一种压力能收集转换装置制造方法及图纸

一种压力能收集转换装置，包括能量转换模块、能量收集模块及实时监测模块，能量转换模块包括底座，底座下平面上安装有电机驱动的凸轮轴，凸轮轴上固定的盘形凸轮与贯穿底座上平面的推杆相配合，推杆与位于底座上方的拍击板轴向固定连接，径向间隙配合，拍击板下表面固定装有若干拍击柱，底座的上平面上装有压电陶瓷，电机通过凸轮轴、盘形凸轮推动推杆上下移动，使拍击柱不断地拍击压电陶瓷产生电压，通过能量收集模块中的储能元件连接实时监测模块中的信号采集模块，信号采集模块的输出连接显示模块进行显示，能够将压力能转化为电能并收集，同时进行实时监测，具有结构简单、效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种压力能收集转换装置
本技术涉及压力能收集
，特别涉及一种压力能收集转换装置。
技术介绍
目前，国内有关的人体压力能收集转换装置都比较单一，只有鞋压力收集转换装置，但是没有系统的控制与能源管理，基本没有对压力能收集的总体控制系统的设计方案，且现有的压力能收集装置的效率低下，无法进行实时监测。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提出一种压力能收集转换装置，能够将压力能转化为电能并收集，同时进行实时监测，具有结构简单、效率高的特点。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种压力能收集转换装置，包括能量转换模块、能量收集模块及实时监测模块；所述能量转换模块包括底座1，底座1下平面上安装有电机2驱动的凸轮轴3，凸轮轴3上固定的盘形凸轮4与贯穿底座1上平面的推杆5相配合，推杆5与位于底座1上方的拍击板6轴向固定连接，径向间隙配合，拍击板6下表面固定装有若干拍击柱7，底座1的上平面上装有压电陶瓷8；压电陶瓷8的电压输出端连接能量收集模块，能量收集模块中的储能元件连接实时监测模块中的信号采集模块，信号采集模块的输出连接显示模块。所述能量收集模块包括LTC3588-1压电能量收集芯片和芯片对应的外围电路，所述LTC3588-1的1管脚和2管脚之间连接有晶振，3管脚与4管脚之间连接一电容，4管脚通过一电容接地，5管脚通过一电感连接6管脚，6管脚连接三极管的E极，并通过一电容接地，7管脚、8管脚、9管脚串联后通过一电容接地。所述凸轮轴3通过轴承座9支撑固定在底座1上。本技术采用能量转换模块将压力能转化为电能，结构简单，且转化效率较高，通过能量收集模块将电能收集储存，同时能够对系统进行实时监测，方便使用者对转化的电能实时掌握，所转化的电能可用于照明或给小型电器充电等领域。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术的背面结构示意图。图3为本技术原理框图。图4为本技术的压力能转换收集电路图。附图标记如下：底座1，电机2，凸轮轴3，盘形凸轮4，推杆5，拍击板6，拍击柱7，压电陶瓷8，轴承座9。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。参见图1、图2，一种压力能收集转换装置，包括能量转换模块、能量收集模块及实时监测模块。所述能量转换模块包括底座1，底座1下平面上安装有电机2驱动的凸轮轴3，所述凸轮轴3通过轴承座9支撑固定在底座1上。凸轮轴3上固定的盘形凸轮4与贯穿底座1上平面的推杆5相配合，推杆5与位于底座1上方的拍击板6轴向固定连接，径向间隙配合，拍击板6下表面固定装有若干拍击柱7，底座1的上平面上装有压电陶瓷8。推杆5在自重的作用下与凸轮轴3上的盘形凸轮4相接触，凸轮轴3在电机2的带动下转动，推动推杆5上下移动，从而使得拍击柱7不断地拍击压电陶瓷8产生电压。参见图4，压电陶瓷8的电压输出端连接能量收集模块，能量收集模块的主要任务是将能量转换模块输出的电能进行整流处理并收集储存。所述能量收集模块包括LTC3588-1压电能量收集芯片和芯片对应的外围电路，所述LTC3588-1的1管脚和2管脚之间连接有晶振，3管脚与4管脚之间连接一电容，4管脚通过一电容接地，5管脚通过一电感连接6管脚，6管脚连接三极管的E极，并通过一电容接地，7管脚、8管脚、9管脚串联后通过一电容接地。