CN113489121A - 一种基于电磁的自供电电子显示屏及振动能量收集器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于电磁的自供电电子显示屏及振动能量收集器。本申请利用振动能量收集器，感应于低频振动部件的振动而通过悬浮磁体的上下震颤产生电磁场的变化，从而通过线圈感应于磁场强度的相应变化，激励产生感应电流并输出感应电动势。由此，本申请可通过能量转化电路，实现物流运输的2‑15Hz振动频率下的能量的可观输出，从而直接为低功耗显示屏供电，实现对显示信息的低成本循环更新和展示。

Description

一种基于电磁的自供电电子显示屏及振动能量收集器

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，具体而言涉及一种基于电磁的自供电电子显示屏及振动能量收集器。

背景技术

随着信息社会的不断发展，手机、平板等电子器件不断普及，电子器件在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。大多数电子产品都需要依靠电池供电，但是电池存在续航时间有限、需要反复充电、具有安全隐患、不利于环保等弊端。针对该问题，研究者逐渐提出了自供电技术。自供电技术作为一种新型供电技术，能够将周围环境中的各种能量转换为电能，从而驱动低功耗电子器件运作，例如太阳能，机械能，挤压，摩擦等等。

近年来，机械能到电能的转换机制中，诸多学者已经提出并研究了基于电磁、压电、静电、摩擦纳米发电等的多种能量转化机制。其中：电磁方式具有无需额外电源与功能材料，输出电流大等特点，十分适用于驱动低功耗的数字集成器件；压电转换结构简单，具有容易实现装置小型化、机电转换性能好和能量密度高等优点；静电方式需要外部电源作为初始电压，不能完全实现自供能，而且其输出为高电压、低电流和高输出阻抗，能量收集装置的加工工艺比较复杂，效率较低；摩擦纳米方式虽然可获得较大电压，但是输出电流低，使用场景受限。

在手机、平板等电子器件中，屏幕一直是耗电量最大的。降低屏幕耗电能够有效地节省电能。相较于传统显示技术，电子墨水看起来更像印刷文字，能够保护眼睛；另一方面，省电是电子墨水屏的一大特性，文字刷新后，会长期停留在屏幕上，不需要额外的电能，只有在翻页刷新的时候才耗电。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种基于电磁的自供电电子显示屏及振动能量收集器，本申请基于电磁机制收集机械能并将其有效转化为电能，能够直接应用于对电子显示屏进行稳定供电。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种1.基于电磁的自供电电子显示屏，其包括：振动能量收集器，其设置在低频振动部件上，所述振动能量收集器具有悬浮在其内部的悬浮磁体，以及包围在悬浮磁体外的线圈，线圈的中心轴线方向与低频振动部件的振动方向对应一致，所述悬浮磁体随低频振动部件的振动而同步地沿线圈的中心轴线方向往复穿越线圈或在线圈内往复振动，线圈感应于磁场强度的变化而相应激励产生感应电流并输出感应电动势；能量转化电路，其输入端连接所述振动能量收集器的线圈，接收振动能量收集器所产生的感应电动势，利用感应电动势对能量转化电路中的电容反复充电，并通过电容放电输出稳定供电电压；微处理器，其接收所述能量转化电路的供电，输出显示控制信号；低功耗显示屏，其接收所述能量转化电路的供电，连接微处理器的显示控制信号的输出端，响应于微处理器所输出的显示控制信号显示相应界面。

可选的，上述任一所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其中，所述振动能量收集器包括：容器，其为绝缘材质的中空套筒，平行于振动方向固定在低频振动部件上；线圈，其均匀缠绕在容器的外壁中部；悬浮驱动单元，其分别设置在容器的上下两端，两个悬浮驱动单元分别设置为具有相同的磁场方向；悬浮磁体，其设置在容器的内部，位于两个悬浮驱动单元之间，且同时与两个悬浮驱动单元的磁场方向互斥；悬浮磁体由上下两个悬浮驱动单元的磁场斥力而保持悬浮于容器的中部，随低频振动部件的振动而同步地沿容器内壁上下往复穿越线圈或在线圈内往复振动。

