CN112484948A - 压电俘获试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压电俘获试验系统，包括试验台、第一振动部、振动传动部、压电振子组件、电信号调度控制器和需求部件，其中：所述第一振动部可拆卸地设置于所述试验台上，用于生成第一振动波；所述压电振子组件经所述振动传动部与所述第一振动部相连；所述压电振子组件接收所述振动传动部传输的振动波，并生成与所述振动波相对应的电信号；所述电信号调度器与所述压电振子组件的输出端连接，接收所述电信号，确定与所述电信号匹配的需求部件，并将所述电信号传输至所述需求部件。采用本装置能够对利用振动发电的方案进行模拟，有助于振动发电方案的实施验证，为将振动过程的动能有效利用，一定程度缓解我国供电紧张问题提供支持和指导。
Description
技术领域
本发明涉及试验装置技术领域，具体涉及一种压电俘获试验系统。
背景技术
目前，最常见的发电方法为火力发电，火力发电能耗大、利用率低，污染极大，并且需要消耗煤炭、石油以及天然气类的化石燃料，不仅污染大还存在破坏生态平衡的隐患，因此，清洁能源与可再生资源发电的方法就值得人类社会进行研究。现有的风力发电、潮汐能发电虽然能够提供稳定的电能，但是产生的电量远远不够当今社会的使用。
因此，急需对现有发电方式进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种压电俘获试验系统，对利用振动进行发电的方式进行试验验证，扩大清洁能源发电的适用场景，解决现有技术中风力发电和潮汐发电方式产生的电量不足以满足需求的问题。
本发明提供一种压电俘获试验系统，包括试验台、第一振动部、振动传动部、压电振子组件、电信号调度控制器和需求部件，其中：
所述第一振动部可拆卸地设置于所述试验台上，用于生成第一振动波；所述压电振子组件经所述振动传动部与所述第一振动部相连；
所述压电振子组件接收所述振动传动部传输的振动波，并生成与所述振动波相对应的电信号；所述电信号调度器与所述压电振子组件的输出端连接，接收所述电信号，确定与所述电信号匹配的需求部件，并将所述电信号传输至所述需求部件。
可选地，上述的压电俘获试验系统，还包括第二振动部：
所述第二振动部可拆卸地设置于所述试验台上，用于生成第二振动波；所述振动传动部可拆卸地设置于所述试验台上，所述振动传动部经所述试验台接收所述第二振动波，所述第一振动波和所述第二振动波叠加后得到所述振动波。
可选地，上述的压电俘获试验系统，所述振动传动部包括固定架，所述固定架设置于所述试验台上；所述第一振动部设置于所述固定架内；所述压电振子组件设置于所述固定架顶端。
可选地，上述的压电俘获试验系统，还包括：
第一缓冲部，设置于所述固定架底部。
可选地，上述的压电俘获试验系统，还包括支座：
所述支座可拆卸地设置于所述试验台上，所述第二振动部设置于所述支座上。
可选地，上述的压电俘获试验系统，还包括：
第二缓冲部，设置于所述支座底部。
可选地，上述的压电俘获试验系统，所述第一振动部为激励电机，所述激励电机用于模拟实际工作环境振动的振动强度；
所述第二振动部为干扰电机，所述干扰电机用于模拟实际工作环境中扰动的振动强度。
可选地，上述的压电俘获试验系统，所述压电振子组件包括多个压电振子，多个所述压电振子并排设置，且多个所述压电振子的电信号输出端并联连接。
可选地，上述的压电俘获试验系统，所述第一振动部和所述第二振动部的被控端与所述电信号调度控制器连接，所述第一振动部和所述第二振动部分别在所述电信号调度控制器的控制下开启或停止。
可选地，上述的压电俘获试验系统，还包括：
第三缓冲部，设置于所述试验台的底部。
