外殼上還設(shè)有電纜接頭，電纜接頭通過(guò)導(dǎo)線耦接至處理電路、并且將來(lái)自處理電路的電信號(hào)傳遞至能量收集傳感器外部的輸出電纜。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，壓電陶瓷包括:晶體支架，晶體支架通過(guò)第二螺釘固定至外殼內(nèi)側(cè)的底部，晶體支架被外殼的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)；以及多個(gè)壓電晶體片，每個(gè)壓電晶體片的一端通過(guò)多個(gè)第三螺釘固定至晶體支架以使得多個(gè)壓電晶體片兩兩相對(duì)地位于晶體支架的上下兩側(cè)，每個(gè)壓電晶體片的另一端固定有相應(yīng)的質(zhì)量塊，多個(gè)壓電晶體片被晶體支架的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、繼而產(chǎn)生電荷。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，處理電路包括:整流模塊，整流模塊耦接至壓電陶瓷，對(duì)電荷進(jìn)行整流；儲(chǔ)能元件，儲(chǔ)能元件耦接至整流模塊，儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷；直流一直流轉(zhuǎn)換模塊，直流一直流轉(zhuǎn)換模塊耦接至儲(chǔ)能元件，對(duì)經(jīng)整流的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換以得到電信號(hào)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，每個(gè)壓電晶體片和相對(duì)應(yīng)的第三螺釘之間設(shè)有壓片。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，壓電晶體片的數(shù)量為以下的任一種:六個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十二個(gè)。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，處理電路和第四螺釘之間設(shè)有絕緣支撐套。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，外殼上還設(shè)有以下至少之一:輸入外接電能的電源接口，電源接口通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路；和輸入太陽(yáng)能的太陽(yáng)能接口，太陽(yáng)能接口通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，能量收集傳感器還包括封裝蓋板，封裝蓋板蓋在外殼的上方。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型還有一方面，提供了一種能量管理系統(tǒng)，包括:能量收集傳感器，用于收集太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外部電能中的一種或多種能量、并且將所收集的能量轉(zhuǎn)換成電能；一個(gè)或多個(gè)蓄電設(shè)備，耦接至能量收集傳感器并且存儲(chǔ)電能；以及直流一直流轉(zhuǎn)換模塊，耦接至蓄電設(shè)備并且將所存儲(chǔ)電能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)而輸出。其中，能量收集傳感器包括:外殼，外殼通過(guò)第一螺釘固定至一外部振動(dòng)源并且被振動(dòng)源的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)；壓電陶瓷，壓電陶瓷被外殼的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、并且產(chǎn)生電荷；處理電路，處理電路通過(guò)第四螺釘固定至外殼內(nèi)側(cè)的底部、通過(guò)導(dǎo)線連至壓電陶瓷并接收來(lái)自壓電陶瓷的電荷、對(duì)電荷進(jìn)行處理并輸出電信號(hào)，其中，外殼上還設(shè)有電纜接頭，電纜接頭通過(guò)導(dǎo)線耦接至處理電路、并且將來(lái)自處理電路的電信號(hào)傳遞至能量收集傳感器外部的輸出電纜。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，蓄電設(shè)備的數(shù)量為一個(gè)，太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外部電能給同一個(gè)蓄電設(shè)備充電。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，蓄電設(shè)備的數(shù)量為三個(gè)，太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外部電能通過(guò)三個(gè)分別的能量通道給三個(gè)蓄電設(shè)備充電。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型又一方面，監(jiān)測(cè)每個(gè)能量通道的電能蓄電的電量，以選擇一個(gè)能量通道作為能量輸出通道。
