5]方式一:振动能量、太阳能和外接电能三者分别给不同的蓄电设备充电，每个能量通道为一个单独通道；
[0026]方式二:振动能量、太阳能和外接电能给同一个蓄电设备充电，三种能量通道汇聚到一点；
[0027]能量的有序输出同样也有两种方式:
[0028]方式一:对于有三个通道的蓄电设备，我们会采用对每个通道的电能蓄电的电量进行监测，通过监测的数据进行判断，进行选择，确定某个通道作为能量输出通道。
[0029]方式二:对于一个蓄电设备的情况，在不接外接电源时，直接由蓄电设备供电，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设备充电。
[0030]由于应用环境的不同，设备的尺寸不同，对能量的形式需求不同，因此针对不同的应用设计不同的蓄电设备和电能输出形式。由于使用的场合不同，设计的振动能量采集装置的大小是不一样的，所以安装的蓄电设备可以根据大小采用不同的方式，比如同样的蓄能，锂电池比铅电池的大小是不一样的，根据场合可以选择不同电池类型，同样，由于价格需求不同的，采用的蓄电设备也不同。使用的年限也是不一样的。由图1可知，在不同的使用场合，根据价格、尺寸、环境防爆防污染等要求，可以选择不同的蓄电设备:锌电池、镍电池、锂电池、铅酸电池、黄金电容等。
[0031]由图2可知，振动能量收集装置紧贴着振源9安装，根据振源9的大小，设计振动收集装置封装盖板3和外壳I的大小。图2为应用于汽车电子衡的能量采集装置，振源9主要为垂直自由度。在外形结构设计上对晶体支架4的材料选择非常关键，不同的材料对振动频率会有不同的影响，由于不同的材料的刚度是不一样的，所以对振动频率的传递会产生不同的阻尼系数，所以传递的振动能量会有所变化，最终影响振动的频率。振源固定螺钉10的安装位置和安装深度也同样非常讲究。安装浅的话，由于振动的影响，会影响与振源9的固定紧固性，容易脱落。太深的话，可能会打穿振源9，破坏原有设备的结构安装不方便。
[0032]为了使压电晶体片7能够充分产生振动能量，在机械结构的设计上，考虑了多方面的影响因数，主要为晶体支架4的结构设计，安装晶体片固定螺钉5的固定方式，压片6的结构，压电晶体片7振动臂的长短，配重8的大小及质量，质量越重，臂长越长，产生的振动能量越大，振幅也越大，但是振动能量收集传感器的空间是固定的，同时压电晶体片7的振臂的材料对振动幅度也有限制要求，所以合理的振臂和配重8是振动能量收集传感器的关键设计，比方两个配重8的质量分别为Ig和2g，而振动的加速度为固定的，那么2g的配重8量产生的能量大于Ig产生的能量，则有能量守恒可知，产生的压电的能量转化也大；同样振臂的长短是控制质量块的力矩，长度越长，力矩越大，则产生的振动能量也越大。能有效的控制影响因数，对振动能量收集装置的振动能量的转化率有直接关系。
[0033]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种振动能量收集装置，其特征在于，包括压电晶体片(7)、晶体支架(4)、电路板(15)和蓄电装置，晶体支架(4)将压电晶体片(7)固定在振源(9)上将振源(9)的机械振动传递到压电晶体片(7)，压电晶体片(7)与晶体支架(4)连接的一端通过导线连接至电路板(15)，电路板(15)将压电晶体片产生的电量经整流后输入蓄电装置。2.根据权利要求1所述的振动能量收集装置，其特征在于，所述压电晶体片(7)的自由端设有配重，配重与压电晶体片(7)固定连接。3.根据权利要求1所述的振动能量收集装置，其特征在于，所述振动能量收集装置包括外壳，压电晶体片(7)、晶体支架(4)和电路板(15)设置在外壳内部，外壳与振源(9)紧固连接，晶体支架(4)和电路板(15)分别与外壳紧固连接。4.根据权利要求3所述的振动能量收集装置，其特征在于，所述电路板(15)与外壳的固定处设有绝缘支撑套(13)。5.根据权利要求1所述的振动能量收集装置，其特征在于，所述电路板(15)与蓄电装置的连接线缆上设有电缆接头装置(12)。6.根据权利要求1所述的振动能量收集装置，其特征在于，所述振动能量收集装置还包括太阳能接口(18)或外接电源接口(17)，太阳能接口(I8)或外接电源接口(I7)分别连接至电路板(15)。7.根据权利要求1-6任意一项所述的振动能量收集方法，其特征在于，包括如下步骤: 501、将具有压电效应的压电晶体片(7)通过晶体固定架固定在振源(9)上，将振源(9)的振动传递到压电晶体片(7); 502、通过导线将压电晶体片(7)与晶体支架(4)固定的一端连接至电路板(15)，电路板(15)将压电晶体片(7)产生的电能整流后经蓄电通道输出到蓄电装置； 503、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。8.根据权利要求7所述的振动能量收集方法，其特征在于，所述步骤S02还包括，电路板(15)还连接至太阳能接口(18)和外接电源接口(17)，太阳能接口(18)和外接电源接口(17)的电能输出经蓄电通道输出到蓄电装置。9.根据权利要求8所述的振动能量收集方法，其特征在于，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。10.根据权利要求8所述的振动能量收集方法，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了一种振动能量收集装置及方法，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。将振动的能量转化为电能，对节能具有重大贡献。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN105450086
【申请号】CN201510988761
【发明人】董国贵, 陈亚平
【申请人】铜陵职业技术学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月24日