本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：利用第一振动部生成第一振动波模拟实际工作中常见的振动情况，压电振子组件感应到振动后生成电信号并且将电信号传递至电信号调度控制器，电信号调度控制器能够实现电流的检测，判断当前电流能够供给何种需求部件进行工作，并将电信号传输至对应的需求部件，采用本装置能够对利用振动发电的方案进行模拟，有助于振动发电方案的实施验证，为将振动过程的动能有效利用，一定程度缓解我国供电紧张问题提供支持和指导。另一方面，本方案还可以用于实现长时间移动无法利用电源持续供电并且采用电池供电又存在续航能力不足的装置中，将振动过程中产生的电能合理利用，实现移动装置的供电问题。
附图说明
图1为本发明一个实施例所述压电俘获试验系统的结构框图；
图2为本发明一个实施例所述压电俘获试验系统的结构示意图；
图3为本发明一个实施例所述压电振子极性示意图；
图4为本发明一个实施例所述压电振子并联连接电路图；
图5为本发明一个实施例所述电信号并联输出示意图。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
结合图1至图5所示的结构，本发明实施例提供一种压电俘获试验系统，包括试验台1、第一振动部3、振动传动部8、压电振子组件4、电信号调度控制器11和需求部件12，其中，所述第一振动部3可拆卸地设置于所述试验台1上，用于生成第一振动波；所述压电振子组件4经所述振动传动部8与所述第一振动部3相连；所述压电振子组件4接收所述振动传动部8传输的振动波，并生成与所述振动波相对应的电信号；所述电信号调度器11与所述压电振子组件4的输出端连接，接收所述电信号，确定与所述电信号匹配的需求部件，并将所述电信号传输至所述需求部件12。以上方案中，所述第一振动部3可以采用激励电机，所述激励电机用于模拟实际工作环境振动的振动强度。
优选地，上述的压电俘获试验系统，还可以包括第二振动部2，所述第二振动部2可拆卸地设置于所述试验台1上，用于生成第二振动波；所述振动传动部8可拆卸地设置于所述试验台1上，所述振动传动部8经所述试验台1接收所述第二振动波，所述第一振动波和所述第二振动波叠加后得到所述振动波。其中，所述第二振动部2为干扰电机，所述干扰电机用于模拟实际工作环境中扰动的振动强度。
上述方案中，干扰电机与激励电机均采用振动电机，在工作过程中能够产生振动，干扰电机与激励电机相互独立，工作过程中的启停以及工作状态均独立控制，当试验过程中干扰电机无需工作仅需要激励电机工作时，可以通过所述电信号调度控制器11控制干扰电机停机，激励电机工作，实现试验需要。在具体实现时，试验台1与干扰电机和激励电机可以采用螺栓连接，若试验过程中需要的振动幅度时当前的干扰电机或激励电机无法达到的，可通过拆卸的方式选取新的干扰电机或激励电机来实现试验需要的振动强度。
优选地，如图所示，上述方案中，所述振动传动部8包括固定架，所述固定架设置于所述试验台1上；所述第一振动部3设置于所述固定架内；所述压电振子组件4设置于所述固定架顶端。因此，激励电机与固定架一同固定在试验台1上，固定架上方设有压电振子安装部，压电振子组件安装在压电振子安装部上，压电振子安装部与固定架固连，实现压电振子在激励电机作用下振动产生电能。
以上方案中的系统还可以包括支座，所述支座可拆卸地设置于所述试验台1上，所述第二振动部2设置于所述支座上。第二振动部2模拟的振动波可以经过试验台传递至固定架，继而传递给压电振子组件4。
进一步地，上述方案中的压电俘获试验系统，还可以包括第一缓冲部7，设置于所述固定架底部。同时，在支架下方四角安装有第二缓冲部6，试验台1下方安装有第三缓冲部5，以上缓冲部均采用橡胶材料制成，在振动发生时能够起到一定的缓冲作用，防止由于振动过于强烈导致试验装置损坏，影响试验正常进行。
以上方案中，通过激励电机模拟实际工作中的振动，干扰电机模拟实际工作中出现的各类干扰振动，激励电机与干扰电机相互独立，若实际情况中干扰较小，可忽略时，可不开启干扰电机仅开启激励电机进行试验，利用电信号调度控制器检测产生的电流情况，判断当前情况产生的电流能够供给何种设备工作，从而将电信号传输至需求部件。