[0018]本實(shí)用新型的能量收集傳感器以及包含該能量收集傳感器的能量管理系統(tǒng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)不同的安裝機(jī)械結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)能效果和優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]包括附圖是為提供對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與本說(shuō)明書一起起到解釋本實(shí)用新型原理的作用。附圖中:
[0020]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的能量收集傳感器的剖視圖。
[0021]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的能量收集傳感器拆去封裝蓋板后的俯視圖。
[0022]圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的能量收集傳感器的剖視圖。
[0023]圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的能量收集傳感器的剖視圖。
[0024]圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的能量收集傳感器的剖視圖。
[0025]圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型的能量管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。[0027]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的安裝至振動(dòng)源的能量收集傳感器100的剖視圖。由圖1可見，能量收集傳感器100緊貼著振動(dòng)源9下方安裝。具體而言，能量收集傳感器100的外殼I通過(guò)螺釘10固定至振動(dòng)源9。能量收集傳感器100上方有封裝蓋板3，當(dāng)能量收集傳感器100固定至振動(dòng)源9時(shí)，封裝蓋板3與振動(dòng)源下方接觸。在不同的實(shí)施例中，根據(jù)振動(dòng)源9的大小不同，能量收集傳感器100的外殼I和封裝蓋板3的尺寸也可以改變。螺釘10的安裝位置和安裝深度也同樣非常講究。安裝淺的話，由于振動(dòng)的影響，會(huì)影響螺釘10的連接程度，容易脫落。太深的話，需要打穿振動(dòng)源9，會(huì)破壞原有設(shè)備的結(jié)構(gòu)。對(duì)安裝不方便。對(duì)于不同應(yīng)用的特點(diǎn)，材料不同位置接受到的能量是不一樣的，所以將能量收集傳感器安裝在不同的位置，產(chǎn)生的能量也是不一樣的。為了達(dá)到最佳的振動(dòng)能量收集效果，可以針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，只要能達(dá)到最佳的振動(dòng)效果并且不抑制原有振動(dòng)即可，振動(dòng)盡量是無(wú)阻尼作用。
[0028]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的能量收集傳感器100拆去封裝蓋板3后的俯視圖。結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例，能量收集傳感器100包括:外殼
1、壓電陶瓷、以及處理電路15。外殼I通過(guò)第一螺釘10固定至一外部振動(dòng)源9并且被振動(dòng)源9的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)。壓電陶瓷被外殼I的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、并且產(chǎn)生電荷。處理電路15通過(guò)第四螺釘14固定至外殼I內(nèi)側(cè)的底部、通過(guò)導(dǎo)線15連至壓電陶瓷并接收來(lái)自壓電陶瓷的電荷、對(duì)電荷進(jìn)行處理并輸出電信號(hào)。其中，外殼I上還設(shè)有電纜接頭12，電纜接頭12通過(guò)導(dǎo)線耦接至處理電路15、并且將來(lái)自處理電路15的電信號(hào)傳遞至能量收集傳感器外部的輸出電纜11。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路15和第四螺釘14之間設(shè)有絕緣支撐套13，防止外界環(huán)境的靜電影響到處理電路15。處理電路15對(duì)電荷進(jìn)行整流、儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷，并且對(duì)所儲(chǔ)存的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換。在一個(gè)實(shí)施例中，處理電路15包括:整流模塊、儲(chǔ)能元件和直流一直流轉(zhuǎn)換模塊。整流模塊耦接至壓電陶瓷，對(duì)電荷進(jìn)行整流。儲(chǔ)能元件耦接至整流模塊，儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷。直流一直流轉(zhuǎn)換模塊耦接至儲(chǔ)能元件，對(duì)經(jīng)整流的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換以得到電信號(hào)。
