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(jī)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(yùn)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(yùn)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(fèi)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(fèi)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(jī)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(dú)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(jī)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(jī)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(kuò)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:
[002