CN106894916B - 一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置 - Google Patents

一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，属于嵌入式技术领域。本发明包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力。本发明可以实现热能向电能的转换，对工厂而言这势必会节约总体成本，对环境而言，也有利于减缓温室效应的加重。

Description

一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置
技术领域
本发明涉及一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，属于嵌入式技术领域。
背景技术
随着生活发展，社会进步，个体供暖已被集中供暖所取代。供暖厂虽然对燃煤所产生的气体在排放前进行的除尘去硫等措施，但却忽视了排放气体所携带的大量热量资源。大量废热排放到空中，不仅造成了能量的浪费，而且还加剧了温室效应。目前市场上主要通过水循环来利用废热，对于废热的利用途径有限并且利用率低。
发明内容
本发明提供了一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，以用于解决水循环回收废热利用率低且利用方式单一的问题。
本发明的技术方案是：一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
所述实时转速检测模块包括LM2907频率/电压转换器，闪存单片机PIC16F877，电阻R1、R2、R4、R6、R7、R8，无极性电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，可变电阻R3，电位器RP1，NPN型三极管Q1，二极管D1，石英晶体振荡器X1，桥式整流二极管B1，电压调节器Ⅰ；
其中LM2907频率/电压转换器的1管脚与频率传感器4一端相连，频率传感器4另一端与无极性电容C9一端相连，LM2907频率/电压转换器的2管脚与无极性电容C1一端相连，LM2907频率/电压转换器的3管脚与无极性电容C2一端相连，无极性电容C2与电阻R1并联，LM2907频率/电压转换器的4管脚与电阻R2一端相连，LM2907频率/电压转换器的5管脚和6管脚为电源输入端，LM2907频率/电压转换器的7管脚与可变电阻R3、无极性电容C3依次串联后与电阻R2并联并接地，无极性电容C1、C2、C9的另一端及电阻R2的另一端接地，无极性电容C3与电阻R2之间的连线上接入桥式整流二极管B1的1端、3端，LM2907频率/电压转换器的8管脚接地，桥式整流二极管B1的4端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端与无极性电容C5的一端及NPN型三极管Q1基极连接，无极性电容C5另一端与二极管D1串联后接地，电阻R7、无极性电容C4一端接在电阻R6与NPN型三极管Q1基极之间的连线上，桥式整流二极管B1的2端、电阻R7另一端、无极性电容C4另一端、NPN型三极管Q1发射极、闪存单片机PIC16F877的Vss脚接地，NPN型三极管Q1的集电极与电阻R8一端及闪存单片机PIC16F877的CPP1脚相连，电阻R8另一端与电压调节器Ⅰ一端、闪存单片机PIC16F877的VDD脚及电阻R4一端相连，电压调节器Ⅰ另一端接自供电蓄电装置，无极性电容C6一端接入电阻R4另一端与电位器RP1之间，无极性电容C6的另一端与闪存单片机PIC16F877的MCLR/VPP脚相连，闪存单片机PIC16F877的RA1/AN1脚与电位器RP1相连，闪存单片机PIC16F877的OSC1脚与石英晶体振荡器X1的一端相连，闪存单片机PIC16F877的OSC2脚与石英晶体振荡器X1另一端相连，无极性电容C7与无极性电容C8串联后与石英晶体振荡器X1并联，闪存单片机PIC16F877的RC0/TICK1脚与全局实时控速模块相连。