可选的，上述任一所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其中，所述悬浮驱动单元包括：顶端固定磁体，其设置在容器的顶端；顶端弹性件，其设置在容器内，所述顶端弹性件的顶部与顶端固定磁体固定连接，所述顶端弹性件的底部向容器的中部延伸；顶端垫片，其固定连接在顶端弹性件的底部；底端固定磁体，其设置在容器的底端；底端弹性件，其设置在容器内，所述底端弹性件的底部与底端固定磁体固定连接，所述底端弹性件的顶部向容器的中部延伸；底端垫片，其固定连接在底端弹性件的顶部；悬浮磁体向上碰触顶端垫片的底部时，顶端弹性件收缩并向下推动悬浮磁体返回容器中部线圈位置；悬浮磁体向下碰触底端垫片的顶部时，底端弹性件收缩并向上推动悬浮磁体返回容器中部线圈位置。

可选的，上述任一所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其中，所述能量转化电路包括若干个顺序级联在线圈两端之间的充放电单元，其中每一级充放电单元均分别包括：第一充电电容，其正极同时连接本级充放电单元中第一二极管的负极以及第二二极管的正极，其负极连接上一级充放电单元中第二二极管的正极或者在作为第一级充放电单元时直接连接线圈的第一端；第一二极管，其正极连接上一级充放电单元中第二二极管的负极或者在作为第一级充放电单元时直接连接线圈的第二端并同时作为供电电压的一个输出端；第二充电电容，其负极连接第一二极管的正极，其正极连接第二二极管的负极；所述第二二极管，其作为最后一级充放电单元时负极直接作为输出端输出供电电压。

可选的，上述任一所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其中，所述低功耗显示屏为电子墨水屏。

同时，为实现上述目的，本申请还提供一种振动能量收集器，其设置在振动部件上，包括：悬浮在其内部的悬浮磁体，以及包围在悬浮磁体外的线圈，线圈的中心轴线方向与低频振动部件的振动方向对应一致，所述悬浮磁体随低频振动部件的振动而同步地沿线圈的中心轴线方向往复穿越线圈或在线圈内往复振动，线圈感应于磁场强度的变化而相应激励产生感应电流并输出感应电动势。

可选的，上述任一所述的振动能量收集器，其中，所述的振动能量收集器固定设置在物流转运单元上，并向物流转运单元中的低功耗显示屏供电。

可选的，上述任一所述的振动能量收集器，其中，所述振动能量收集器包括：容器，其为绝缘材质的中空套筒，平行于振动方向固定在低频振动部件上；线圈，其均匀缠绕在容器的外壁中部；悬浮驱动单元，其分别设置在容器的上下两端，两个悬浮驱动单元分别设置为具有相同的磁场方向；悬浮磁体，其设置在容器的内部，位于两个悬浮驱动单元之间，且同时与两个悬浮驱动单元的磁场方向互斥；悬浮磁体由上下两个悬浮驱动单元的磁场斥力而保持悬浮于容器的中部，随低频振动部件的振动而同步地沿容器内壁上下往复穿越线圈或在线圈内往复振动。

可选的，上述任一所述的振动能量收集器，其中，所述悬浮驱动单元包括：顶端固定磁体，其设置在容器的顶端；顶端弹性件，其设置在容器内，所述顶端弹性件的顶部与顶端固定磁体固定连接，所述顶端弹性件的底部向容器的中部延伸；顶端垫片，其固定连接在顶端弹性件的底部；底端固定磁体，其设置在容器的底端；底端弹性件，其设置在容器内，所述底端弹性件的底部与底端固定磁体固定连接，所述底端弹性件的顶部向容器的中部延伸；底端垫片，其固定连接在底端弹性件的顶部；悬浮磁体向上碰触顶端垫片的底部时，顶端弹性件收缩并向下推动悬浮磁体返回容器中部线圈位置；悬浮磁体向下碰触底端垫片的顶部时，底端弹性件收缩并向上推动悬浮磁体返回容器中部线圈位置。

