CN210075111U - 一种压电能量收集装置及手表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压电能量收集装置及手表，压电能量收集装置包括能量收集模块，能量收集模块包括容纳壳，容纳壳内至少设有一个容纳间格，每个容纳间格内部均安装有一个能量收集单元，能量收集单元包括多块压电块，所述压电块与压电块之间设有撞击块，撞击块能够在压电块之间自由运动；储能模块，所述储能模块与压电块相连接。压电能量收集装置可被用于手表，通过能量模块为手表显示模块供电。以上装置实现了在振动环境中，能量收集模块把振动能有效的收集并转换为电能，所形成的电能被储存在储能模块中，供电子设备所用，即利用环境中的振动为微型电子设备供电，替代或者减少外部电源及充电电池。解决了电池容量小，续航能力短的问题。

Description

一种压电能量收集装置及手表

技术领域

本实用新型属于能量收集回收再利用技术领域，具体涉及一种压电能量收集装置及手表。

背景技术

随着电子科技的不断发展，以及人们对新事物和实用性功能的追求，各种微型传感器、可携带电子器件和小型自治设备得到了广泛的应用，其功能也越来越丰富，同时随着功能的增多，对电池的要求也就越来越高。但是对于大多数微型电子设备而言，都存在着电池容量小，续航能力短，需要频繁的充电或更换电池的问题，由此给使用者带来了极大的不方便。

实用新型内容

本实用新型提供了一种压电能量收集装置，解决现有技术存在的电池容量小，续航能力短，需要频繁的充电或更换电池的问题。本实用新型进一步还提供一种手表，所述手表中安装有本申请所提供的压电能量收集装置，由此解决了现有技术中手表电池容量小，需要频繁的充电或更换电池的问题。

为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种压电能量收集装置，所述压电能量收集装置包括：

能量收集模块，所述能量收集模块包括容纳壳，所述容纳壳内至少设有一个容纳间格，所述每个容纳间格内部均安装有一个能量收集单元，所述能量收集单元包括多块压电块，所述压电块与压电块之间设有撞击块，所述撞击块能够在压电块之间自由运动，且与压电块接触；

储能模块，所述储能模块与压电块相连接。

优选为，所述能量收集单元包括撞击轴，撞击轴连接两压电块，撞击块活动安装在撞击轴上，可沿撞击轴来回运动。

优选为，所述容纳壳包括储能容纳间，所述储能容纳间位于所述容纳壳的中心位置，所述储能模块位于储能容纳间内部。

一种手表，所述手表包括手表盘体，所述手表盘体的上表面安装有手表显示模块，所述手表盘体内安装有压电能量收集装置，所述压电能量收集装置为以上任一项所述的压电能量收集装置；所述手表显示模块与压电能量收集装置电连接。

优选为，所述容纳壳的形状与手表盘体的形状相匹配。

优选为，所述手表盘体为圆形，所述容纳壳为圆形；所述容纳壳包括多个容纳间格，容纳间格沿容纳壳周向呈环形阵列排布。

优选为，所述容纳间格环形阵列排布在环绕容纳壳径向中心方向上至少为一层。

优选为，所述容纳间格呈梯形结构，所述容纳间格包括短底边和长底边，所述短底边位于靠近径向中心一侧，所述长底边位于远离径向中心一侧。

优选为，所述压电块包括长压电块和短压电块，所述长压电块固定设置于容纳间格长底边表面上，所述短压电块固定设置于容纳间格的短底边表面上。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本实用新型设计了一种压电能量收集装置，其包括能量收集模块和储能模块，通过在能量收集模块内安装有多块压电块，并且压电块与压电块之间安装有撞击块，储能模块与每块压电块相连接。通过采用以上的结构，实现了在振动环境中，能量收集模块对振动能量的收集，即把这些浪费掉的振动能有效的收集并转换为电能，所形成的电能被储存在储能模块中，供电子设备所用，即可以利用环境中的振动为微型电子设备供电，替代或者减少外部电源及充电电池。解决了由于电池容量小，续航能力短，而需要频繁的充电或更换电池的问题。

2、本实用新型中，压电块与压电块之间还装有撞击轴，且撞击块位于撞击轴上，并能在撞击轴上来回运动，由此撞击轴对撞击块起到限位的作用，提高了撞击块的有效撞击率，由此进一步提高了能量收集模块对振动能的有效收集和电能的转化率。

3、本实用新型中，压电块包括长压电块和短压电块，所述长压电块设置于梯形容纳间格下底边表面，短压电块设置于梯形容纳间格的上底表面，以上结构可以使压电块在容纳间格内处于固定状态，防止压电块因其无法固定，而导致压电块受撞击的有效面积降低，因此，以上结构能够提高能量收集的效率和电能的转化率。