所述全局实时控速模块包括TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R5，无极性电容C10，二极管D2、D3，增强型P-MOS场效应管M1、M2；实时转速检测模块与二极管D2正极、增强型P-MOS场效应管M1的源极相连，二极管D2负极与无极性电容C10一端、增强型P-MOS场效应管M1的漏极及电阻R5一端相连，无极性电容C10、电阻R5另一端与TB6612FNG直流电机驱动器VCC端相连，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2脚及增强型P-MOS场效应管M1的栅极接地，MCU微控制单元引脚与TB6612FNG直流电机驱动器相连，TB6612FNG直流电机驱动器与局部变速模块中变速马达26（图5中M11、M22）相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1、VM2、VM3脚与二极管D3负极及增强型P-MOS场效应管M2的漏极相连，二极管D3正极、增强型P-MOS场效应管M2的源极接自供电蓄电装置，增强型P-MOS场效应管M2的栅极接地。
所述局部变速模块包括变速器驱动盘21、变速器转动轴22、齿轮变速推动轴承23、齿轮变速推动杆24、齿轮变速推动片25、变速马达26、主动齿轮27、主动齿轮同步器28、从动齿轮传动叶29、变速器从动齿轮30、变速马达固定杆32、从动齿轮同步器33、推动片传动叶34；
其中变速器驱动盘21一侧与驱动盘外壳11相接，变速器驱动盘21另一侧与变速器转动轴22相连，变速器转动轴22再与主动齿轮27相连，变速马达26固定在变速马达固定杆32上，变速马达固定杆32与热冷单向气体流通导管3相固定，变速马达26与齿轮变速推动杆24相接且与全局实时控速模块相连，齿轮变速推动杆24与齿轮变速推动片25之间有齿轮变速推动轴承23，齿轮变速推动片25与主动齿轮27相连且中间为齿轮变速推动轴承23，变速器从动齿轮30安装在变速器转动轴22上，主动齿轮27上安装有主动齿轮同步器28和推动片传动叶34，变速器从动齿轮30上安装有从动齿轮传动叶29和从动齿轮同步器33，推动片传动叶34与从动齿轮传动叶29相连，主动齿轮同步器28与从动齿轮同步器33相连。
所述传动模块包括传动轴20、传动齿轮31；其中传动轴20固定在冷腔6的表面，传动齿轮31固定在传动轴20上，传动齿轮31与变速器从动齿轮30相接。
所述自供电蓄电装置模块包括电压调节器Ⅱ、运算放大器U1、NPN型三极管Q2、蓄电池；霍尔元件14与运算放大器U1和电压调节器Ⅱ相连，电压调节器Ⅱ与蓄电池相连，运算放大器U1输出端与NPN型三极管Q2的基极相连，蓄电池与NPN型三极管Q2的集电极相连，NPN型三极管Q2的发射极接地。
本发明的工作原理是：
本装置废热通过热发动机中热冷腔之间的气体交换，将热能转化为动能，从而使热发动机的驱动盘外壳11开始运动。驱动盘外壳11在运动过程中，一部分动能转化为自身电能用于驱动实时转速检测模块进行驱动盘外壳11的实时转速检测，另一部分动能则通过驱动盘外壳11和变速器驱动盘21之间的咬合传递到局部变速模块上。实时转速检测模块将检测到的热发动机转速信息传递给全局实时控速模块，全局实时控速模块根据内置相应规则调动局部变速模块进行转速调整，从而将稳定的动能通过传动模块输出到外界。
热发动机以斯特林发动机原理为基础，在热发动机热腔2中充装有惰性气体，当携带大量废热的介质通过发动机吸热模块1时，热量由吸热模块1传递至热腔2，热腔2中的惰性气体受热迅速膨胀，推动主动运动活塞13，主动运动活塞13通过热腔传动连接杆12推动驱动盘外壳11，驱动盘外壳11在运动时，通过冷腔6的冷腔传动连接杆5带动被动运动活塞9运动，随着冷腔6体积增大，压强减小，热腔2中的气体通过热冷单向气体流通导管3被吸入冷腔6中，通过冷腔6的冷却模块7，冷腔6中气体的热量迅速流失，冷腔6中的压强随着气体体积的减小而减小，在驱动盘外壳11的惯性带动下，冷腔6中的被动运动活塞9往回运动，将冷腔6的气体通过冷热单向气体流通导管8重新挤入热腔2中，如此不断加热和冷却气体，就可以使驱动盘外壳11连续运动。驱动盘外壳11在连续运动的过程中，将初始动能转化为了两部分，一部分转化为了用于自身使用的电能，另一部分则通过与驱动盘外壳11相咬合的变速器驱动盘21传递到局部变速模块中进行最终动能输出前的调整。
驱动盘外壳11上安装有一个重力块18，以此来提供连续运动必要的初始重力势能。驱动盘外壳11中心处保留一处驱动盘实时转速检测孔19，在驱动盘实时转速检测孔19的正上方和正下方安装有频率传感器4，用于检测驱动盘外壳11的实时转速。驱动盘外壳11靠近驱动盘转动杆10处为镂空区域，在驱动盘外壳11中央镂空区域上表面为圆形永磁铁N极15，在驱动盘外壳11中央镂空区域下表面为圆形永磁铁S极16，在驱动盘外壳11中央镂空区域的上表面与下表面中间，安置有霍尔元件14并固定在驱动盘转动杆10上。驱动盘转动杆10也为镂空设计，驱动盘转动杆10中央为导线，用于电能的传递。
