本实用新型专利技术公开了一种能量收集装置及地震监测系统、无源智能可穿戴系统。能量收集装置包括主齿轮、加速齿轮、换向齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、驱动齿轮；主齿轮齿轮轴穿有单摆杆，单摆杆下方设有配重块；加速齿轮内齿、外齿分别与主齿轮、换向齿轮啮合；换向齿轮位于相互啮合的第一传动齿轮和第二传动齿轮夹角间，根据加速齿轮转向分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合；第一传动齿轮驱动驱动齿轮转动，驱动齿轮的齿轮轴为发电机的电机轴。地震监测系统作为应急电源系统的能量收集装置。无源智能可穿戴系统包括能量收集装置和与其连接的电容储能装置。本实用新型专利技术可充分利用震动，高效利用单摆能量，无系统延迟且不受信号强度影响。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及能量收集装置领域，具体是指一种能量收集装置及地震监测系统、无源智能可穿戴系统。
技术介绍
随着科技的进步，无源智能嵌入式系统，比如基于WISP和FASENS的无源系统，已经得到了飞速的发展，广泛应用于我们生活的各个领域，例如工程，医疗，航天等等领域。这些系统的主要优点是可以自供能，依靠阅读器发射的能量或者吸收射频当中微弱的能量工作，从而省去了布线的烦恼也弥补了电池供电系统的不足。但是，无源系统通过天线或者其他方式吸收的能量非常有限，常常会带来较高的系统延迟。对于通过天线吸收能量的系统，其能量获取情况还要受到信号强度的影响，这又大大限制了这一类系统的应用范围。
技术实现思路
本技术的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种能量收集装置及地震监测系统、无源智能可穿戴系统。本技术可充分利用我们生活中广泛存在的震动，能够高效利用单摆能量，而且不存在系统延迟且不受信号强度影响。本技术通过下述技术方案实现：一种能量收集装置，包括安装板、安装于安装板正面的齿轮组件和安装于安装板背面的发电机；所述齿轮组件包括主齿轮、加速齿轮、换向齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮和驱动齿轮；所述主齿轮的齿轮轴上穿有单摆杆，所述单摆杆下方设有配重块；所述主齿轮与加速齿轮内齿啮合，所述加速齿轮外齿驱动换向齿轮；所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，所述换向齿轮位于第一传动齿轮和第二传动齿轮两者夹角之中，所述换向齿轮可根据加速齿轮转向转变而前后换向并分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合；所述第一传动齿轮驱动驱动齿轮转动，所述驱动齿轮的齿轮轴为安装于安装板背面发电机的电机轴。作为一种优选的方式，所述第一传动齿轮和驱动齿轮两者夹角处设有活动齿轮。当第一传动齿轮的线速度大于驱动齿轮的线速度时，第一传动齿轮驱动活动齿轮带动驱动齿轮转动；当第一传动齿轮的线速度小于驱动齿轮的线速度时，第一传动齿轮与活动齿轮脱离，驱动齿轮在自身惯性作用下自行运转。作为一种优选的方式，所述发电机为盘式无铁芯电机或外转子无刷交流电机。作为一种优选的方式，所述发电机设有飞轮机构。作为一种优选的方式，所述发电机与整流板连接。作为一种优选的方式，所述单摆杆为螺杆，所述配重块与单摆杆螺纹连接。作为一种优选的方式，所述配重块为流线型。一种地震监测系统，采用上述的一种能量收集装置作为应急电源系统。地震的发生往往会给建筑物造成一定程度的影响，且几乎不可预料。然而地震的发生还有可能导致电路中断等等影响，于是有人设想过在建筑物中安装无源地震监测系统用于监控和数据采集甚至发送数据，无源地震监测系统通过电池或者其他无源供能系统供电，但是谁也不能保证这样的系统在地震到来的那一刻有足够的能量进行工作。本技术设计的一种地震监测系统，通过采用上述的一种能量收集装置作为应急电源系统，在地震发生时能够有效利用地震震动，高效利用单摆能量，保障能够成功采集数据并且记录或者发送，解决了现有无源地震监测系统供能的问题。一种无源智能可穿戴系统，包括上述的一种能量收集装置和与其连接的电容储能装置。现有的无源智能可穿戴系统由于其小巧的体积限制了电池的容量，虽然现有的无源智能可穿戴系统的平均功耗非常低，但是其续航能力仍然堪忧。通过增设上述的一种能量收集装置和与其连接的电容储能装置，在不使用时，无源智能可穿戴系统通过单摆结构发电，通过上述的一种能量收集装置的独特的齿轮组件结构，其可以最大限度上高效利用单摆能量，提升续航能力，满足日常使用需求。本技术与现有技术相比，本技术可充分利用我们生活中广泛存在的震动，能够高效利用单摆能量，而且不存在系统延迟且不受信号强度影响。附图说明图1为实施例1中齿轮组件安装示意图。图2为实施例1中发电机的安装示意图。图3为实施例1的结构示意图。其中：1—驱动齿轮，2—活动齿轮，3—第一传动齿轮，4—换向齿轮，5—第二传动齿轮，6—加速齿轮，7—主齿轮，8—单摆杆，9—配重块，10—整流板，11—发电机，12—安装板，13—电机轴。