CN204947699U - 一种振动能量转化、储能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种振动能量转化、储能装置，涉及发电装置领域，能够充分利用森林中树木的振动能量，并将其转化为电能进行储能，以便给待充电装置进行充电。技术方案要点为：包括紧固装置，与所述紧固装置垂直连接的悬臂梁，所述悬臂梁另一端连接质量块，置于所述悬臂梁上的压电材料，所述压电材料与储能电路连接；所述储能电路包含并联的整流电路和无线充电器。本实用新型主要用于森林树木振动能量收集中。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电装置领域，尤其涉及一种振动能量转化、储能装置。
背景技术
目前世界森林面积达40亿公顷，其中我国森林面积是1.75亿公顷，森林覆盖面积较大，多是无人值守或人无法接近的恶劣区域，如何将周围环境中的有效能源转化为电能，例如：将风能或森林树木随风摆动的振动能量转化为电能，用来给待供电装置供电，从而实现能量的有效转化和利用。振动是一种广泛存在于森林的现象，特别在森林中树木在外界干扰力的作用下会产生摇摆振动现象。因此，机械振动能具有广泛的来源。振动能量采集就是收集所附机械结构的振动能量，并将其转换为电能。
现有技术应用最广泛的风能发电装置是风车发电，利用风能使风车转动，再将风车转动的机械能转化为电能。
上述将风能转化为电能，只能利用空旷地区的风能，然而像覆盖面积较大的森林中的风能并未得到利用。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供的一种振动能量转化、储能装置，能够充分利用森林中树木的振动能量，并将其转化为电能进行储能，以便给待充电装置进行充电。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
本实用新型第一方面提供一种振动能量转化、储能装置，包括：紧固装置，与所述紧固装置垂直连接的悬臂梁，所述悬臂梁另一端连接质量块，置于所述悬臂梁上的压电材料，所述压电材料与储能电路连接；所述储能电路包含并联的整流电路和无线充电器。
结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述的振动能量转化、储能装置，包括：
所述紧固装置安装在森林的树木上，以便收集振动能量。
结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述的振动能量转化、储能装置，包括：
所述无线充电器用于收集所述压电材料所产生的电能，以便给待充电装置充电。
本实用新型实施例提供的一种振动能量转化、储能装置，包括：紧固装置，与所述紧固装置垂直连接的悬臂梁，所述悬臂梁另一端连接质量块，置于所述悬臂梁上的压电材料，所述压电材料与储能电路连接；所述储能电路包含并联的整流电路和无线充电器，相比于现有技术，能够充分利用森林中树木的振动能量，并将其转化为电能进行储能，以便给待充电装置进行充电。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例中一种振动能量转化、储能装置组成结构示意图。
图中，1.紧固装置，2.悬臂梁，3.质量块，4.压电材料，5.储能电路，51.整流电路，52.无线充电器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
本实用新型实施例提供一种振动能量转化、储能装置，如图1所示，包括：紧固装置1，与所述紧固装置1垂直连接的悬臂梁2，所述悬臂梁2另一端连接质量块3，置于所述悬臂梁2上的压电材料4，所述压电材料4与储能电路5连接；所述储能电路包含并联的整流电路51和无线充电器52。
此处需要说明的是：本实用新型对紧固装置1与森林树木的连接方式不做任何的限制，即能将本实用新型与森林树木连接起来的方式均在本实用新型的保护范围之内。
其中，压电材料4是受到外力作用时会在两端面间聚集电荷，产生电压的晶体材料，压电效应的原理是，如果对压电材料施加外力，它便会产生电位差(称之为正压电效应)，反之施加电压，则产生机械应力(称为逆压电效应)。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。
“无线充电”是利用一种特殊设备将接触式的传统电力转变为可充电的电波，从而在扔掉电线的情况下直接对电子设备充电。无电力传送元件在外曝露，因此不会被雨水、氧气等侵蚀，尤其适合在环境恶劣的环境中应用，比如森林火灾预警系统中。
具体的，在使用本实用新型的时候：将本实用新型通过紧固装置1固定在森林的树木上，由于惯性作用，悬臂梁2和质量块3相对于紧固装置1会产生相对运动，与此同时，粘黏在悬臂梁2上的压电材料4会产生形变。根据压电效应，压电材料4会将一部分机械能转化成电势，即电能，在压电材料4的电极上并联一个整流电路51，以便将机械能转化而来的交流电势调制为直流电势，进而该直流电势流入无线充电器52，进行储能，以便在待充电装置需要充电的时候进行释放充电。
进一步的，振动能量转化、储能装置，包括：
所述紧固装置1安装在森林的树木上，以便收集振动能量。
进一步的，振动能量转化、储能装置，包括：
所述无线充电器52用于收集所述压电材料4所产生的电能，以便给待充电装置充电。
本实用新型实施例提供的一种振动能量转化、储能装置，包括：紧固装置，与所述紧固装置垂直连接的悬臂梁，所述悬臂梁另一端连接质量块，置于所述悬臂梁上的压电材料，所述压电材料与储能电路连接；所述储能电路包含并联的整流电路和无线充电器，相比于现有技术，能够充分利用森林中树木的振动能量，并将其转化为电能进行储能，以便给待充电装置进行充电。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种振动能量转化、储能装置，其特征在于，包括：紧固装置(1)，与所述紧固装置(1)垂直连接的悬臂梁(2)，所述悬臂梁(2)另一端连接质量块(3)，置于所述悬臂梁(2)上的压电材料(4)，所述压电材料(4)与储能电路(5)连接；所述储能电路包含并联的整流电路(51)和无线充电器(52)。
2.根据权利要求1所述的振动能量转化、储能装置，其特征在于，包括：所述紧固装置(1)安装在森林的树木上，以便收集振动能量。
3.根据权利要求1所述的振动能量转化、储能装置，其特征在于，包括：所述无线充电器(52)用于收集所述压电材料(4)所产生的电能，以便给待充电装置充电。
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| CN201520502619.2U CN204947699U (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 一种振动能量转化、储能装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105932906A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-09-07 | 清华大学深圳研究生院 | 一种压电能量收集器及其制作方法 |
| CN106846852A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-06-13 | 长沙理工大学 | 一种基于风压的自供电交通灯系统 |
| CN108233311A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-29 | 三峡大学 | 一种给无线传感器供能的振动能量收集线路防震锤 |
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2015
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| CN105932906B (zh) * | 2016-06-07 | 2018-09-28 | 清华大学深圳研究生院 | 一种压电能量收集器及其制作方法 |
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