[0030]更具體地，壓電陶瓷包括晶體支架4和多個(gè)壓電晶體片7。晶體支架4通過(guò)第二螺釘16固定至外殼內(nèi)側(cè)的底部，晶體支架4被外殼I的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)。每個(gè)壓電晶體片7的一端通過(guò)多個(gè)第三螺釘5固定至晶體支架4，以使得多個(gè)壓電晶體片兩兩相對(duì)地位于晶體支架4的上下兩側(cè)。每個(gè)壓電晶體片7的另一端固定有相應(yīng)的質(zhì)量塊8。多個(gè)壓電晶體片7被晶體支架4的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、繼而產(chǎn)生電荷。在外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上對(duì)晶體支架4的材料選擇非常關(guān)鍵，不同的材料對(duì)振動(dòng)頻率會(huì)有不同的影響。由于不同的材料的剛度是不一樣的，所以對(duì)振動(dòng)頻率的傳遞會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼系數(shù)，所以傳遞的能量會(huì)有所變化，最終影響振動(dòng)的頻率。
[0031]在一實(shí)施例中，每個(gè)壓電晶體片7和相對(duì)應(yīng)的第三螺釘5之間設(shè)有壓片6，壓片6防止第三螺釘5對(duì)壓電晶體片7的破壞，同時(shí)壓片6如果阻尼系數(shù)比較高會(huì)抑制振動(dòng)效果。
[0032]在圖1和2所示的實(shí)施例中，壓電晶體片7的數(shù)量為八個(gè)。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，例如針對(duì)不同尺寸的能量收集傳感器、不同的電能需求量等等，壓電晶體片的數(shù)量可以是不同的。例如，壓電晶體片7的數(shù)量也可以是六個(gè)、十個(gè)或十二個(gè)，等等。[0033]在一實(shí)施例中，能量收集傳感器100還包括封裝蓋板3，封裝蓋板3蓋在外殼I的上方，用于將壓電陶瓷和處理電路15封裝在外殼I之中。當(dāng)能量收集傳感器100安裝至振動(dòng)源9的下方時(shí)，封裝蓋板3的外表面與振動(dòng)源9的底部接觸。
[0034]當(dāng)確定能量采集機(jī)構(gòu)，則整個(gè)能量收集傳感器的大小已經(jīng)固定，振動(dòng)源進(jìn)入到能量收集傳感器內(nèi)部，整個(gè)傳感器是處于振動(dòng)狀態(tài)，而壓電陶瓷的振動(dòng)是由振臂產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)觸發(fā)的。壓電陶瓷7的振臂是由壓電晶體和夾著壓電晶體材料的組成(就像漢堡，中間是壓電晶體，通過(guò)上下兩層面包將壓電晶體夾著)。
[0035]為了使壓電陶瓷能夠充分產(chǎn)生能量，在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，考慮了多方面的影響因數(shù)，例如壓電陶瓷7的振臂的長(zhǎng)短、質(zhì)量塊8的大小及質(zhì)量、等等。振臂的質(zhì)量越重，臂長(zhǎng)越長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量越大，振幅也越大，但是能量收集傳感器的空間是固定的，同時(shí)壓電陶瓷的振臂的材料(夾壓電晶體的材料)對(duì)振動(dòng)幅度也有限制要求，所以合理的振臂和質(zhì)量塊是能量收集傳感器的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，比方質(zhì)量為Ig和2g，而振動(dòng)的加速度為固定的，那么2g的質(zhì)量產(chǎn)生的能量一定大于Ig產(chǎn)生的能量，則有能量守恒可知，產(chǎn)生的壓電的能量轉(zhuǎn)化也大；同樣振臂的長(zhǎng)短是控制質(zhì)量塊的力矩，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，力矩越大，則產(chǎn)生的能量也越大。能有效的控制影響因數(shù)，對(duì)能量收集傳感器的能量的轉(zhuǎn)化率有直接關(guān)系。
[0036]圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的能量收集傳感器200的剖視圖。圖3所示的能量收集傳感器200與圖1和2所示的能量收集傳感器100的各個(gè)相同部件用相同的附圖標(biāo)記表示，其功能不再贅述。和能量收集傳感器100的不同之處在于，圖3所示的能量收集傳感器100的外殼I上還設(shè)有用于輸入外接電能的電源接口 17，電源接口 17通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路15。處理電路15能夠?qū)ν饨与娔芤约罢駝?dòng)能量經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的電信號(hào)進(jìn)行有序處理。能量的有序處理將結(jié)合圖6進(jìn)一步詳述。