在实时转速检测模块中，频率传感器4的信号发射端将持续不断的发出检测信号，在驱动盘外壳11转动过程中，只有当检测信号通过驱动盘外壳11上预留的驱动盘实时转速检测孔19时，频率传感器4的信号接收端才能接受到发射端发出的信号，从而实现驱动盘外壳11的实时转速检测。频率传感器4的信号接收端将检测到的速度信息传递给LM2907频率/电压转换器，LM2907频率/电压转换器将接收到的速度频率信息转换成变化的电压信号，然后通过电阻进行适当的调整，最后将转换的电压信号传递给CMOS闪存单片机PIC16F877，CMOS闪存单片机PIC16F877根据事先烧录好的规则将接收到的电压信号以电平信号的形式传递给TB6612FNG直流电机驱动器。
在全局实时控速模块中，TB6612FNG直流电机驱动器将实时转速检测模块传来的电平信号传递给MCU微控制单元，TB6612FNG直流电机驱动器将接收到的电平信号传递给MCU微控制单元，MCU微控制单元在接收到不同的电平信号后进行分析与反馈，将分析后的结果反馈给TB6612FNG直流电机驱动器，TB6612FNG直流电机驱动器再根据接收到的MCU微控制单元发来的不同电平信号对应的命令来调动不同的变速马达26进行运作。
全局实时控速模块与局部变速模块直接相连，在局部变速模块中，变速马达26安装在一个变速马达固定杆32上，变速马达固定杆32安装在热发动机的热冷单向气体流通导管3上。局部变速模块中变速器驱动盘21与热发动机驱动盘外壳11相咬合。通过与热发动机驱动盘外壳11的咬合，使得动能从热发动机传递到局部变速模块。变速器驱动盘21与变速器转动轴22为一体结构，变速器驱动盘21转动的同时变速器转动轴22也跟着转动。变速器转动轴22上固定有多个大小不同的主动齿轮27。变速器转动轴22在转动的同时也会带动上面所有的主动齿轮27进行转动。变速马达26与齿轮变速推动杆24相接，齿轮变速推动杆24与齿轮变速推动片25之间有齿轮变速推动轴承23，齿轮变速推动片25与主动齿轮27中间为齿轮变速推动轴承23。变速器从动齿轮30安装在变速器转动轴22上。主动齿轮27安装有主动齿轮同步器28和推动片传动叶34，变速器从动齿轮30安装有从动齿轮同步器33和从动齿轮传动叶29。频率传感器4将检测到的驱动盘转速信息经过LM2907 频率/电压转换器的转换传递给MCU微控制单元，MCU微控制单元根据预设的最佳转速向不同的变速马达26下达运转命令。变速马达26在接收到运转命令后开始沿变速马达固定杆32运动，同时推动齿轮变速推动杆24进行运动，变速齿轮推动杆24推动齿轮变速推动片25，齿轮变速推动片25带动主动齿轮同步器28和推动片传动叶34向变速器从动齿轮30靠近。主动齿轮同步器28首先与从动齿轮同步器33接触，使主动齿轮27与变速器从动齿轮30之间的转速差缩小，在主动齿轮同步器28与从动齿轮同步器33完全接触后，变速器从动齿轮30实时运转速度与主动齿轮同步器28的实时运转速度完全一致，此时两者的相对速度为0。推动片传动叶34与从动齿轮传动叶29为长方形钢条，许多个推动片传动叶34均匀的安装在主动齿轮27的圆周上。许多个从动齿轮传动叶29均匀的安装在变速器从动齿轮30的圆周上。在齿轮变速推动杆24的推动下，齿轮变速推动片25带动推动片传动叶34与从动齿轮传动叶29相互接触并最终完全插入从动齿轮传动叶之间的空隙中，此时推动片传动叶34与从动齿轮传动叶29之间相互咬合，完成变速过程。局部变速模块与传动模块直接相连，传动模块包括传动齿轮31，传动轴20。传动轴20固定在热发动机的冷腔6的表面上，传动轴20上有多组大小不同的传动齿轮31，用于配合变速器从动齿轮30完成变速及传动过程。
自供电蓄电装置模块包括霍尔元件14，电压调整器Ⅱ，运算放大器，NPN型三极管，蓄电池。霍尔元件14与运算放大器和电压调节器Ⅱ相连，电压调节器Ⅱ与蓄电池相连。蓄电池与NPN型三极管C端相连，NPN型三极管E端接地。热发动机上的霍尔元件14在转盘的转动下进行切割磁感线运动，通过霍尔元件14产生的电流经过运算放大器和电压调节器Ⅱ的放大和调节，最后一部分存储在蓄电池中，另一部分用于维持自身模块的正常用电需求。
传动模块最终将动力传出去，可以用来驱动大型磁感发电机等。
本发明的有益效果是：通过本装置，可以实现热能向电能的转换，对工厂而言这势必会节约总体成本，对环境而言，也有利于减缓温室效应的加重。