有益效果

本申请利用振动能量收集器，感应于低频振动部件的振动而通过悬浮磁体的上下震颤产生电磁场的变化，从而通过线圈感应于磁场强度的相应变化，激励产生感应电流并输出感应电动势。由此，本申请可通过能量转化电路，实现物流运输的2-15Hz振动频率下的能量的可观输出，从而直接为低功耗显示屏供电，实现对显示信息的低成本循环更新和展示。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1是本申请所采用的振动能量收集器的剖视图；

图2是本申请的自供电电子显示屏的原理示意图；

图3是本申请中不同频率激励下的振动能量收集器输出电压峰峰值图；

图４是本申请中能量转化电路的原理图；

图5是本申请中不同频率激励下的振动能量收集器的输出电压波形图；

图6是本申请的自供电电子显示屏的实现方式示意图；

图7是本申请的自供电电子显示屏的原理框图；

图8是本申请的自供电电子显示屏在物流中的应用示意图。

图中，９表示容器；５表示线圈；１表示顶端固定磁体；８表示底端固定磁体；７表示底端弹性件；２表示顶端弹性件；３表示顶端垫片；６表示底端垫片；４表示悬浮磁体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于容器本身而言，由其上线圈指向内部悬浮磁体的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本申请中所述的“上、下”的含义指的是振动能量收集器正确安装时，底端固定磁体指向顶端固定磁体的方向即为上，反之即为下，而非对本申请的装置机构的特定限定。

图1为根据本申请的一种振动能量收集器，其设置在振动部件上，包括：

悬浮在一容器9内部的悬浮磁体4，

以及包围在悬浮磁体4外，位于容器外周的线圈5，

其中，线圈5的中心轴线方向与低频振动部件的振动方向对应一致，所述悬浮磁体4随低频振动部件的振动而同步地沿线圈的中心轴线方向往复穿越线圈5或在线圈内往复振动，与线圈的相对位移会导致线圈周围的磁场强度发生变化，从而利用法拉第电池感应定律使得线圈感应于磁场强度的变化而相应激励产生感应电流并输出感应电动势，将机械振动能量转化为电能。

参照图3及图5所示，该能量收集器在2-16Hz，1g的低频振动特性下的能量输出稳定。振动能量收集器在5~16Hz不同激励下的输出电压峰峰值均大于1V，其中当激励频率为7~10Hz时，输出电压峰峰值大于1.5V，而激励频率为9Hz时输出电压的峰峰值最大，达到2.23v，能够通过将振动能量收集器固定在产生机械振动部件上，通过设置能量收集器随振动部件一起振动，而将低频机械振动转化为对电能的能量收集和输出。参照图5所示，本申请的振动能量收集器能够在5~16Hz激励下的振动能量收集器有较好的响应特性，输出电压整体较高。

考虑到物流运输中，由于悬挂的存在，振动是在车辆运输是不可避免的，并且，物流运输的振动频率同样处于2-15Hz之间，因此，本申请还可进一步的通过将上述振动能量收集器安装在物流转运单元上，通过图6或图7所示的电路而实现对物流运输过程中振动能量的收集，使其能够通过能量转化电路而向物流转运单元中安装的低功耗显示屏供电，从而减少对作为快件“身份证”的快件运单的消耗，利用可循环更新使用的物流转运单元及设置在其上的低功耗显示屏，实现对运单的显示和更新。由此，本发明可进一步通过图8的实现方式，利用物流运输环境中无时不在的低频振动，实现对低频振动能量的收集，而利用电磁机制实现对转运单元上显示屏的自供电，通过自供电的显示系统代替快递运单，以降低总体成本的降低，并实现运单的循环更新。