[0037]圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的能量收集傳感器300的剖視圖。圖4所示的能量收集傳感器300與圖1和2所示的能量收集傳感器100的各個(gè)相同部件用相同的附圖標(biāo)記表示，其功能不再贅述。和能量收集傳感器100的不同之處在于，圖4所示的能量收集傳感器300的外殼I上還設(shè)有輸入太陽(yáng)能的太陽(yáng)能接口 18，太陽(yáng)能接口 18通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路15。處理電路15能夠?qū)μ?yáng)能進(jìn)行整流、儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷，并且對(duì)所儲(chǔ)存的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換。處理電路15還能對(duì)太陽(yáng)能經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的電信號(hào)以及振動(dòng)能量經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的電信號(hào)進(jìn)行有序處理。能量的有序處理將結(jié)合圖6進(jìn)一步詳述。
[0038]圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的能量收集傳感器400的剖視圖。外殼I上還設(shè)有輸入外接電能的電源接口 17，電源接口 17通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路15。輸入太陽(yáng)能的太陽(yáng)能接口 18，太陽(yáng)能接口 18通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路15。圖5所示的能量收集傳感器400與圖1和2所示的能量收集傳感器100的各個(gè)相同部件用相同的附圖標(biāo)記表示，其功能不再贅述。和能量收集傳感器100的不同之處在于，圖5所示的能量收集傳感器400的外殼I上既設(shè)有用于輸入外接電能的電源接口 17，又設(shè)有輸入太陽(yáng)能的太陽(yáng)能接口 18。電源接口 17和太陽(yáng)能接口 18通過(guò)導(dǎo)線連至處理電路15。處理電路15能夠?qū)μ?yáng)能進(jìn)行整流、儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷，并且對(duì)所儲(chǔ)存的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換。處理電路15能夠?qū)ν饨与娔堋⑻?yáng)能經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的電信號(hào)以及振動(dòng)能量經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的電信號(hào)進(jìn)行有序處理。能量的有序處理將結(jié)合圖6進(jìn)一步詳述。
[0039]圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型的能量管理系統(tǒng)600的功能結(jié)構(gòu)框圖。如圖6所示，根據(jù)本實(shí)用新型的能量管理系統(tǒng)600包括能量收集傳感器602、蓄電設(shè)備604、以及直流一直流轉(zhuǎn)換模塊606。能量收集傳感器602為圖5所示的能量收集傳感器400，能夠同時(shí)接收太陽(yáng)能、振動(dòng)能量以及外接電能，對(duì)三種能量進(jìn)行有序處理，然后將處理后的電信號(hào)輸出并有效地存儲(chǔ)至蓄電設(shè)備604。蓄電設(shè)備604輸出的電能經(jīng)直流一直流轉(zhuǎn)換模塊606處理，根據(jù)需要傳輸至外部的稱重電子系統(tǒng)。
[0040]在一實(shí)施例中，能量收集傳感器602包括太陽(yáng)能接口 612、太陽(yáng)能處理電路614、壓電陶瓷622、振動(dòng)能量處理電路624、電源接口 632、以及三合一能源充電管理模塊616。
[0041 ] 太陽(yáng)能處理電路614包括第一整流模塊616、第一儲(chǔ)能元件618和第一直流一直流轉(zhuǎn)換模塊620。第一整流模塊616耦接至太陽(yáng)能接口 612，對(duì)輸入的太陽(yáng)能進(jìn)行整流。第一儲(chǔ)能元件618耦接至第一整流模塊616，儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷。第一直流一直流轉(zhuǎn)換模塊620耦接至第一儲(chǔ)能元件618，對(duì)經(jīng)整流的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換以得到第一電信號(hào)。