4、本实用新型中，能量收集模块采用环形阵列结构，并且此环形阵列结构可以设置为环绕径向中心为多层同心环状结构，由此增加了能量收集单元的数量，提高了能量收集模块对振动能的收集率和电能的转化率。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型的容纳壳的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例2的的整体结构示意图；

图4为本实用新型图3中A结构的放大示意图；

图5为本实用新型的实施例3的的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例4的整体结构示意图；

图7为本实用新型的实施例4的整体结构示意图。

以上各图中：手表盘体1、压电能量收集装置2、手表显示模块3、第一层能量收集模块4、第二层能量收集模块5、能量收集模块21、储能模块22、容纳壳211、容纳容纳间格212、撞击块213、长压电块214、短压电块215、撞击轴216、能量收集单元217、储能容纳间218。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案为解决上述现有技术中存在的电池容量小，续航能力短，需要频繁的充电或更换电池的问题，总体思路如下：

通过提供一种压电能量收集装置，其包括能量收集模块和储能模块，通过在能量收集模块内安装有多块压电块，并且压电块与压电块之间安装有撞击块，储能模块与每块压电块相连接。通过采用以上的结构，实现了在振动环境中，能量收集模块对振动能量的收集及电能的转化，所形成的电能被储存在储能模块中，供电子设备所用，由此解决了以上现有技术中存在的问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种压电能量收集装置，如图1-2所示，所述压电能量收集装置2包括能量收集模块21和储能模块22。所述能量收集模块21包括容纳壳211，所述容纳壳211为环状结构，且容纳壳211内设置有多个容纳间格212，所述容纳间格212内安装有能量收集单元217。所述容纳壳211还包括储能模块容纳间218，所述储能容纳间218位于所述容纳壳211的中心位置，储能容纳间218内安装有储能模块22，所述储能模块22与压电块电连接。

优选的，本实施例中容纳壳211选用圆环形结构，且容纳壳211内设置的12个容纳间格212采用环形阵列排布方式，所述容纳间格212环形阵列排布在环绕容纳壳211径向中心方向上至少为一层。所述容纳壳211内设置的容纳间格212呈梯形结构，所述容纳间格212包括短底边和长底边，所述短底边位于靠近径向中心处，所述长底边位于远离径向中心处。以上结构，在容纳壳211体积一定的条件下，能够设置较多的容纳间格212，即能够提供较大的有效撞击面积，由此可以提高能量的收集效率和电能的转化效率。

所述能量收集单元217位于容纳间格211内，所述能量收集单元包括压电块和撞击块213。

优选的，本实施例中的压电块选用压电陶瓷结构，其包括长压电块214和短压电块215，所述长压电块214设置于梯形容纳间格212长底边表面上，且所述长压电块214的长度与所述容纳间格212长底边相等；所述短压电块215设置于梯形容纳间格212的短底边表面上，且所述短压电块215的长度与所述容纳间格212短底边相等；即以上结构保证了压电块在容纳间格212内处于固定状态，防止压电块因其无法固定，而导致压电块受撞击的有效面积降低，最终导致能量收集效率降低的现象产生，同时保证了在容纳间格212体积一定的条件下，能够提供较大的压电块的有效撞击面积，由此可以提高能量的收集效率和电能的转化效率。所述撞击块213位于容纳间格212中，且位于两压电块之间，所述撞击块213在振动的环境中，能够不断的碰撞压电块，在撞击力的作用下，使得压电块产生电位差，即形成电流，由于压电块与储能模块22连接，所以储能模块22将形成的电流进行了储存。

优选的，本实施例中，储能模块22为电池结构，所述储能模块22位于储能容纳间218内，且储能模块22与每个压电块均有连接。在振动的环境中，能量收集模块21将振动能转化为电能，然后将储能模块22将能量收集模块21产生的电能进行存储，以此供给供电子设备所用。

选用以上压电能量收集装置，实现了振动环境中，能量收集模块21对振动能量的收集，即把这些浪费掉的振动能有效的收集并转换为电能，所形成的电能被储存在储能模块22中，供电子设备所用，即可以利用环境中的振动为微型电子设备供电，替代或者减少外部电源及充电电池。解决了由于电池容量小，续航能力短，而需要频繁的充电或更换电池的问题。

实施例2

本实施例2与实施例1的区别在于，如图3-4所示，所述能量收集单元217内设置有撞击轴216，所述撞击轴216位于长压电块214和短压电块215之间，并连接两压电块，且所述撞击轴216上设置有撞击块213，所述撞击块213能在撞击轴上来回运动。此撞击轴216能够对撞击块213起到限位的作用，使得撞击块213只能沿着撞击轴216的方向进行运动，由此提高了撞击块213的有效撞击，提高了能量的收集率和电能的转化率。