具体参考图2所示，上述的运单显示系统具体可以通过上述的振动能量收集器，以及与之配套的能量转化电路、微处理器和电子墨水屏等低功耗显示屏实现：

其中的振动能量收集器，其可选择图1所示结构，固定设置在低频振动部件上，所述振动能量收集器具有悬浮在其内部的悬浮磁体4，以及包围在悬浮磁体4外的线圈5，线圈5的中心轴线方向与低频振动部件的振动方向对应一致，所述悬浮磁体4随低频振动部件的振动而同步地沿线圈的中心轴线方向往复穿越线圈5或在线圈内往复振动，线圈感应于磁场强度的变化而相应激励产生感应电流并输出感应电动势；

其中的能量转化电路，其输入端可设置为连接所述振动能量收集器的线圈5，接收振动能量收集器所产生的感应电动势，利用感应电动势对能量转化电路中的电容反复充电，并通过电容放电输出稳定供电电压；在不考虑负载的情况下，当能量收集器输出的交流电源处于负半周时，二极管D1导通，交流电源对电容C1进行充电，此时C1上的电压即左负右正；当输出处于正半周时，D1截止，D2导通，交流电源和C1上的电压叠加对C2充电，此时UC2=2*UC1。第二周期的负半周时，D1，D2截止，D3导通，交流电源，C1和C2叠加在一起为C3充电，但由于C1和交流电源此时极性相反，相互抵消，所以UC3=UC2；在正半周时，D1，D2，D3截止，D4导通，交流电源，C1，C2和C3叠加在一起为C4充电，同上原理，UC4=2*UC1。如此往复，经过几个交流周期后，除了C1电容等于电源电压，其余所有的电容都是电源电压的两倍。而输出电压等于C2，C4，C6，C8，C10的电容电压串联。因此达到了输出电压等于10倍输入电压。

其中的微处理器，其可接收所述能量转化电路的供电，输出显示控制信号；

而低功耗显示屏，其可接收所述能量转化电路的供电，连接微处理器的显示控制信号的输出端，响应于微处理器所输出的显示控制信号显示相应界面。

由此，上述实现方式下，本申请可通过能量收集器和显示屏的有效结合实现可反复应用于物流运输单元的自供电电子显示屏。其中的能量收集器和整流升压电路所实现的能量转化电路可直接代替现有技术中的电池作为供电装置，有效解决电池本身存在的环保问题和充电的人工成本。

