一种自动俘能的自助旋转餐桌的制作方法

本发明涉及传感器应用技术领域,具体涉及一种自动俘能的自助旋转餐桌。

背景技术

随着人们的节能意识逐渐增强，特别是在当前世界各国面临能源日益紧缺的情况下，压电材料研究领域日益被人们所重视，并成为能源研究领域中一个新的方向。压电材料往复振动时，在压电材料上下表面产生电荷，而能量收集器是一种能够将机械能转化为电能的器件，可对压电材料产生的电荷进行收集。大型的用于自助餐的旋转餐桌靠电机进行驱动，在电机运转过程中，会产生一定程度的振动，造成较多能量的浪费，人们开始尝试在这种自助旋转餐桌上安装能量收集器。但是压电材料通常以层状材料出现，依附在特定的机械结构上，固定的机械机构通常具有一个固定的谐振频率，所以也就是说，通常压电能量收集器的敏感频率是固定的，一旦外界震动偏离了这个频率，压电收集器便不能够良好的工作。

有鉴于此，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种自动俘能的自助旋转餐桌，其包括：自助旋转餐桌，用于多人自助就餐；

储能元件，用于能量的储存；

能量收集器，用于收集振动产生的能量，并将收集到的能量存储于储能元件中；

整流电路，用于不稳定的交流电经过整流电路转变为稳定的电流后传输到储能元件中储存起来；

所述能量收集器安装于所述自助旋转餐桌内部侧壁，所述储能元件固定于所述自助旋转餐桌内部空间，所述整流电路分别与所述能量收集器和所述储能元件电连接。

较佳的，所述自助旋转餐桌包括：旋转平台，用于置放食物，呈操场的回形状，通过电机驱动旋转，并带动食物同步旋转，使就餐位顾客均可对所有菜品进行选择；一个或多个电机，用于驱动所述旋转平台转动；就餐平台，呈操场的回形状，为顾客提供就餐位置；物品置放台，用于置放待添加的食物、装饰品或者其他物品；加热器，用于对火锅或者干锅等进行加热；烤炉，用于烧烤。

较佳的，所述能量收集器包括：外框，呈现为框体结构，用于整个所述能量收集器的安装与固定；电转化组件，设置于所述外框上，感应外界振动并产生固有频率谐振，用于收集振动能量；调频结构，设置于外框上相对于电转化组件固设的一面；自反馈结构，其中一端与电转化组件相接触，另一端调频结构相接触，用于与所述调频结构进行互动，使电转化结构的固有振动频率接近外界振动频率。

较佳的，所述电转化组件，包括：一组悬臂梁，呈现为十字形，所述悬臂梁与外框在键合位置相结合，结合方式为键合、粘合或者一体成型；一质量块，固设于悬臂梁的下表面或者上表面；其中，所述悬臂梁的整体或者局部为压电材料，或者所述悬臂梁上设置有压电材料。

较佳的，所述调频结构包括：调频支架，用于所述调频悬臂的支撑；调频悬臂，通过其中一端倾斜的设置于所述调频支架上，另外一端与所述外框连接；若干调频单元，用于产生不同频率振动，单列、顺次地设置于所述调频悬臂上；调频安装片，用于将所述调频悬臂安装于所述调频支架上；限位槽，用于对所述调频单元的限位。

较佳的，每个所述调频单元的结构相近，相邻的所述调频单元之间的间距均相等，所述调频单元的固有谐振频率顺次递减。

较佳的，所述调频单元包括：振动芯，呈现为长方体形状，当感应到外界振动时会产生一定幅度的振动；腔室，用于包裹所述振动芯。

较佳的，所述调频悬臂与所述调频支架倾角为α，α的大小为10°≤α≤15°。

较佳的，所述自反馈结构整体呈现问号的形状，上半部分半包围地与所述电转化组件相接触，在与所述调频悬臂接触的位置设置有横向齿与纵向齿，通过所述横向齿插入所述限位槽中形成对所述自反馈结构的限位；所述纵向齿与所述调频单元配合实现所述自反馈结构横向的移动。