附图说明
图1为本发明热发动机结构图；
图2为本发明驱动盘模块结构图；
图3为本发明实时转速检测模块电路图一；
图4为本发明实时转速检测模块电路图二；
图5为本发明全局实时控速模块电路图；
图6为本发明局部变速模块结构图；
图7为本发明自供电蓄电装置模块电路图；
图中各标号：1-吸热模块，2-热腔，3-热冷单向气体流通导管，4-频率传感器，5-冷腔传动连接杆，6-冷腔，7-冷却模块，8-冷热单向气体流通导管，9-被动运动活塞，10-驱动盘转动杆，11-驱动盘外壳，12-热腔传动连接杆，13-主动运动活塞，14-霍尔元件，15-永磁铁N极，16-永磁铁S极，17-传动杆固定模块，18-重力块，19-驱动盘实时转速检测孔，20-传动轴，21-变速器驱动盘，22-变速器转动轴，23-齿轮变速推动轴承，24-齿轮变速推动杆，25-齿轮变速推动片，26-变速马达，27-主动齿轮，28-主动齿轮同步器，29-从动齿轮传动叶，30-变速器从动齿轮，31-传动齿轮，32-变速马达固定杆，33-从动齿轮同步器，34-推动片传动叶。
具体实施方式
实施例1：如图1-7所示，一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
所述实时转速检测模块包括LM2907频率/电压转换器，闪存单片机PIC16F877，电阻R1、R2、R4、R6、R7、R8，无极性电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，可变电阻R3，电位器RP1，NPN型三极管Q1，二极管D1，石英晶体振荡器X1，桥式整流二极管B1，电压调节器Ⅰ；
其中LM2907频率/电压转换器的1管脚与频率传感器4一端相连，频率传感器4另一端与无极性电容C9一端相连，LM2907频率/电压转换器的2管脚与无极性电容C1一端相连，LM2907频率/电压转换器的3管脚与无极性电容C2一端相连，无极性电容C2与电阻R1并联，LM2907频率/电压转换器的4管脚与电阻R2一端相连，LM2907频率/电压转换器的5管脚和6管脚为电源输入端，LM2907频率/电压转换器的7管脚与可变电阻R3、无极性电容C3依次串联后与电阻R2并联并接地，无极性电容C1、C2、C9的另一端及电阻R2的另一端接地，无极性电容C3与电阻R2之间的连线上接入桥式整流二极管B1的1端、3端，LM2907频率/电压转换器的8管脚接地，桥式整流二极管B1的4端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端与无极性电容C5的一端及NPN型三极管Q1基极连接，无极性电容C5另一端与二极管D1串联后接地，电阻R7、无极性电容C4一端接在电阻R6与NPN型三极管Q1基极之间的连线上，桥式整流二极管B1的2端、电阻R7另一端、无极性电容C4另一端、NPN型三极管Q1发射极、闪存单片机PIC16F877的Vss脚接地，NPN型三极管Q1的集电极与电阻R8一端及闪存单片机PIC16F877的CPP1脚相连，电阻R8另一端与电压调节器Ⅰ一端、闪存单片机PIC16F877的VDD脚及电阻R4一端相连，电压调节器Ⅰ另一端接自供电蓄电装置，无极性电容C6一端接入电阻R4另一端与电位器RP1之间，无极性电容C6的另一端与闪存单片机PIC16F877的MCLR/VPP脚相连，闪存单片机PIC16F877的RA1/AN1脚与电位器RP1相连，闪存单片机PIC16F877的OSC1脚与石英晶体振荡器X1的一端相连，闪存单片机PIC16F877的OSC2脚与石英晶体振荡器X1另一端相连，无极性电容C7与无极性电容C8串联后与石英晶体振荡器X1并联，闪存单片机PIC16F877的RC0/TICK1脚与全局实时控速模块相连。
所述全局实时控速模块包括TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R5，无极性电容C10，二极管D2、D3，增强型P-MOS场效应管M1、M2；实时转速检测模块与二极管D2正极、增强型P-MOS场效应管M1的源极相连，二极管D2负极与无极性电容C10一端、增强型P-MOS场效应管M1的漏极及电阻R5一端相连，无极性电容C10、电阻R5另一端与TB6612FNG直流电机驱动器VCC端相连，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2脚及增强型P-MOS场效应管M1的栅极接地，MCU微控制单元引脚与TB6612FNG直流电机驱动器相连，TB6612FNG直流电机驱动器与局部变速模块相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1、VM2、VM3脚与二极管D3负极及增强型P-MOS场效应管M2的漏极相连，二极管D3正极、增强型P-MOS场效应管M2的源极接自供电蓄电装置，增强型P-MOS场效应管M2的栅极接地。