具体实施方式下面结合附图进行进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此：实施例1：参见图1、图2和图3，一种能量收集装置，包括安装板12、安装于安装板12正面的齿轮组件和安装于安装板12背面的发电机11；所述齿轮组件包括主齿轮7、加速齿轮6、换向齿轮4、第一传动齿轮3、第二传动齿轮5和驱动齿轮1；所述主齿轮7的齿轮轴上穿有单摆杆8，所述单摆杆8下方设有配重块9；所述主齿轮7与加速齿轮6内齿啮合，所述加速齿轮6外齿驱动换向齿轮4；所述第一传动齿轮3与第二传动齿轮5啮合，所述换向齿轮4位于第一传动齿轮3和第二传动齿轮5两者夹角之中，所述换向齿轮4可根据加速齿轮6转向转变而前后换向并分别与第一传动齿轮3和第二传动齿轮5啮合；所述第一传动齿轮3驱动驱动齿轮1转动，所述驱动齿轮1的齿轮轴为安装于安装板12背面发电机11的电机轴13。在本实施例中，为了方便设计我们全部采用了0.5模的齿轮，0.5模指每个齿的大小为0.5模，其直观的计算是0.5模10齿的齿轮其外径为0.5*10＝5MM。主齿轮7设置为132齿；加速齿轮6内齿设置为12齿，外齿设置为28齿；换向齿轮4设置为14齿；第一传动齿轮3和第二传动齿轮5均设置为51齿；驱动齿轮1设置为36齿。主齿轮7和加速齿轮6分别起到传动和加速的作用，除加速齿轮6外其余齿轮都不具有加速功能。上述设置的好处在于给换向齿轮4一个较高的齿轮线速度，以便在单摆轻微摆动的时候就可以实现换向齿轮4的换向操作。其原因在于换向齿轮4要稳定运行不卡齿，那就必须在其左右都要留出一个模数，即0.5模的距离，那么其左右换向位移就为两个齿距的大小即1mm，由于加速齿轮6驱动换向齿轮4换向的过程类似于单滑轮模型，齿轮外侧转动量为齿轮轴位移量的两倍，所以加速齿轮6必须转过4个齿才能实现换向齿轮4的前后换向。在本次设计中单摆转动一圈将会驱动加速齿轮6的外齿转动132/12*28＝308个齿，也就意味着单摆要至少摆动4/308*360＝4.67度才能实现换向，同时单摆速度过慢的时候这个角度会有所增加，其增加的原因是换向时所需要克服一定的摩擦力以及油的粘度也会对换向造成一定影响。好在较为轻微的震动也会让单摆的摆动超过5度，因此设计可以实现换向齿轮4换向。配重块9受震动开始进行往复运动，配重块9通过单摆杆8带动主齿轮7转动，主齿轮7与加速齿轮6内齿啮合，通过加速齿轮6可实现齿轮线速度的提升。加速齿轮6的外齿与换向齿轮4啮合，第一传动齿轮3与第二传动齿轮5啮合，换向齿轮4可根据加速齿轮6转向转变而前后换向并分别与第一传动齿轮3和第二传动齿轮5啮合，以本实施例为例，当换向齿轮4顺时针转动时，换向齿轮4通过换向与第一传动齿轮3啮合，此时第一传动齿轮3逆时针转动；当换向齿轮4逆时针转动时，换向齿轮4通过换向与第二传动齿轮5啮合，此时第一传动齿轮3逆时针转动。通过换向齿轮4可实现第一传动齿轮3只向一个方向转动，其转动方向不局限于本实施例中所指逆时针转动，进而使单摆在左右摆动的时候只会驱动发电机11朝一个方向运转，克服了现有单摆发电装置由于发电机11必须随着单摆来回摆动而正反向运转，导致许多能量就消耗在电机的反向的缺陷，提高了单摆能量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能量收集装置，其特征在于：包括安装板(12)、安装于安装板(12)正面的齿轮组件和安装于安装板(12)背面的发电机(11)；所述齿轮组件包括主齿轮(7)、加速齿轮(6)、换向齿轮(4)、第一传动齿轮(3)、第二传动齿轮(5)和驱动齿轮(1)；所述主齿轮(7)的齿轮轴上穿有单摆杆(8)，所述单摆杆(8)下方设有配重块(9)；所述主齿轮(7)与加速齿轮(6)内齿啮合，所述加速齿轮(6)外齿驱动换向齿轮(4)；所述第一传动齿轮(3)与第二传动齿轮(5)啮合，所述换向齿轮(4)位于第一传动齿轮(3)和第二传动齿轮(5)两者夹角之中，所述换向齿轮(4)可根据加速齿轮(6)转向转变而前后换向并分别与第一传动齿轮(3)和第二传动齿轮(5)啮合；所述第一传动齿轮(3)驱动驱动齿轮(1)转动，所述驱动齿轮(1)的齿轮轴为安装于安装板(12)背面发电机(11)的电机轴(13)。
【技术特征摘要】
1.一种能量收集装置，其特征在于：包括安装板(12)、安装于安装板(12)正面的齿轮组件和安装于安装板(12)背面的发电机(11)；所述齿轮组件包括主齿轮(7)、加速齿轮(6)、换向齿轮(4)、第一传动齿轮(3)、第二传动齿轮(5)和驱动齿轮(1)；所述主齿轮(7)的齿轮轴上穿有单摆杆(8)，所述单摆杆(8)下方设有配重块(9)；所述主齿轮(7)与加速齿轮(6)内齿啮合，所述加速齿轮(6)外齿驱动换向齿轮(4)；所述第一传动齿轮(3)与第二传动齿轮(5)啮合，所述换向齿轮(4)位于第一传动齿轮(3)和第二传动齿轮(5)两者夹角之中，所述换向齿轮(4)可根据加速齿轮(6)转向转变而前后换向并分别与第一传动齿轮(3)和第二传动齿轮(5)啮合；所述第一传动齿轮(3)驱动驱动齿轮(1)转动，所述驱动齿轮(1)的齿轮轴为安装于安装板(12)背面发电机(11)的电机轴(13)。2.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁力，张翀，
申请(专利权)人：成都布阿泽科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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