[0042]振動(dòng)能量處理電路624包括第二整流模塊626、第二儲(chǔ)能元件628和第二直流一直流轉(zhuǎn)換模塊630。第二整流模塊626耦接至壓電陶瓷622，對(duì)輸入的振動(dòng)能量進(jìn)行整流。第二儲(chǔ)能元件628耦接至第二整流模塊626，儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷。第二直流一直流轉(zhuǎn)換模塊630耦接至第二儲(chǔ)能元件628，對(duì)經(jīng)整流的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換以得到第二電信號(hào)。
[0043]三合一能源充電管理模塊616耦接至第一直流一直流轉(zhuǎn)換模塊620、第二直流一直流轉(zhuǎn)換模塊630以及電源接口 632，對(duì)太陽(yáng)能經(jīng)處理后得到的第一電信號(hào)、振動(dòng)能量經(jīng)處理后得到的第二電信號(hào)、以及外接電能進(jìn)行有序處理。經(jīng)處理的能量被有效地存儲(chǔ)至蓄電設(shè)備604。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，有三個(gè)蓄電設(shè)備604，太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外接電能通過(guò)分別的能量通道給不同的蓄電設(shè)備604充電。對(duì)于有三個(gè)通道的蓄電設(shè)備604，可以對(duì)每個(gè)通道的電能蓄電的電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，來(lái)選擇一個(gè)通道作為能量輸出通道。
[0045]在另一個(gè)實(shí)施例中，只有一個(gè)蓄電設(shè)備604，陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外接電能給同一個(gè)蓄電設(shè)備604充電,三個(gè)能量通道匯聚到一點(diǎn)。對(duì)于只有一個(gè)蓄電設(shè)備604的實(shí)施例,在不接外接電源時(shí)，直接由蓄電設(shè)備604供電。當(dāng)有外接電源時(shí)，由外接電源直接供電，同時(shí)外接電源給蓄電設(shè)備604充電。
[0046]在不同的使用場(chǎng)合，考慮不同的需求，例如對(duì)尺寸、對(duì)使用環(huán)境防爆防污染等的需求，可以采用不同的蓄電設(shè)備604。蓄電設(shè)備604可以為以下的一個(gè)或多個(gè):鋅電池、鎳電池、鋰電池、鉛酸電池、黃金電容等。
[0047]另外，由于使用的場(chǎng)合不同，能量收集傳感器的大小也不同，所以安裝的蓄電設(shè)備604的大小也可以不同。例如，蓄能量相同時(shí)，鋰電池和鉛電池的大小不同。
[0048]蓄電設(shè)備604存儲(chǔ)的能量經(jīng)直流一直流轉(zhuǎn)換模塊606轉(zhuǎn)換后，根據(jù)需要傳輸至能量管理系統(tǒng)600外部的稱重電子系統(tǒng)。由于用戶現(xiàn)場(chǎng)的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，所以可以根據(jù)不同的客戶需求，設(shè)計(jì)不同的電信號(hào)輸出形式。
[0049]本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對(duì)本實(shí)用新型的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，旨在使本實(shí)用新型覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對(duì)本實(shí)用新型的修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種能量收集傳感器，包括: 外殼(1)，所述外殼(I)通過(guò)第一螺釘(10)固定至一外部振動(dòng)源(9)并且被所述振動(dòng)源(9)的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)； 壓電陶瓷，所述壓電陶瓷被所述外殼(I)的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、并且產(chǎn)生電荷； 處理電路(15)，所述處理電路(15)通過(guò)第四螺釘(14)固定至所述外殼(I)內(nèi)側(cè)的底部、通過(guò)導(dǎo)線(15)連至所述壓電陶瓷并接收來(lái)自所述壓電陶瓷的電荷、對(duì)所述電荷進(jìn)行處理并輸出電信號(hào)， 其中，所述外殼(I)上還設(shè)有電纜接頭(12)，所述電纜接頭(12)通過(guò)導(dǎo)線耦接至所述處理電路(15)、并且將來(lái)自所述處理電路(15)的電信號(hào)傳遞至能量收集傳感器外部的輸出電纜(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的能量收集傳感器，其特征在于，所述壓電陶瓷包括: 