所述局部变速模块包括变速器驱动盘21、变速器转动轴22、齿轮变速推动轴承23、齿轮变速推动杆24、齿轮变速推动片25、变速马达26、主动齿轮27、主动齿轮同步器28、从动齿轮传动叶29、变速器从动齿轮30、变速马达固定杆32、从动齿轮同步器33、推动片传动叶34；
其中变速器驱动盘21一侧与驱动盘外壳11相接，变速器驱动盘21另一侧与变速器转动轴22相连，变速器转动轴22再与主动齿轮27相连，变速马达26固定在变速马达固定杆32上，变速马达固定杆32与热冷单向气体流通导管3相固定，变速马达26与齿轮变速推动杆24相接且与全局实时控速模块相连，齿轮变速推动杆24与齿轮变速推动片25之间有齿轮变速推动轴承23，齿轮变速推动片25与主动齿轮27相连且中间为齿轮变速推动轴承23，变速器从动齿轮30安装在变速器转动轴22上，主动齿轮27上安装有主动齿轮同步器28和推动片传动叶34，变速器从动齿轮30上安装有从动齿轮传动叶29和从动齿轮同步器33，推动片传动叶34与从动齿轮传动叶29相连，主动齿轮同步器28与从动齿轮同步器33相连。
所述传动模块包括传动轴20、传动齿轮31；其中传动轴20固定在冷腔6的表面，传动齿轮31固定在传动轴20上，传动齿轮31与变速器从动齿轮30相接。
所述自供电蓄电装置模块包括电压调节器Ⅱ、运算放大器U1、NPN型三极管Q2、蓄电池；霍尔元件14与运算放大器U1和电压调节器Ⅱ相连，电压调节器Ⅱ与蓄电池相连，运算放大器U1输出端与NPN型三极管Q2的基极相连，蓄电池与NPN型三极管Q2的集电极相连，NPN型三极管Q2的发射极接地。
实施例2：如图1-7所示，一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
所述实时转速检测模块包括LM2907频率/电压转换器，闪存单片机PIC16F877，电阻R1、R2、R4、R6、R7、R8，无极性电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，可变电阻R3，电位器RP1，NPN型三极管Q1，二极管D1，石英晶体振荡器X1，桥式整流二极管B1，电压调节器Ⅰ；
其中LM2907频率/电压转换器的1管脚与频率传感器4一端相连，频率传感器4另一端与无极性电容C9一端相连，LM2907频率/电压转换器的2管脚与无极性电容C1一端相连，LM2907频率/电压转换器的3管脚与无极性电容C2一端相连，无极性电容C2与电阻R1并联，LM2907频率/电压转换器的4管脚与电阻R2一端相连，LM2907频率/电压转换器的5管脚和6管脚为电源输入端，LM2907频率/电压转换器的7管脚与可变电阻R3、无极性电容C3依次串联后与电阻R2并联并接地，无极性电容C1、C2、C9的另一端及电阻R2的另一端接地，无极性电容C3与电阻R2之间的连线上接入桥式整流二极管B1的1端、3端，LM2907频率/电压转换器的8管脚接地，桥式整流二极管B1的4端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端与无极性电容C5的一端及NPN型三极管Q1基极连接，无极性电容C5另一端与二极管D1串联后接地，电阻R7、无极性电容C4一端接在电阻R6与NPN型三极管Q1基极之间的连线上，桥式整流二极管B1的2端、电阻R7另一端、无极性电容C4另一端、NPN型三极管Q1发射极、闪存单片机PIC16F877的Vss脚接地，NPN型三极管Q1的集电极与电阻R8一端及闪存单片机PIC16F877的CPP1脚相连，电阻R8另一端与电压调节器Ⅰ一端、闪存单片机PIC16F877的VDD脚及电阻R4一端相连，电压调节器Ⅰ另一端接自供电蓄电装置，无极性电容C6一端接入电阻R4另一端与电位器RP1之间，无极性电容C6的另一端与闪存单片机PIC16F877的MCLR/VPP脚相连，闪存单片机PIC16F877的RA1/AN1脚与电位器RP1相连，闪存单片机PIC16F877的OSC1脚与石英晶体振荡器X1的一端相连，闪存单片机PIC16F877的OSC2脚与石英晶体振荡器X1另一端相连，无极性电容C7与无极性电容C8串联后与石英晶体振荡器X1并联，闪存单片机PIC16F877的RC0/TICK1脚与全局实时控速模块相连。
