CN207896887U - 一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 - Google Patents
一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207896887U CN207896887U CN201820292061.3U CN201820292061U CN207896887U CN 207896887 U CN207896887 U CN 207896887U CN 201820292061 U CN201820292061 U CN 201820292061U CN 207896887 U CN207896887 U CN 207896887U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- feet
- capacitance
- casing
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本实用新型一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，属于振动切割方法下的能量产生存储与应用技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种将振动能量转化为电能，并为电网监测装置进行稳定供电的振动切割方法下的能量产生收集与调节装置；解决该技术问题采用的技术方案为：包括：底座、固定孔、支架、机壳、压电发电片、弹簧振子、负重块、能量转换装置；所述底座的两端设置有固定孔，固定孔通过螺栓与输电杆塔的横杆固定连接；所述机壳为框体结构，机壳的下部通过支架与底座固定连接，机壳的上部封装有能量转换装置，所述机壳的上下框边均设置有压电发电片，所述压电发电片通过弹簧振子与负重块固定连接；本实用新型安装应用于野外的输电杆塔上。
Description
技术领域
本实用新型一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，属于振动切割方法下的能量产生存储与应用技术领域。
背景技术
我国地缘辽阔，如果将电网进行全面覆盖，需要在野外地区尽可能设置大量的输电杆塔，输电杆塔内部设置有很多实时在线监测装置，它们的驱动电源依赖于电网供电，会消耗电网系统额外的电能；
另一方面，在野外环境中存在着相当明显的由风激励转化生成的振动能量，可以考虑将这些振动能量收集起来，进行能量转化后得到一个相对稳定的电压输出，可以为监测装置供电，代替监测装置内置的化学电池，为其进行绿色、稳定的供电，可以为电网运行节约供电成本，也间接减少了煤炭燃烧，起到了保护环境的作用；
但目前在国内无论是将振动能量转化为电能，还是对电能进行存储、供电的研究仍属空白，没有相应的装置可以实现。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种将振动能量转化为电能，并为电网监测装置进行稳定供电的振动切割方法下的能量产生收集与调节装置；为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，包括：底座、固定孔、支架、机壳、压电发电片、弹簧振子、负重块、能量转换装置；所述底座的两端设置有固定孔，固定孔通过螺栓与输电杆塔的横杆固定连接；
所述机壳为框体结构，机壳的下部通过支架与底座固定连接，机壳的上部封装有能量转换装置，所述机壳的上下框边均设置有压电发电片，所述压电发电片通过弹簧振子与负重块固定连接；
所述压电发电片通过导线与能量转换装置相连。
所述能量转换装置的电路结构为：所述能量转换装置包括能量转换电路与能量存储电路，所述能量转换电路使用的控制芯片为U1，能量存储电路使用的控制芯片为U2和U3；
所述芯片U1的1脚与2脚与压电发电片相连；
芯片U1的3脚与电容C3的一端相连；
芯片U1的4脚依次并接电容C3的另一端，电容C4的一端，二极管D1的负极后与电阻R1的一端相连，所述电容C4的另一端接地，电阻R1的另一端并接二极管D1的正极后与芯片U2的8脚相连；
芯片U1的5脚与电感L1的一端相连；
芯片U1的6脚依次并接电容C1的一端，电感L1的另一端，电容C5的一端，有极电容C6的正极，有极电容C7的正极，电阻R0的一端后与能量转换装置的电源输出端相连，所述电容C5的另一端，电容C6的负极，电容C7的负极，电阻R0的另一端相互连接后接地；
芯片U1的7脚并接8脚后与电容C2的一端相连，所述电容C2的另一端接地；
芯片U1的9脚并接10脚后接地；
所述芯片U2的1脚与电阻R2的一端相连；
芯片U2的2脚并接电阻R2的另一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端并接芯片3脚与5脚后接地；
芯片U2的3脚与5脚并接后接地；
芯片U3的1脚与电阻R4的一端相连；
芯片U3的2脚并接电阻R4的另一端后与电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与电池组B2的阴极相连，所述电池组B2的阳极依次并接芯片U3的7脚、8脚、芯片U2的6脚后与电池组B1的阴极相连，所述电池组B1的阳极与芯片U2的7脚相连。
所述芯片U1的型号为LTC35881，芯片U2、U3的型号为LTC4071。
所述机壳的四个上框边分别设置有一个压电发电片，述机壳的四个下框边分别设置有一个压电发电片，共设置有八个压电发电片，同时设置有八个弹簧振子与负重块固定连接。
本实用新型与现有技术相比具备以下有益效果：本实用新型通过设置能量收集装置与能量转换装置可以将野外环境中存在的风能转化为电能，并进行存储和稳定输出，整个能量转化过程节能环保，可以解决电网各监测装置的供电问题；本实用新型的能量收集装置通过设置压电发电片、弹簧振子、负重块来将各个方向的吹来的风收集并转换为振动机械能，由压电发电片将能量传输给能量转化装置，最终转换为电能，有效的解决了监测装置电源续航能力弱，寿命短，频繁更换电池的缺陷；本实用新型使用的能量转换装置结构简单，造价成本低，能量转换效率高，输出电源稳定，可以在整个电网推广使用。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型能量转换装置的电路结构示意图；