较佳的，所述自助旋转餐桌的内部空间设置有多个能量收集器。

与现有技术比，本发明的有益效果在于：本发明提供的一种自动俘能的自助旋转餐桌，通过能量收集器将自助旋转餐桌运转时产生的振动能量进行回收，并储存于蓄电池中，通过电压适配器可为自助旋转餐桌供电。而且当外界振动频率与电转化结构的固有频率不相同或不相接近时，能量转换器的自反馈结构能够与调频结构进行互动，使电转化结构的固有振动频率接近外界振动频率，可以大幅度提高振动能量转化为电能的效率和振动能量的利用率。通过能量收集器对振动能量进行收集，并对蓄电池进行充电，实现了振动能量的高效转化，节约能源，并且结构简单，安装维护简单方便，可以很大程度上节约人力物力财力，降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明中自助旋转餐桌的整体结构示意图；

图2为本发明中自动俘能的自助旋转餐桌结构示意图；

图3为本发明中实施例八中能量收集器布置的结构示意图；

图4为本发明中能量收集器的结构示意图；

图5为本发明中能量收集器的剖视图；

图6为本发明中能量收集器的剖视图；

图7为本发明中调频悬臂的侧视图；

图8为本发明中调频悬臂的正视图；

图9为本发明中调频单元的结构示意图；

图10为本发明中相邻调频单元的结构示意图

图11为本发明中调频结构的工作原理示意图；

图12为本发明中自反馈结构的轴测图；

图13为本发明中自反馈结构的局部放大图；

图14为本发明中实施例七的能量收集器的结构示意图；

图15为本发明中实施例七的自反馈结构的示意图；

图16本发明中实施例七的悬臂梁的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

文中所述的“横向”是指自反馈结构沿着调频悬臂运动的方向，“纵向”是指水平与横向垂直的方向。文中所有的方位并不构成对结构本身的限定，只是为了便于描述。

实施例一

本实施例提供一种自动俘能的自助旋转餐桌，如图1和图2所示，包括：自助旋转餐桌5，用于多人自助就餐；

储能元件53，用于能量的储存；

能量收集器52，用于收集振动产生的能量，并将收集到的能量存储于储能元件53中；

整流电路，用于不稳定的交流电经过整流电路转变为稳定的电流后传输到储能元件53中储存起来；

所述能量收集器52安装于所述自助旋转餐桌5内部侧壁，所述储能元件53固定于所述自助旋转餐桌5内部空间，所述整流电路分别与所述能量收集器和所述储能元件电连接。

如图1所示，所述自助旋转餐桌5包括：旋转平台54，呈操场的回形状，用于置放食物，通过电机驱动旋转，并带动食物同步旋转，使就餐位顾客均可对所有菜品进行选择；

一个或多个电机51，用于驱动所述旋转平台54转动；就餐平台55，呈操场的回形状，为顾客提供就餐位置；

物品置放台58，可置放待添加的食物、装饰品或者其他物品；

加热器57，用于对火锅或者干锅等进行加热；

烤炉56，用于烧烤。每组加热器57和烤炉56最多可供两人同时使用。

所述自助旋转餐桌可方便顾客就餐，不用麻烦顾客亲自去取菜，当需要的菜品转到顾客所在的位置，取走即可，省去了顾客取菜所带来的不便，同时，市面上大多数自助餐桌只提供少数的就餐位，所述自助旋转餐桌5也为大型的聚餐活动提供较佳的平台，便于多人同时同桌就餐，而不需分散开来。