本发明所采用的基于电磁机制的能量转换装置，其模块结构可参照图1所示，包括：

容器9，其为绝缘材质的中空套筒，平行于振动方向固定在低频振动部件上；

线圈5，其均匀缠绕在容器9的外壁中部，可通过铜线绕组实现，线圈可直接缠绕在弹簧容器中部位置，其线径和匝数可根据不同应用场景的实际需求和尺寸限制进行设计和调整；

悬浮驱动单元，其分别设置在容器9的上下两端，两个悬浮驱动单元分别设置为具有相同的磁场方向；

悬浮磁体4，其设置在容器9的内部，位于两个悬浮驱动单元之间，且同时与两个悬浮驱动单元的磁场方向互斥；

悬浮磁体4由上下两个悬浮驱动单元的磁场斥力而保持悬浮于容器9的中部，随低频振动部件的振动而同步地沿容器9内壁上下往复穿越线圈5或在线圈内往复振动。

具体实现时，上下两个悬浮驱动单元可具体通过一对固定磁体、一对弹性件以及一对垫片垫片实现：

其中，顶端固定磁体1，可通过外表光滑的永磁铁（钕磁铁）实现，其可设置在容器9的顶端；

顶端弹性件2，其设置在容器9内，所述顶端弹性件2的顶部与顶端固定磁体1固定连接，所述顶端弹性件2的底部向容器9的中部延伸；

顶端垫片3，其固定连接在顶端弹性件2的底部；

底端固定磁体8，其同样可通过外表光滑的永磁铁（钕磁铁）实现，设置在容器9的底端；

底端弹性件7，其设置在容器9内，所述底端弹性件7的底部与底端固定磁体8固定连接，所述底端弹性件7的顶部向容器9的中部延伸；

底端垫片6，其固定连接在底端弹性件7的顶部；

为方便悬浮磁体4上下移动改变线圈内磁场分布，因此其同样可通过外表光滑的永磁铁（钕磁铁）实现。3块磁铁的磁性布置按照相邻两磁铁相互排斥进行布置，即固定磁体1的N极靠近悬浮磁体的N极，固定磁体2的S极靠近悬浮磁体的S极（或固定磁体1的S极靠近悬浮磁体的S极，固定磁体2的N极靠近固定磁体2的N极）。固定磁体1和固定磁体2的直径应大于容器的内径。悬浮磁体的直径应小于容器内径。此3块磁铁的具体尺寸（直径、厚度）可根据实际应用场景进行设计确定。由此，悬浮磁体4向上碰触顶端垫片3的底部时，顶端弹性件2收缩并向下推动悬浮磁体4返回容器9中部线圈位置；而当悬浮磁体4向下碰触底端垫片6的顶部时，底端弹性件7收缩并向上推动悬浮磁体4返回容器9中部线圈位置。悬浮磁体4位于容器中弹簧1和弹簧2的中间，可在两弹簧中双向活动，使得线圈内磁场变化，从而相应激发感应电动势与感应电流，将物流单元的振动转换为电能，并通过能量转化电路将电能以特定形式进行供电输出，实现对显示屏的供电，支撑显示屏实时显示或更新其上的快递运单信息，实现快递物流转运单元的重复利用。

上述实现方式下，实现升压功能的能量转化电路具体可通过图4所示电路，通过若干个顺序级联在线圈两端之间的充放电单元实现。其中，每一级充放电单元均分别设置为包括：

第一充电电容，其正极同时连接本级充放电单元中第一二极管的负极以及第二二极管的正极，其负极连接上一级充放电单元中第二二极管的正极或者在作为第一级充放电单元时直接连接线圈5的第一端；

第一二极管，其正极连接上一级充放电单元中第二二极管的负极或者在作为第一级充放电单元时直接连接线圈5的第二端并同时作为供电电压的一个输出端；

第二充电电容，其负极连接第一二极管的正极，其正极连接第二二极管的负极；

所述第二二极管，其作为最后一级充放电单元时负极直接作为输出端输出供电电压。

由此，由于上述电路的能量收集策略，采用大量电容实现能量转化。因此需要来对电容进行充电。而在充电和放电的时间上是有着时间差的。充电时间往往会小于充电的时间。因此本发明提出，充电时间小于放电时间的充电策略。在不考虑负载的情况下，当能量收集器输出的交流电源处于负半周时，二极管D1导通，交流电源对电容C1进行充电，此时C1上的电压即左负右正；当输出处于正半周时，D1截止，D2导通，交流电源和C1上的电压叠加对C2充电，此时UC2=2*UC1。第二周期的负半周时，D1，D2截止，D3导通，交流电源，C1和C2叠加在一起为C3充电，但由于C1和交流电源此时极性相反，相互抵消，所以UC3=UC2；在正半周时，D1，D2，D3截止，D4导通，交流电源，C1，C2和C3叠加在一起为C4充电，同上原理，UC4=2*UC1。如此往复，经过几个交流周期后，除了C1电容等于电源电压，其余所有的电容都是电源电压的两倍。而输出电压等于C2，C4，C6，C8，C10的电容电压串联。因此达到了输出电压等于10倍输入电压。分析图4电路可知，当充电时间为0.525s时，输出电压达到3V，当充电时间达到3.5s时，输出电压升高至5V，随后电压值在此范围内小幅度的波动式增加。对于倍压电路的分析可知，电容增大时，其输出电压会增加，电容增大时，可以有效的减少输出电压达到稳定时的时间，电容的增大能够少量地增加输出电压，但对于达到稳态时的时间影响不大，电容C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的增大对输出电压影响不大，但是会延长进入稳态的时间，因此同时改变6个电容便可以达到一定的优化效果。