此模块的整流处理部分是通过LTC3588-1压电能量收集芯片和芯片对应的外围电路完成。LTC3588-1直接与能量转换模块中的压电陶瓷连接，在芯片内部有一个整流模块，通过该模块对能量转换模块输出的电压波形整流，在超低静态电流(450nA)欠压闭锁(ULVO)模式下，将整流后的电流暂时储存至CAP管脚外接的电容，同时通过一个内部并联稳压器吸收多余的功率。当电容储存的电量达到设定值之后，通过降压型转换器输出电压。当有负载时，输出电压可以直接驱动负载；当没有负载时，将输出的电能储存至储能元件。实时监测模块包括信号采集模块和显示模块。能量收集模块中的储能元件连接信号采集模块，信号采集模块的输出连接显示模块。所述信号采集模块的主要功能是采集能量收集模块中的储能元件的电信号，以此来判断能量收集状况。信号采集模块采用MSP430G2553单片机，它是一款超低功耗混合信号微控制器，具有内置的一个10位模数(A/D)转换器、16位定时器、16个触摸感测的I/O引脚、一个多用途的模拟比较器以及通用的串行内置通信能力。所述显示模块的作用是将信号采集模块经过处理后的数据清晰了然的呈现出来，方便测试人员观察、操作。此模块是利用了MSP430单片机的外接设备，采用LCD12864液晶屏进行实时显示。现设定电机2的转速为20r/min；拍击高度为25mm；拍击板6和拍击柱7的重量和为0.8kg；采用八片压电陶瓷，平铺面积大约0.09m2；测试超级电容的电压每隔10分钟的变化情况，具体数值如下表1实验测试数据表：表1时间(分钟)电压(V)电压变化量(V)00.340100.450.11200.680.23301.010.33401.420.41通过实验数据可知，在以上参数的基础上，40分钟内电压的变化量为1.08V，根据电能收集公式：其中，E-电能变化量，单位为J；C-储能元件超级电容的额定容量，单位为F；U1-为当前电压，单位为V；U2-为初始电压，单位为V；可得：E＝1.5×(0.342-1.422)/2＝1.43J通过本技术将这些分散、不规则的压力能收集，转化效率较高。参见图3，本技术的工作原理是：电机2通过凸轮轴3带动盘形凸轮4运动，盘形凸轮4带动推杆5做轴向移动，同时，拍击板6和拍击柱7也沿轴向移动，由于拍击板6和推杆5是间隙配合，所以，拍击柱7给压电陶瓷8拍击力的位置是随机的，压电陶瓷8受到拍击产生电能，通过能量收集模块中的超级电容器加以储存。在能量收集的同时需要用MSP430G2553单片机对信号采集模块的电信号进行处理，以此来判断能量收集状况，再利用MSP430单片机的外接设备LCD12864液晶屏对采集到的电压、电流等信号进行显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力能收集转换装置，其特征在于，包括能量转换模块、能量收集模块及实时监测模块；所述能量转换模块包括底座(1)，底座(1)下平面上安装有电机(2)驱动的凸轮轴(3)，凸轮轴(3)上固定的盘形凸轮(4)与贯穿底座(1)上平面的推杆(5)相配合，推杆(5)与位于底座(1)上方的拍击板(6)轴向固定连接，径向间隙配合，拍击板(6)下表面固定装有若干拍击柱(7)，底座(1)的上平面上装有压电陶瓷(8)；压电陶瓷(8)的电压输出端连接能量收集模块，能量收集模块中的储能元件连接实时监测模块中的信号采集模块，信号采集模块的输出连接显示模块。

【技术特征摘要】
1.一种压力能收集转换装置，其特征在于，包括能量转换模块、能量收集模块及实时监测模块；所述能量转换模块包括底座(1)，底座(1)下平面上安装有电机(2)驱动的凸轮轴(3)，凸轮轴(3)上固定的盘形凸轮(4)与贯穿底座(1)上平面的推杆(5)相配合，推杆(5)与位于底座(1)上方的拍击板(6)轴向固定连接，径向间隙配合，拍击板(6)下表面固定装有若干拍击柱(7)，底座(1)的上平面上装有压电陶瓷(8)；压电陶瓷(8)的电压输出端连接能量收集模块，能量收集模块中的储能元件连接实时监测模块中的信号采集模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦艳梅，刘臻，折宝林，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61