振动能量收集装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于能量回收利用技术领域，涉及衡器行业中振动能量收集的机械结构、硬件电路和能源充电管理，具体涉及到一种振动能量收集装置及方法。
【背景技术】
[0002]在衡器行业中，设备运行时会产生大量振动能量，而这些能量目前没有加以利用，比如:汽车在运动过程时，秤台和地面会产生一定的振动，而这些振动的能量是白白浪费了；在过程称重中，物品在上秤和下秤时，由于间隙，同样会产生大量的振动能量;本发明拟将汽车称重过程的振动能量转化为电能，供汽车电子衡上的仪表等工作，将能量有效利用。
【发明内容】
[0003]根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种振动能量收集装置及方法，通过将振动能量转化为压电晶体的电能，现有技术中能量浪费的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种振动能量收集装置，包括压电晶体片、晶体支架、电路板和蓄电装置，晶体支架将压电晶体片固定在振源上将振源的机械振动传递到压电晶体片，压电晶体片与晶体支架连接的一端通过导线连接至电路板，电路板将压电晶体片产生的电量经整流后输入蓄电装置。所述压电晶体片的自由端设有配重，配重与压电晶体片固定连接。所述振动能量收集装置包括外壳，压电晶体片、晶体支架和电路板设置在外壳内部，外壳与振源紧固连接，晶体支架和电路板分别与外壳紧固连接。所述电路板与外壳的固定处设有绝缘支套筒。所述电路板与蓄电装置的连接线缆上设有线缆接头装置。所述振动能量收集装置还包括太阳能供电接口或外接电源接口，太阳能供电接口或外接电源接口分别连接至电路板。
[0005]振动能量收集方法，包括如下步骤:
[0006]S01、将具有压电效应的压电晶体片通过晶体固定架固定在振源上，将振源的振动传递到压电晶体片；
[0007]S02、通过导线将压电晶体片与晶体支架固定的一端连接至电路板，电路板将压电晶体片产生的电能整流后经蓄电通道输出到蓄电装置；
[0008]S03、监测蓄电通道内能源存储和电量状况，控制能量的有序输出。所述步骤S02还包括，电路板还连接至太阳能接口和外接电源接口，太阳能接口和外接电源接口的电能输出经蓄电通道输出到蓄电装置。
[0009]所述振动能量、太阳能和外接电源三者分别给不同的蓄电装置充电，每个能量通道为单独通道;对每个通道的蓄电装置的电量进行监测，通过监测的数据选择能量输出通道。振动能量、太阳能和外接电源给同一个蓄电装置充电；在不接外接电源时，直接由蓄电装置供电，当有外接电源进入时，由外接电源直接供电，同时外接电源给蓄电装置充电。
[0010]本发明有益效果是:通过振动能量装置，将振动的能量转化为电能，对节能具有重大贡献。
【附图说明】
[0011]下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0012]图1为本发明【具体实施方式】振动能量收集装置的功能框图。
[0013]图2为本发明【具体实施方式】振动能量收集装置的机械结构图。
[0014]图3为本发明【具体实施方式】振动能量收集装置内部结构俯视图。
[0015]图4为本发明【具体实施方式】蓄电池充电管理模块的结构图。
[0016]图5为本发明【具体实施方式】振动能量收集装置附加外接电源接口的结构图。
[0017]图6为本发明【具体实施方式】振动能量收集装置附加太阳能接口的结构图。
[0018]图7为本发明【具体实施方式】振动能量收集装置附加太阳能和外接电源接口的结构图。
[0019]其中，I外壳、2导线、3封装盖板、4晶体支架、5晶体片固定螺钉、6压片、7压电晶体片、8配重、9振源、10振源固定螺钉、11输出电缆、12电缆接头装置、13绝缘支撑套、14电路板固定螺钉、15电路板、16晶体支架固定螺钉、17电源接口、18太阳能接口。
【具体实施方式】
[0020]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0021 ]本发明的基本思路是:将本发明的能量采集装置紧靠振源9安装，振源9振动时，带动能量采集装置中的压电晶体片7，将压电晶体片7振动时产生的电能经充电电路输出给蓄电设备。本发明的设计要点包括与振源9连接的机械结构、固定压电晶体片7的结构、硬件充电电路、针对应用环境的蓄电设备，以及针对用电设备的电源输出。由于用户使用的电能需求形式是不一样的，比如:有的需求为+5V，有的为+12V，有的为电流源，所以根据客户的需求不同，设计不同的电源输出形式，满足客户的应用需求。
[0022]如图2，为本发明振动能量采集装置的结构图，振源9由于外接物体的作用产生振动，通过振源固定螺钉10将本发明的能量采集装置的外壳I固定在振源9上，振源9将振动传递给晶体支架4，晶体支架4带动压电晶体片7振动，压电晶体片7产生电荷，电荷通过导线2将能量传递给电路板15(三合一能源充电管理电路板)，通过三合一能源充电管理电路板处理，经输出电缆11输出将电源输出。在输出电缆11与外壳11接触的地方，设有电缆接头装置12，便于输出电缆11的更换和拔插。在电路板15与外壳连接的地方设有绝缘支撑套13。
[0023]压电晶体片7通过晶体片固定螺钉5和压片6固定在晶体支架4上，压电晶体片7与晶体固定支架连接的一端连接有导线2，经导线2连接至电路板15，在压电晶体片7远离晶体支架4的一端设有配重8，以扩大振幅，提高振动能量。晶体支架4通过晶体支架固定螺钉16固定在外壳I上，另外，电路板15通过电路板固定螺钉14也固定在外壳I上。在外壳I上可设置外接电源接口 17和太阳能接口 18，外接电源接口 17和太阳能接口 18连接至电路板15。
[0024]振动能量高效转变为电能，能可靠的存储也是非常关键。这里采用专用的电路板15，及三合一的充电电源管理模块，如图4，将振动产生的电能有效的存储到蓄电设备。由图2和图3可知，该振动能量收集传感器采用了 8块压电晶体片7，通过输出线缆将收集的电能输送给外界称重系统。三合一的充电电源管理模块，实现能量的有序收集和有序输出。能量有序收集分为两种方式:
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