综上，本申请具有以下优势：

本发明创新地结合了电磁机制和电子墨水屏显示技术，基于振动能量收集器所收集的电能，加上与之匹配的能量转化、管理、储存电路、微处理器以及低功耗显示器和无线数据收发装置，共同组成电磁自供电电子显示系统。此显示系统无需外接电源即可完数据的接受并做出所需要的信息显示，且不受布线限制，安装位置灵活，可应用在各种人机交互场景。区别于现有振动能量收集技术中大多所采用的基于电磁转化机制，本申请基于电磁机制能量收集的电子显示屏能够直接通过振动实现稳定的电压供给从而稳定显示运单内容，并进行反复的更新和利用。

本发明创新的提出了适用于物流运输等低频振动环境的电磁能量收集器，在物流运输中，由于悬挂的存在，振动是在车辆运输是不可避免的。而对于电磁能量收集器，外界的振动频率是否为本身的谐振频率就变得极为重要。根据相关文献调研，物流运输的振动频率是2-15Hz之间。而本发明的电磁能量收集器能够在此频率下具有可观的能量输出。

本发明创新的提出了一种能量转换优化策略。振动能量的收集输出是低压且交流的，而对低功耗用电器，需要高电压且直流。因此中间需要能量转换的模块，本发明不仅设计出能够实现能量转化的整流升压模块，并且在其能量转换效率上提出创新。

因此，与已公开发布的电子设备技术相比，本发明提出了自供电的能量收集机制代替传统的能源的解决方案，不仅解决了充电繁琐的问题，并且解决了锂电池本身所带来的环保问题。而电磁能量收集器与能量收集领域相关研究成果相比，能够在低频2-15Hz中有可观的能量输出。因此本发明在物流运输等低频振动环境下有着极大的发展前景。

以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于电磁的自供电电子显示屏，其特征在于，包括：

振动能量收集器，其设置在低频振动部件上，所述振动能量收集器具有悬浮在其内部的悬浮磁体（4），以及包围在悬浮磁体（4）外的线圈（5），线圈（5）的中心轴线方向与低频振动部件的振动方向对应一致，所述悬浮磁体（4）随低频振动部件的振动而同步地沿线圈的中心轴线方向往复穿越线圈（5）或在线圈内往复振动，线圈感应于磁场强度的变化而相应激励产生感应电流并输出感应电动势；

能量转化电路，其输入端连接所述振动能量收集器的线圈（5），接收振动能量收集器所产生的感应电动势，利用感应电动势对能量转化电路中的电容反复充电，并通过电容放电输出稳定供电电压；

微处理器，其接收所述能量转化电路的供电，输出显示控制信号；

低功耗显示屏，其接收所述能量转化电路的供电，连接微处理器的显示控制信号的输出端，响应于微处理器所输出的显示控制信号显示相应界面。

2.如权利要求1所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其特征在于，所述振动能量收集器包括：

容器（9），其为绝缘材质的中空套筒，平行于振动方向固定在低频振动部件上；

线圈（5），其均匀缠绕在容器（9）的外壁中部；

悬浮驱动单元，其分别设置在容器（9）的上下两端，两个悬浮驱动单元分别设置为具有相同的磁场方向；

悬浮磁体（4），其设置在容器（9）的内部，位于两个悬浮驱动单元之间，且同时与两个悬浮驱动单元的磁场方向互斥；

悬浮磁体（4）由上下两个悬浮驱动单元的磁场斥力而保持悬浮于容器（9）的中部，随低频振动部件的振动而同步地沿容器（9）内壁上下往复穿越线圈（5）或在线圈内往复振动。