优选地，如图2-图5所示，以上方案中的所述压电振子组件4包括多个压电振子41，多个所述压电振子41并排设置，且多个所述压电振子41的电信号输出端并联连接。参考图2，多个压电振子41可以沿着圆周方向均匀布置，但是每一个压电振子41的正极接线端和负极接线端按照并联电路的接线方式进行连接即可，如图5所示的振子1-振子n的连接。本方案中，各个压电振子41采用并联连接，防止某个压电振子出现故障，影响整个系统工作，另外，并联连接的方式相当于将各个压电振子产生的电流相加汇总为和的形式，之后传输至控制器，控制器能够更直观快速的判断当前输出电流。
本发明以上实施例中的方案，利用激励电机进行振动激励，利用干扰电机干扰当前振动，激励电机与干扰电机与试验台可拆卸连接，若当前激励电机或干扰电机无法满足工作需要可以通过更换满足试验要求的电机的方式实现试验的正常进行，激励电机与干扰电机相互之间无任何联系，完全独立工作，若试验过程中无需干扰电机参与，那么仅开启激励电机进行工作即可，压电振子之间采用并联连接的方式，防止由于某一个压电振子出现问题导致电路无法正常工作，并且利用并联的连接方式更换压电振子时也较为方便，各个压电振子电流输出的过程采用相加的方式连接，能够更加直观的判断当前电流的输出情况，所述激励电机与干扰电机均采用振动电机，在试验过程中受电信号调度控制器控制产生满足试验需要的振动，所述试验台四个支腿下方与激励电机和干扰电机四角下方均设有缓冲部，缓冲部用于防止由于振动导致的装置损坏，缓冲部选取橡胶材料，即能起到保护部件的作用又能够满足试验装置的振动所需。利用振动发电的方式推广使用以后必将会在一定程度上缓解当今我国的供电压力，并且达到保护环境、节约资源的效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种压电俘获试验系统，其特征在于，包括试验台、第一振动部、振动传动部、压电振子组件、电信号调度控制器和需求部件，其中：
所述第一振动部可拆卸地设置于所述试验台上，用于生成第一振动波；所述压电振子组件经所述振动传动部与所述第一振动部相连；
所述压电振子组件接收所述振动传动部传输的振动波，并生成与所述振动波相对应的电信号；所述电信号调度器与所述压电振子组件的输出端连接，接收所述电信号，确定与所述电信号匹配的需求部件，并将所述电信号传输至所述需求部件。
2.根据权利要求1所述的压电俘获试验系统，其特征在于，还包括第二振动部：
所述第二振动部可拆卸地设置于所述试验台上，用于生成第二振动波；所述振动传动部可拆卸地设置于所述试验台上，所述振动传动部经所述试验台接收所述第二振动波，所述第一振动波和所述第二振动波叠加后得到所述振动波。
3.根据权利要求2所述的压电俘获试验系统，其特征在于：
所述振动传动部包括固定架，所述固定架设置于所述试验台上；所述第一振动部设置于所述固定架内；所述压电振子组件设置于所述固定架顶端。
4.根据权利要求3所述的压电俘获试验系统，其特征在于，还包括：
第一缓冲部，设置于所述固定架底部。
5.根据权利要求2所述的压电俘获试验系统，其特征在于，还包括支座：
所述支座可拆卸地设置于所述试验台上，所述第二振动部设置于所述支座上。
6.根据权利要求5所述的压电俘获试验系统，其特征在于，还包括：
第二缓冲部，设置于所述支座底部。
7.根据权利要求2所述的压电俘获试验系统，其特征在于：
所述第一振动部为激励电机，所述激励电机用于模拟实际工作环境振动的振动强度；
所述第二振动部为干扰电机，所述干扰电机用于模拟实际工作环境中扰动的振动强度。
8.根据权利要求2-7任一项所述的压电俘获试验系统，其特征在于：
所述压电振子组件包括多个压电振子，多个所述压电振子并排设置，且多个所述压电振子的电信号输出端并联连接。
9.根据权利要求8所述的压电俘获试验系统，其特征在于：
所述第一振动部和所述第二振动部的被控端与所述电信号调度控制器连接，所述第一振动部和所述第二振动部分别在所述电信号调度控制器的控制下开启或停止。
10.根据权利要求9所述的压电俘获试验系统，其特征在于，还包括：
第三缓冲部，设置于所述试验台的底部。
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