晶體支架(4)，所述晶體支架(4)通過(guò)第二螺釘(16)固定至所述外殼內(nèi)側(cè)的底部，所述晶體支架(4)被所述外殼(I)的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)；以及 多個(gè)壓電晶體片(7)，每個(gè)壓電晶體片(7)的一端通過(guò)多個(gè)第三螺釘(5)固定至所述晶體支架(4)以使得所述多個(gè)壓電晶體片兩兩相對(duì)地位于所述晶體支架的上下兩側(cè)，每個(gè)壓電晶體片(7)的另一端固定有相應(yīng)的質(zhì)量塊(8)，所述多個(gè)壓電晶體片(7)被所述晶體支架(4)的振動(dòng)帶動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)、繼而產(chǎn)生電荷。
3.如權(quán)利要求1所述的能量收集傳感器，其特征在于，所述處理電路(15)包括: 整流模塊，所述整流模塊耦接至所述壓電陶瓷，對(duì)所述電荷進(jìn)行整流； 儲(chǔ)能元件，所述儲(chǔ)能元件耦接至整流模塊，儲(chǔ)存經(jīng)整流的電荷； 直流一直流轉(zhuǎn)換模塊，所述直流一直流轉(zhuǎn)換模塊耦接至儲(chǔ)能元件，對(duì)經(jīng)整流的電荷進(jìn)行直流一直流轉(zhuǎn)換以得到所述電信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的能量收集傳感器，其特征在于，每個(gè)壓電晶體片(7)和相對(duì)應(yīng)的所述第三螺釘(5 )之間設(shè)有壓片(6 )，防止第三螺釘(5 )對(duì)壓電晶體片(7 )的破壞。
5.如權(quán)利要求2所述的能量收集傳感器，其特征在于，所述壓電晶體片(7)的數(shù)量為以下的任一種:六個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十二個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的能量收集傳感器，其特征在于，所述處理電路(15)和所述第四螺釘(14)之間設(shè)有絕緣支撐套(13)，防止處理電路(15)受到外界環(huán)境的靜電影響。
7.如權(quán)利要求1所述的能量收集傳感器，其特征在于，所述外殼(I)上還設(shè)有以下至少之一: 輸入外接電能的電源接口(17)，所述電源接口(17)通過(guò)導(dǎo)線連至所述處理電路(15)；和 輸入太陽(yáng)能的太陽(yáng)能接口(18)，所述太陽(yáng)能接口(18)通過(guò)導(dǎo)線連至所述處理電路(15)。
8.如權(quán)利要求1所述的能量收集傳感器，其特征在于，所述能量收集傳感器還包括封裝蓋板(3 )，所述封裝蓋板(3 )蓋在所述外殼(I)的上方。
9.一種能量管理系統(tǒng)，包括: 如權(quán)利要求1 一 8的任一項(xiàng)所述的能量收集傳感器(602)，用于收集太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外部電能中的一種或多種能量、并且將所收集的能量轉(zhuǎn)換成電能；一個(gè)或多個(gè)蓄電設(shè)備(604)，耦接至所述能量收集傳感器(602)并且存儲(chǔ)所述電能；以及 直流一直流轉(zhuǎn)換模塊(606)，耦接至所述蓄電設(shè)備(604)并且將所存儲(chǔ)電能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)而輸出。
10.如權(quán)利要求9所述的能量管理系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電設(shè)備的數(shù)量為一個(gè)，太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外部電能給同一個(gè)蓄電設(shè)備充電。
11.如權(quán)利要求9所述的能量管理系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電設(shè)備的數(shù)量為三個(gè)，太陽(yáng)能、振動(dòng)能量和外部電能通過(guò)三個(gè)分別的能量通道給三個(gè)蓄電設(shè)備充電。
12.如權(quán)利要求11所述的能量管理系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)測(cè)每個(gè)能量通道的電能蓄電的電量，以選擇一個(gè)能 量通道作為能量輸出通道。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK203660925SQ201320835149
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】陳亞平, 周亮, 徐淼, 郝德剛 申請(qǐng)人:梅特勒-托利多(常州)精密儀器有限公司, 梅特勒-托利多(常州)測(cè)量技術(shù)有限公司, 梅特勒-托利多(常州)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司