实施例3

本实施例3与实施例1、实施例2的主要区别在于，如图5所示，本实施例中的容纳壳211设有两层容纳间格212，即设置有两层能量收集模块，第一层能量收集模块4和第二层能量收集模块5。由此能量收集单元217的数量增多，进一步提高了能量的收集率和电能的转化率。

实施例4

本实施例提供了一种手表，如图6-7所示，所述手表包括手表盘体1、压电能量收集装置2、和手表显示模块3，所述手表盘体1的上表面安装有手表显示模块3，所述手表盘体1内安装有压电能量收集装置2，所述压电能量收集装置2与手表显示模块3电连接。所述压电能量收集装置2包括能量收集模块21和储能模块22。所述能量收集模块21包括容纳壳211，所述容纳壳211为环状结构，所述容纳壳的形状与手表盘体的形状相匹配。并且容纳壳211内设置有多个容纳间格212，所述容纳间格212环形阵列排布在环绕容纳壳211径向中心方向上至少为一层。所述容纳壳211内设置的容纳间格212呈梯形结构，所述容纳间格212包括短底边和长底边，所述短底边位于靠近径向中心一侧，所述长底边位于远离径向中心一侧。所述容纳间格212内安装有能量收集单元217，所述能量收集单元包括压电块和撞击块213。所述压电块包括长压电块214和短压电块215，所述长压电块214设置于梯形容纳间格212长底边表面上，且所述长压电块214的长度与所述容纳间格212长底边相等；所述短压电块215设置于梯形容纳间格212的短底边表面上，且所述短压电块215的长度与所述容纳间格212短底边相等。所述储能模块22位于储能模块容纳间218内，且储能模块22与每个压电块相连接。

以上结构实现了振动环境中，能量收集模块21对振动能量的收集，即把这些浪费掉的振动能有效的收集并加以处理转换为电能，所形成的电能被储存在储能模块22中，储能模块将电能供给手表，解决了由于电池容量小，续航能力短，而需要频繁的充电或更换电池的问题。

本实用新型实施例中，所述容纳壳211和容纳间格212的结构以及数量可以按照需要进行改变；所述每个能量收集单元217内压电块的数量及结构也不仅限于实施例，压电块的尺寸及结构可以根据实际需要进行设计，并且还可以根据实际需要设计为多层叠加的结构，由此提高能量收集率，满足不同的电子设备。

上面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”“前”“后”“第一”“第二”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

在本申请的描述中，属于“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如“连接”可以是固定连接，也可以时可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介简介相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

Claims (9)

1.一种压电能量收集装置，其特征在于：所述压电能量收集装置包括：

能量收集模块，所述能量收集模块包括容纳壳，所述容纳壳内至少设有一个容纳间格，所述每个容纳间格内部均安装有一个能量收集单元，所述能量收集单元包括多块压电块，所述压电块与压电块之间设有撞击块，所述撞击块能够在压电块之间自由运动，且在运动过程中与压电块接触；

储能模块，所述储能模块与压电块相连接。

2.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于：所述能量收集单元包括撞击轴，撞击轴连接两压电块，撞击块活动安装在撞击轴上，可沿撞击轴来回运动。

3.根据权利要求1所述的压电能量收集装置，其特征在于：所述容纳壳包括储能容纳间，所述储能模块位于储能容纳间内部。

4.一种手表，所述手表包括手表盘体，所述手表盘体的上表面安装有手表显示模块，其特征在于：所述手表盘体内安装有压电能量收集装置，所述压电能量收集装置为以上权利要求1-3任一项所述的压电能量收集装置；所述手表显示模块与压电能量收集装置电连接。

5.根据权利要求4所述的手表，其特征在于：所述容纳壳的形状与手表盘体的形状相匹配。

6.如权利要求5所述的手表，其特征在于：所述手表盘体为圆形，所述容纳壳为圆形；所述容纳壳包括多个容纳间格，容纳间格沿容纳壳周向呈环形阵列排布。

7.如权利要求6所述的手表，其特征在于：所述容纳间格环形阵列排布在环绕容纳壳径向中心方向上至少为一层。

8.根据权利要求6或7所述的手表，其特征在于：所述容纳间格呈梯形结构，所述容纳间格包括短底边和长底边，所述短底边位于靠近径向中心一侧，所述长底边位于远离径向中心一侧。

9.根据权利要求8所述的手表，其特征在于：所述压电块包括长压电块和短压电块，所述长压电块固定设置于容纳间格长底边表面上，所述短压电块固定设置于容纳间格的短底边表面上。

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