如图4、图5、图6和图13所示，所述能量收集器52包括：外框1，呈现为框体结构，用于将能量收集器52安装固定于所述自助旋转餐桌5内部空间的侧壁上；

电转化组件2，设置于所述外框1上，用于感应外界振动并产生固有频率谐振，并将振动能量转化为电能储存于所述储能元件53中；

调频结构3，设置于外框1上相对于电转化组件2固设的一面，用于产生振动并驱动自反馈结构4移动；

所述自反馈结构4，一端与所述电转化组件2相接触，另一端与所述调频结构3相接触，用于与所述调频结构3进行互动，使所述电转化结构2的固有振动频率接近外界振动频率。

本实施例所述的自动俘能的自助旋转餐桌，通过能量收集器将自助旋转餐桌运转时产生的振动能量进行回收，并储存于蓄电池中，进而通过电压适配器为自助旋转餐桌供电。而且当外界振动频率与电转化结构的固有频率不相同或不相接近时，自反馈结构能够与调频结构进行互动，使电转化结构的固有振动频率接近外界振动频率，从而大幅度提高振动能量转化为电能的效率和振动能量的利用率。通过能量收集器对振动能量进行收集，并对蓄电池进行充电，实现了振动能量的高效转化，节约能源，并且结构简单，安装维护简单方便，可以很大程度上节约人力物力财力，降低能耗。

实施例二

如上述所述的实施例，本实施例与之不同的地方在于，如图4所示，本实施例的能量收集器52包括：外框1，呈现为框体结构，用于将能量收集器52安装固定于所述自助旋转餐桌5内部空间的侧壁上；

电转化组件2，包括：一组悬臂梁21，呈现为十字形，所述悬臂梁21与外框1在键合位置23相结合，结合方式为键合、粘合或者一体成型；

一质量块22，固设于悬臂梁21的下表面或者上表面，用于带动所述悬臂梁振动；

其中，所述悬臂梁21的整体或者局部为压电材料，或者所述悬臂梁21上设置有压电材料，随着振动的发生，压电材料上下表面不断感应出正负电荷。

较佳的，所述能量收集器52整体水平设置于所述自助旋转餐桌5内部空间的侧壁上。这样可以保证充分利用质量块的重力作用，使得振动效果达到最佳。

所述能量收集器52的工作原理：

由于所述能量收集器52安装固定于所述自助旋转餐桌5内部空间的侧壁上，当所述自助旋转餐桌5上发生振动时，所述能量收集器52产生谐振，在质量块22的带动下，所述悬臂梁21上下振动，并且主要在固有谐振频率下进行振动，随着振动过程的发生，在压电材料的上下表面分别不断感应出正负电荷，通过设置于压电材料上下表面的电极将正负电荷收集起来，通过整流电路进行整流，形成电能储存于所述储能元件53中。在振动频率100hz≤f≤3000hz时，所述能量收集器52将振动能量转化为电能的效率最高。

较佳的，所述储能元件53可以为蓄电池或者电容。

本实施例的能量收集器结构简单，将机械能转化为电能的过程始终伴随自助旋转餐桌运行的过程，且自动完成，无需人工操作；在餐桌运转过程中，可有效地对振动能量进行收集，并及时将机械能转化为电能存储起来，便于为自助旋转餐桌需要用电的期间进行供电或者为顾客提供手机充电服务；造价便宜，推广性强。

实施例三

本实施例与实施例二不同的地方在于，如图5和图6所示，所述能量收集器52还包括：调频结构3，设置于外框1上相对于电转化组件2固设的一面，用于产生振动并驱动自反馈结构4移动，所述调频结构3包括：调频支架32，呈现为十字形结构，用于所述调频悬臂31的支撑；若干调频单元311，用于产生不同频率振动，使所述自反馈结构4向振幅较高的所述调频单元一侧移动；调频悬臂31，通过其中一端倾斜的设置于所述调频支架32上，另外一端与所述外框1连接，所述调频悬臂31用于所述调频单元311的安装；调频安装片33，用于将所述调频悬臂31安装于所述调频支架32上；限位槽312，用于对所述自反馈结构4的限位和所述调频单元311的安装。

所述能量收集器52还包括一自反馈结构4，如图12和13所示，所述自反馈结构4整体呈现问号的形状，上半部分与所述电转化组件2相接触，下半部分与所述调频结构3相接触。当外界振动频率与所述电转化组件2的固有频率不相同或不相接近时，所述自反馈结构4能够与所述调频结构3进行互动，并且随着振动在所述悬臂梁21上移动，通过改变所述自反馈结构4在所述悬臂梁21上的接触位置，来改变所述电转化组件2的固有频率，以使所述电转化组件2的固有振动频率逐渐接近外界振动频率。

较佳的，所述调频悬臂31与所述调频支架32倾角的大小为10°≤α≤15°，这样可以为所述调频单元311提供一定的振动空间，另一方面，也可以防止倾角太大对所述自反馈结构4的移动形成阻碍。此外，一定的倾角可以保证自反馈结构4落回至初始位置。

本实施例所述的能量收集器可用于振动频率可变的环境，在当外界振动频率与电转化结构的固有频率不相同或不相接近时，通过自反馈结构与调频结构进行互动，来调整所述电转化结构的频率，使电转化结构的固有振动频率接近外界振动频率，这样可以大幅度提高振动能量转化为电能的效率和振动能量的利用率。

实施例四

如上述所述的实施例，本实施例与之不同的地方在于，如图7和图8所示，所述调频悬臂31上单列、顺次地设置有若干的调频单元311，每个所述调频单元311的结构相近，相邻的所述调频311单元之间的间距均相等，所述调频单元311的固有振动频率向远离质量块的方向逐渐减小，所述调频单元311通过限位槽312进行安装。

如图9所示，所述调频单元311包括：振动芯3111，呈现为长方体形状，当感应到外界振动时会产生一定幅度的振动；腔室，用于包裹所述振动芯3111。这样设置的好处在于，当所述振动芯3111停止振动时，可以缩回至所述腔室形成保护。

较佳地，所述振动芯3111包括下限块3112和上限块3113，用于所述振动芯3111的安装；所述腔室上端形成上部开口3114，使所述振动芯3111上端通过，所述腔室下端形成下部开口3115，使所述振动芯3111下端通过。

较佳的，所述振动芯3111的上端为凹陷状，形成凹陷部3115，当振动产生时，所述振动芯3111升起，所述凹陷部3115的的其中一端的端点与所述自反馈结构的纵向齿45的斜面接触，并将所述纵向齿45顶起，使所述纵向齿45沿着斜面向振幅较大的一侧移动。

这样设置的好处在于，巧妙的利用自反馈结构的重力作用，当振动芯将自反馈结构顶起时，自反馈结构下滑的同时，向振动幅度较高的一侧运动，并产生一段位移，当多段位移叠加，则形成远距离的传动，从而对自反馈结构的位置进行调节。

实施例五

如上述所述的实施例，本实施例与之不同的地方在于，如图12和图13所示为自反馈结构4，整体呈问号形状，包括第一水平部41、第一降部42、第二降部43和第三降部44，所述第一水平部41、所述第一降部42和所述第二降部43共同围合成一个半包围的框体，用于包围所述悬臂梁21，并使形成的半包围框体总会有一部分与悬臂梁21接触；所述第三降部44在与所述调频悬臂31接触的位置设置有横向齿46与纵向齿45，通过所述横向齿46插入导向槽312中形成对自反馈结构4的限位，使自反馈结构4不脱出；所述纵向齿45的斜面与所述振动芯3111配合实现所述自反馈结构在所述调频悬臂31长度方向上的移动。

所述纵向齿45的结构为带有一个或者多个凹陷状的结构，其中凹陷状结构为三角形或者圆弧形。如图11，凹陷状结构的齿宽为d1。

这样设置的好处在于，便于自反馈结构的拆卸与维护，也可以利用纵向齿与振动芯的巧妙配合，使振动芯在升起时，给纵向齿一个横向的推力，使自反馈结构沿着横向移动。

实施例六

如上述所述的实施例，本实施例与之不同的地方在于，如图10所示，以相邻的两个所述调频单元311为例进行结构说明，通过调节振动芯3111的参数，例如质量、粗细、上限块、下限块的位置，相邻的两个所述调频单元311的固有谐振频率都不同，当感知到外界振动时，相邻所述振动芯3111的振幅也不相同，从而形成一个振幅的高度差。

所述调频单元311的工作原理：如图11所示，当所述调频单元311处于静止状态时，由于所述调频悬臂31倾角的作用，所述自反馈结构4位于所述调频悬臂31的最低点。

当所述调频单元311开始工作时，所述振动芯3111感受到外界振动，由于所述调频单元的固有谐振频率顺次递减，由于共振现象的产生，外界频率与振动芯3111的固有频率相接近时，系统振幅显著增大，因此，相邻的所述振动芯3111的振幅也不同，与外界环境振动频率最接近的所述振动芯3111振动幅度最大。

这样，在某个振动频率下，必定有一个振动芯3111振动幅度最大，距离振动幅度最大的振动芯越近，振动芯振动幅度越大；反之，距离振幅最大的振动芯越远，振动芯的振幅越小；振动芯的幅度也因此呈现为由中间振幅最大到两边逐渐衰减的趋势。而由于调频悬臂31的倾角的原因，在振动幅度最大的振动芯3111两侧，其他的振动芯的高度下降的速度不同，朝向下坡的一侧，振动芯之间的高度差距大，而朝向上坡的一侧，振动芯之间的高度差距小。

当振动发生时，自反馈结构总是逐渐脱离振动幅度较小的振动芯、进而受振动幅度较大的振动芯的影响，进而逐渐移动至振动幅度最大的振动芯3111。移动至振动幅度最高的振动芯上方后，自反馈结构不再移动。

这样设置的好处在于，巧妙利用波的传播原理，振动幅度由低到高然后由高到低依次变化，从而使相邻的振动芯在振动发生时始终具备高度差，促使自反馈结构的运动。

较佳的，相邻所述振动芯3111之间的距离为d2，其中，d2小于d1的一半。

实施例七

如上述所述的实施例，本实施例与之不同的地方在于，如图14-16所示，能量收集器呈现另一种布置方式，悬臂梁21呈现为“h”形；自反馈结构4，整体呈关于单边自对称的双钩结构，包括第一卡勾47，第二卡勾48和第四降部40，所述第一卡勾47和第二卡勾48关于所述第四降部对称；所述第一卡勾47卡在所述悬臂梁21的第一支撑部211上，对所述第一支撑部211形成半包围状态，并留有所述第一卡勾47上下振动和沿着所述第一支撑部211移动的空间；所述所述第二卡勾48卡在所述悬臂梁21的第二支撑部212上，对所述第二支撑部212形成半包围状态，并留有所述第二卡勾47上下振动和沿着所述第二支撑部212自由移动的空间。所述第四降部40与所述调频悬臂31的接触位置设置有横向齿46，在所述横向齿46之间阵列设置有若干纵向齿45，其中，所述横向齿46插入所述限位槽312形成限位，通过纵向齿45与振动芯3111的配合实现自反馈结构的横向移动。这样设置的好处在于，所述悬臂梁21为对称结构，从而更好地保证了振动的稳定性。

实施例八

如上述所述的实施例，本实施例与之不同的地方在于，如图3所示，所述自助旋转餐桌的内部空间设置有多个能量收集器，用于感知个部位的振动，并分别对各部位的振动能量进行收集。这样设置的好处在于，加快俘能速度，由于自助旋转餐桌的体积空间较大，也能充分对各部位的振动能量进行收集。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。