3.如权利要求2所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其特征在于，所述悬浮驱动单元包括：

顶端固定磁体（1），其设置在容器（9）的顶端；

顶端弹性件（2），其设置在容器（9）内，所述顶端弹性件（2）的顶部与顶端固定磁体（1）固定连接，所述顶端弹性件（2）的底部向容器（9）的中部延伸；

顶端垫片（3），其固定连接在顶端弹性件（2）的底部；

底端固定磁体（8），其设置在容器（9）的底端；

底端弹性件（7），其设置在容器（9）内，所述底端弹性件（7）的底部与底端固定磁体（8）固定连接，所述底端弹性件（7）的顶部向容器（9）的中部延伸；

底端垫片（6），其固定连接在底端弹性件（7）的顶部；

悬浮磁体（4）向上碰触顶端垫片（3）的底部时，顶端弹性件（2）收缩并向下推动悬浮磁体（4）返回容器（9）中部线圈位置；

悬浮磁体（4）向下碰触底端垫片（6）的顶部时，底端弹性件（7）收缩并向上推动悬浮磁体（4）返回容器（9）中部线圈位置。

4.如权利要求1所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其特征在于，所述能量转化电路包括若干个顺序级联在线圈两端之间的充放电单元，其中每一级充放电单元均分别包括：

第一充电电容，其正极同时连接本级充放电单元中第一二极管的负极以及第二二极管的正极，其负极连接上一级充放电单元中第二二极管的正极或者在作为第一级充放电单元时直接连接线圈（5）的第一端；

第一二极管，其正极连接上一级充放电单元中第二二极管的负极或者在作为第一级充放电单元时直接连接线圈（5）的第二端并同时作为供电电压的一个输出端；

第二充电电容，其负极连接第一二极管的正极，其正极连接第二二极管的负极；

所述第二二极管，其作为最后一级充放电单元时负极直接作为输出端输出供电电压。

5.如权利要求4所述的基于电磁的自供电电子显示屏，其特征在于，所述低功耗显示屏为电子墨水屏。

6.一种振动能量收集器，其特征在于，所述振动能量收集器设置在振动部件上，包括：

悬浮在其内部的悬浮磁体（4），以及包围在悬浮磁体（4）外的线圈（5），线圈（5）的中心轴线方向与低频振动部件的振动方向对应一致，所述悬浮磁体（4）随低频振动部件的振动而同步地沿线圈的中心轴线方向往复穿越线圈（5）或在线圈内往复振动，线圈感应于磁场强度的变化而相应激励产生感应电流并输出感应电动势。

7.如权利要求6所述的振动能量收集器，其特征在于，所述的振动能量收集器固定设置在物流转运单元上，并向物流转运单元中的低功耗显示屏供电。

8.如权利要求7所述的振动能量收集器，其特征在于，所述振动能量收集器包括：

容器（9），其为绝缘材质的中空套筒，平行于振动方向固定在低频振动部件上；

线圈（5），其均匀缠绕在容器（9）的外壁中部；

悬浮驱动单元，其分别设置在容器（9）的上下两端，两个悬浮驱动单元分别设置为具有相同的磁场方向；

悬浮磁体（4），其设置在容器（9）的内部，位于两个悬浮驱动单元之间，且同时与两个悬浮驱动单元的磁场方向互斥；

悬浮磁体（4）由上下两个悬浮驱动单元的磁场斥力而保持悬浮于容器（9）的中部，随低频振动部件的振动而同步地沿容器（9）内壁上下往复穿越线圈（5）或在线圈内往复振动。

9.如权利要求8所述的振动能量收集器，其特征在于，所述悬浮驱动单元包括：

顶端固定磁体（1），其设置在容器（9）的顶端；

顶端弹性件（2），其设置在容器（9）内，所述顶端弹性件（2）的顶部与顶端固定磁体（1）固定连接，所述顶端弹性件（2）的底部向容器（9）的中部延伸；

顶端垫片（3），其固定连接在顶端弹性件（2）的底部；

底端固定磁体（8），其设置在容器（9）的底端；

底端弹性件（7），其设置在容器（9）内，所述底端弹性件（7）的底部与底端固定磁体（8）固定连接，所述底端弹性件（7）的顶部向容器（9）的中部延伸；

底端垫片（6），其固定连接在底端弹性件（7）的顶部；

悬浮磁体（4）向上碰触顶端垫片（3）的底部时，顶端弹性件（2）收缩并向下推动悬浮磁体（4）返回容器（9）中部线圈位置；

悬浮磁体（4）向下碰触底端垫片（6）的顶部时，底端弹性件（7）收缩并向上推动悬浮磁体（4）返回容器（9）中部线圈位置。

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