图中，1为底座、2为固定孔、3为支架、4为机壳、5为压电发电片、6为弹簧振子、7为负重块、8为能量转换装置。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，包括：底座1、固定孔2、支架3、机壳4、压电发电片5、弹簧振子6、负重块7、能量转换装置8；所述底座1的两端设置有固定孔2，固定孔2通过螺栓与输电杆塔的横杆固定连接；
所述机壳4为框体结构，机壳4的下部通过支架3与底座1固定连接，机壳4的上部封装有能量转换装置8，所述机壳4的上下框边均设置有压电发电片5，所述压电发电片5通过弹簧振子6与负重块7固定连接；
所述压电发电片5通过导线与能量转换装置8相连。
所述能量转换装置8的电路结构为：所述能量转换装置8包括能量转换电路与能量存储电路，所述能量转换电路使用的控制芯片为U1，能量存储电路使用的控制芯片为U2和U3；
所述芯片U1的1脚与2脚与压电发电片5相连；
芯片U1的3脚与电容C3的一端相连；
芯片U1的4脚依次并接电容C3的另一端，电容C4的一端，二极管D1的负极后与电阻R1的一端相连，所述电容C4的另一端接地，电阻R1的另一端并接二极管D1的正极后与芯片U2的8脚相连；
芯片U1的5脚与电感L1的一端相连；
芯片U1的6脚依次并接电容C1的一端，电感L1的另一端，电容C5的一端，有极电容C6的正极，有极电容C7的正极，电阻R0的一端后与能量转换装置8的电源输出端相连，所述电容C5的另一端，电容C6的负极，电容C7的负极，电阻R0的另一端相互连接后接地；
芯片U1的7脚并接8脚后与电容C2的一端相连，所述电容C2的另一端接地；
芯片U1的9脚并接10脚后接地；
所述芯片U2的1脚与电阻R2的一端相连；
芯片U2的2脚并接电阻R2的另一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端并接芯片3脚与5脚后接地；
芯片U2的3脚与5脚并接后接地；
芯片U3的1脚与电阻R4的一端相连；
芯片U3的2脚并接电阻R4的另一端后与电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与电池组B2的阴极相连，所述电池组B2的阳极依次并接芯片U3的7脚、8脚、芯片U2的6脚后与电池组B1的阴极相连，所述电池组B1的阳极与芯片U2的7脚相连。
所述芯片U1的型号为LTC35881，芯片U2、U3的型号为LTC4071。
所述机壳4的四个上框边分别设置有一个压电发电片5，述机壳4的四个下框边分别设置有一个压电发电片5，共设置有八个压电发电片5，同时设置有八个弹簧振子6与负重块7固定连接。
本实用新型在使用时，先将整个装置通过固定孔2安装在输电杆塔的横杆上，输电杆塔在空旷的野外环境中，会受到环境风激励作用，同时会产生微弱的振动，此时底座1会跟着输电杆塔整体振动并带动机壳4，所述机壳4带动设置在边框上的压电发电片5进行统一频率的振动，而设置在机壳4中心位置的负重块7在弹簧振子6与重力的作用下也进行振动，此时压电发电片5的固定点振动频率与自由端的振动频率不一致，便会导致压电发电片5发生形变，利用发电片的正压电效应，会产生相应的电能，将生成的电能通过导线与能量转换装置8的输入端相连进行能量传输；由此实现了将输电杆塔由风激励的振动机械能转换为电能，并且由于其特殊的结构设计，本装置不仅可以收集垂直振动的能量，当装置在任何方位有轻微振动时，压电发电片5都可以将能量收集起来并进行传输。
所述能量转换装置8由两个LTC4071锂聚合物电池充放电管理芯片U2与U3，一个LTC35881能量收集芯片U1，两节锂聚合物电池组B1与B2以及相应的外围电路构成。
所述压电发电片5产生的正弦交流电能量通过芯片U1收集并转换为恒定的电流电压，在输出端可以得到一个稳定的3.3V输出电压，可提供给相应的输电杆塔实时监控装置为其供电，另一方面可通过芯片U2和U3将多余的转化能量储存在锂聚合物电池中，当没有振动能量生成时，可以通过储存于锂聚合物电池的能量继续给监测装置供电。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，其特征在于：包括：底座（1）、固定孔（2）、支架（3）、机壳（4）、压电发电片（5）、弹簧振子（6）、负重块（7）、能量转换装置（8）；所述底座（1）的两端设置有固定孔（2），固定孔（2）通过螺栓与输电杆塔的横杆固定连接；
所述机壳（4）为框体结构，机壳（4）的下部通过支架（3）与底座（1）固定连接，机壳（4）的上部封装有能量转换装置（8），所述机壳（4）的上下框边均设置有压电发电片（5），所述压电发电片（5）通过弹簧振子（6）与负重块（7）固定连接；
所述压电发电片（5）通过导线与能量转换装置（8）相连。
2.根据权利要求1所述的一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，其特征在于：所述能量转换装置（8）的电路结构为：所述能量转换装置（8）包括能量转换电路与能量存储电路，所述能量转换电路使用的控制芯片为U1，能量存储电路使用的控制芯片为U2和U3；
所述芯片U1的1脚与2脚与压电发电片（5）相连；
芯片U1的3脚与电容C3的一端相连；
芯片U1的4脚依次并接电容C3的另一端，电容C4的一端，二极管D1的负极后与电阻R1的一端相连，所述电容C4的另一端接地，电阻R1的另一端并接二极管D1的正极后与芯片U2的8脚相连；
芯片U1的5脚与电感L1的一端相连；
芯片U1的6脚依次并接电容C1的一端，电感L1的另一端，电容C5的一端，有极电容C6的正极，有极电容C7的正极，电阻R0的一端后与能量转换装置（8）的电源输出端相连，所述电容C5的另一端，电容C6的负极，电容C7的负极，电阻R0的另一端相互连接后接地；
芯片U1的7脚并接8脚后与电容C2的一端相连，所述电容C2的另一端接地；
芯片U1的9脚并接10脚后接地；
所述芯片U2的1脚与电阻R2的一端相连；
芯片U2的2脚并接电阻R2的另一端后与电阻R3的一端相连，所述电阻R3的另一端并接芯片3脚与5脚后接地；
芯片U2的3脚与5脚并接后接地；
芯片U3的1脚与电阻R4的一端相连；
芯片U3的2脚并接电阻R4的另一端后与电阻R5的一端相连，所述电阻R5的另一端与电池组B2的阴极相连，所述电池组B2的阳极依次并接芯片U3的7脚、8脚、芯片U2的6脚后与电池组B1的阴极相连，所述电池组B1的阳极与芯片U2的7脚相连。