实施例3：如图1-7所示，一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
所述全局实时控速模块包括TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R5，无极性电容C10，二极管D2、D3，增强型P-MOS场效应管M1、M2；实时转速检测模块与二极管D2正极、增强型P-MOS场效应管M1的源极相连，二极管D2负极与无极性电容C10一端、增强型P-MOS场效应管M1的漏极及电阻R5一端相连，无极性电容C10、电阻R5另一端与TB6612FNG直流电机驱动器VCC端相连，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2脚及增强型P-MOS场效应管M1的栅极接地，MCU微控制单元引脚与TB6612FNG直流电机驱动器相连，TB6612FNG直流电机驱动器与局部变速模块相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1、VM2、VM3脚与二极管D3负极及增强型P-MOS场效应管M2的漏极相连，二极管D3正极、增强型P-MOS场效应管M2的源极接自供电蓄电装置，增强型P-MOS场效应管M2的栅极接地。
实施例4：如图1-7所示，一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
所述局部变速模块包括变速器驱动盘21、变速器转动轴22、齿轮变速推动轴承23、齿轮变速推动杆24、齿轮变速推动片25、变速马达26、主动齿轮27、主动齿轮同步器28、从动齿轮传动叶29、变速器从动齿轮30、变速马达固定杆32、从动齿轮同步器33、推动片传动叶34；
其中变速器驱动盘21一侧与驱动盘外壳11相接，变速器驱动盘21另一侧与变速器转动轴22相连，变速器转动轴22再与主动齿轮27相连，变速马达26固定在变速马达固定杆32上，变速马达固定杆32与热冷单向气体流通导管3相固定，变速马达26与齿轮变速推动杆24相接且与全局实时控速模块相连，齿轮变速推动杆24与齿轮变速推动片25之间有齿轮变速推动轴承23，齿轮变速推动片25与主动齿轮27相连且中间为齿轮变速推动轴承23，变速器从动齿轮30安装在变速器转动轴22上，主动齿轮27上安装有主动齿轮同步器28和推动片传动叶34，变速器从动齿轮30上安装有从动齿轮传动叶29和从动齿轮同步器33，推动片传动叶34与从动齿轮传动叶29相连，主动齿轮同步器28与从动齿轮同步器33相连。
实施例5：如图1-7所示，一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
所述自供电蓄电装置模块包括电压调节器Ⅱ、运算放大器U1、NPN型三极管Q2、蓄电池；霍尔元件14与运算放大器U1和电压调节器Ⅱ相连，电压调节器Ⅱ与蓄电池相连，运算放大器U1输出端与NPN型三极管Q2的基极相连，蓄电池与NPN型三极管Q2的集电极相连，NPN型三极管Q2的发射极接地。
实施例6：如图1-7所示，一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块1、热腔2、热冷单向气体流通导管3、频率传感器4、冷腔6、冷却模块7、冷热单向气体流通导管8、驱动盘转动杆10和驱动盘模块，所述热腔2由热腔传动连接杆12和主动运动活塞13组成，所述冷腔6由冷腔传动连接杆5和被动运动活塞9的组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳11、霍尔元件14、永磁铁N极15、永磁铁S极16、传动杆固定模块17、重力块18和驱动盘实时转速检测孔19；
所述吸热模块1与热腔2的外侧相连，冷却模块7与冷腔6的外侧相连，被动运动活塞9与冷腔传动连接杆5相连，主动运动活塞13与热腔传动连接杆12相连，热腔2的内侧与冷腔6的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8连接，频率传感器4的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管3和冷热单向气体流通导管8上，驱动盘外壳11安装在驱动盘转动杆10上，驱动盘外壳11上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块17，重力块18固定在驱动盘外壳11上表面上，驱动盘外壳11边缘处有驱动盘实时转速检测孔19，驱动盘外壳11内部靠近驱动盘转动杆10处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极15，镂空处内部下表面固定有永磁铁S极16，霍尔元件14位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆10上，传动杆固定模块17与热腔传动连接杆12、冷腔传动连接杆5连接。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，其特征在于：包括热发动机、实时转速检测模块、全局实时控速模块、局部变速模块、传动模块和自供电蓄电装置；热介质导体与热发动机热端相连，热发动机与实时转速检测模块、局部变速模块相连，实时转速检测模块与全局实时控速模块相连，全局实时控速模块与局部变速模块相连，局部变速模块与传动模块相连，自供电蓄电装置存储电能并为所有模块提供电力；
所述热发动机包括吸热模块（1）、热腔（2）、热冷单向气体流通导管（3）、频率传感器（4）、冷腔（6）、冷却模块（7）、冷热单向气体流通导管（8）、驱动盘转动杆（10）和驱动盘模块，所述热腔（2）由热腔传动连接杆（12）和主动运动活塞（13）组成，所述冷腔（6）由冷腔传动连接杆（5）和被动运动活塞（9）组成，所述驱动盘模块包括驱动盘外壳（11）、霍尔元件（14）、永磁铁N极（15）、永磁铁S极（16）、传动杆固定模块（17）、重力块（18）和驱动盘实时转速检测孔（19）；
所述吸热模块（1）与热腔（2）的外侧相连，冷却模块（7）与冷腔（6）的外侧相连，被动运动活塞（9）与冷腔传动连接杆（5）相连，主动运动活塞（13）与热腔传动连接杆（12）相连，热腔（2）的内侧与冷腔（6）的内侧之间分别由两个流通方向不同的热冷单向气体流通导管（3）和冷热单向气体流通导管（8）连接，频率传感器（4）的信号发射端和信号接收端分别安装在热冷单向气体流通导管（3）和冷热单向气体流通导管（8）上，驱动盘外壳（11）安装在驱动盘转动杆（10）上，驱动盘外壳（11）上下两个表面均安装有一个传动杆固定模块（17），重力块（18）固定在驱动盘外壳（11）上表面上，驱动盘外壳（11）边缘处有驱动盘实时转速检测孔（19），驱动盘外壳（11）内部靠近驱动盘转动杆（10）处为镂空设计，镂空处内部上表面固定有永磁铁N极（15），镂空处内部下表面固定有永磁铁S极（16），霍尔元件（14）位于永磁铁两极的中间并固定在驱动盘转动杆（10）上，传动杆固定模块（17）与热腔传动连接杆（12）、冷腔传动连接杆（5）连接。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，其特征在于：所述实时转速检测模块包括LM2907频率/电压转换器，闪存单片机PIC16F877，电阻R1、R2、R4、R6、R7、R8，无极性电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，可变电阻R3，电位器RP1，NPN型三极管Q1，二极管D1，石英晶体振荡器X1，桥式整流二极管B1，电压调节器Ⅰ；
其中LM2907频率/电压转换器的第一管脚与频率传感器（4）一端相连，频率传感器（4）另一端与无极性电容C9一端相连，LM2907频率/电压转换器的第二管脚与无极性电容C1一端相连，LM2907频率/电压转换器的第三管脚与无极性电容C2一端相连，无极性电容C2与电阻R1并联，LM2907频率/电压转换器的第四管脚与电阻R2一端相连，LM2907频率/电压转换器的第五管脚和第六管脚为电源输入端，LM2907频率/电压转换器的第七管脚与可变电阻R3、无极性电容C3依次串联后与电阻R2并联并接地，无极性电容C1、C2、C9的另一端及电阻R2的另一端接地，无极性电容C3与电阻R2之间的连线上接入桥式整流二极管B1的第一端、第三端，LM2907频率/电压转换器的第八管脚接地，桥式整流二极管B1的第四端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端与无极性电容C5的一端及NPN型三极管Q1基极连接，无极性电容C5另一端与二极管D1串联后接地，电阻R7、无极性电容C4一端接在电阻R6与NPN型三极管Q1基极之间的连线上，桥式整流二极管B1的第二端、电阻R7另一端、无极性电容C4另一端、NPN型三极管Q1发射极、闪存单片机PIC16F877的Vss脚接地，NPN型三极管Q1的集电极与电阻R8一端及闪存单片机PIC16F877的CPP1脚相连，电阻R8另一端与电压调节器Ⅰ一端、闪存单片机PIC16F877的VDD脚及电阻R4一端相连，电压调节器Ⅰ另一端接自供电蓄电装置，无极性电容C6一端接入电阻R4另一端与电位器RP1之间，无极性电容C6的另一端与闪存单片机PIC16F877的MCLR/VPP脚相连，闪存单片机PIC16F877的RA1/AN1脚与电位器RP1相连，闪存单片机PIC16F877的OSC1脚与石英晶体振荡器X1的一端相连，闪存单片机PIC16F877的OSC2脚与石英晶体振荡器X1另一端相连，无极性电容C7与无极性电容C8串联后与石英晶体振荡器X1并联，闪存单片机PIC16F877的RC0/TICK1脚与全局实时控速模块相连。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，其特征在于：所述全局实时控速模块包括TB6612FNG直流电机驱动器，MCU微控制单元，电阻R5，无极性电容C10，二极管D2、D3，增强型P-MOS场效应管M1、M2；实时转速检测模块与二极管D2正极、增强型P-MOS场效应管M1的源极相连，二极管D2负极与无极性电容C10一端、增强型P-MOS场效应管M1的漏极及电阻R5一端相连，无极性电容C10、电阻R5另一端与TB6612FNG直流电机驱动器VCC端相连，TB6612FNG直流电机驱动器GND脚、PGND1脚、PGND2脚及增强型P-MOS场效应管M1的栅极接地，MCU微控制单元引脚与TB6612FNG直流电机驱动器相连，TB6612FNG直流电机驱动器与局部变速模块相连，TB6612FNG直流电机驱动器VM1、VM2、VM3脚与二极管D3负极及增强型P-MOS场效应管M2的漏极相连，二极管D3正极、增强型P-MOS场效应管M2的源极接自供电蓄电装置，增强型P-MOS场效应管M2的栅极接地。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，其特征在于：所述局部变速模块包括变速器驱动盘（21）、变速器转动轴（22）、齿轮变速推动轴承（23）、齿轮变速推动杆（24）、齿轮变速推动片（25）、变速马达（26）、主动齿轮（27）、主动齿轮同步器（28）、从动齿轮传动叶（29）、变速器从动齿轮（30）、变速马达固定杆（32）、从动齿轮同步器（33）、推动片传动叶（34）；
其中变速器驱动盘（21）一侧与驱动盘外壳（11）相接，变速器驱动盘（21）另一侧与变速器转动轴（22）相连，变速器转动轴（22）再与主动齿轮（27）相连，变速马达（26）固定在变速马达固定杆（32）上，变速马达固定杆（32）与热冷单向气体流通导管（3）相固定，变速马达（26）与齿轮变速推动杆（24）相接且与全局实时控速模块相连，齿轮变速推动杆（24）与齿轮变速推动片（25）之间有齿轮变速推动轴承（23），齿轮变速推动片（25）与主动齿轮（27）相连且中间为齿轮变速推动轴承（23），变速器从动齿轮（30）安装在变速器转动轴（22）上，主动齿轮（27）上安装有主动齿轮同步器（28）和推动片传动叶（34），变速器从动齿轮（30）上安装有从动齿轮传动叶（29）和从动齿轮同步器（33），推动片传动叶（34）与从动齿轮传动叶（29）相连，主动齿轮同步器（28）与从动齿轮同步器（33）相连。
5.根据权利要求4所述的基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，其特征在于：所述传动模块包括传动轴（20）、传动齿轮（31）；其中传动轴（20）固定在冷腔（6）的表面，传动齿轮（31）固定在传动轴（20）上，传动齿轮（31）与变速器从动齿轮（30）相接。
6.根据权利要求1所述的基于嵌入式的废热回收再利用发电装置，其特征在于：所述自供电蓄电装置包括电压调节器Ⅱ、运算放大器U1、NPN型三极管Q2、蓄电池；霍尔元件（14）与运算放大器U1和电压调节器Ⅱ相连，电压调节器Ⅱ与蓄电池相连，运算放大器U1输出端与NPN型三极管Q2的基极相连，蓄电池与NPN型三极管Q2的集电极相连，NPN型三极管Q2的发射极接地。
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