3.根据权利要求2所述的一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，其特征在于：所述芯片U1的型号为LTC35881，芯片U2、U3的型号为LTC4071。
4.根据权利要求1所述的一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置，其特征在于：所述机壳（4）的四个上框边分别设置有一个压电发电片（5），述机壳（4）的四个下框边分别设置有一个压电发电片（5），共设置有八个压电发电片（5），同时设置有八个弹簧振子（6）与负重块（7）固定连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820292061.3U CN207896887U (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820292061.3U CN207896887U (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207896887U true CN207896887U (zh) | 2018-09-21 |
Family
ID=63541016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820292061.3U Expired - Fee Related CN207896887U (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207896887U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108233770A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-06-29 | 山西平朔煤矸石发电有限责任公司 | 振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 |
-
2018
- 2018-03-02 CN CN201820292061.3U patent/CN207896887U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108233770A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-06-29 | 山西平朔煤矸石发电有限责任公司 | 振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 |
| CN108233770B (zh) * | 2018-03-02 | 2024-02-09 | 山西平朔煤矸石发电有限责任公司 | 振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Coppez et al. | The importance of energy storage in renewable power generation: a review | |
| CN102074981A (zh) | 基于光伏-振动能的无线传感器网络节点电源系统 | |
| CN205864294U (zh) | 一种基于mems振动能量采集器的无线传感器微电源 | |
| CN103840710B (zh) | 一种振动能量采集器 | |
| CN105634323A (zh) | 一种基于驻极体薄膜的能量采集器 | |
| CN205490228U (zh) | 基于驻极体薄膜的能量采集器 | |
| CN201868918U (zh) | 基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统 | |
| CN104750274A (zh) | 一种自供电无线鼠标 | |
| CN207896887U (zh) | 一种振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 | |
| CN103414220A (zh) | 基于icpf的水滴发电方法与微型水滴发电系统 | |
| CN204190649U (zh) | 压电能量采集器 | |
| CN107919814A (zh) | 一种节能环保道路压电发电装置 | |
| CN206041853U (zh) | 一种用于电子手表的振动能量收集装置 | |
| CN204947699U (zh) | 一种振动能量转化、储能装置 | |
| CN204270184U (zh) | 风光互补型粮食仓库温湿度控制系统 | |
| CN108233770A (zh) | 振动切割状态下的能量产生收集与调节装置 | |
| CN206585483U (zh) | 一种微型压电和电容复合能量采集器 | |
| CN110365252A (zh) | 一种树能发电装置 | |
| CN115987141A (zh) | 一种面向煤机的复合自供电无线监测装置 | |
| Jiang et al. | Low-power design of a self-powered piezoelectric energy harvesting system | |
| CN106487047A (zh) | 结合高效超级电容器的低功耗在线监测设备的供电系统 | |
| CN205335951U (zh) | 一种行李箱发电储能充电装置 | |
| CN204496454U (zh) | 基于压电能量收集的无线鼠标自供电装置 | |
| CN209731136U (zh) | 一种利用可再生能源的多功能监控装置 | |
| CN108134539A (zh) | 基于压电效应的风能俘获发电装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180921 Termination date: 20210302 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |