一种电梯传感器压电供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电梯传感器压电供电系统，包括分别安装在电梯轿厢的顶部和底部的轿厢顶部压电装置和轿厢底部压电装置；所述轿厢顶部压电装置和轿厢底部压电装置中均设有压电模块，用于在电梯进行上下运动的过程中收集电梯轿厢的振动产生的能量；所述电梯轿厢上安装有蓄电设备，通过输电线路将所述压电模块收集的能量进行储存，并为电梯上的用电设备提供能量。本发明专利技术利用电梯上升与下降时产生的多余振动能量，实现对电梯传感器等用电设备供电，从而提高电梯能量转化效率，减小电梯能量消耗，且本发明专利技术提供的电梯传感器压电供电系统中产生的能源清洁，不产生其他污染，同时为无电缆电梯运行提供一种可行方案。

A Piezoelectric Power Supply System for Elevator Sensors

【技术实现步骤摘要】
一种电梯传感器压电供电系统
本专利技术属于节能压电供电的
，尤其涉及一种电梯传感器压电供电系统。
技术介绍
我国作为一个能耗大国，其日常消耗电量巨大。除去家用电器，在日常出行中，电梯耗电占据了日常耗电很大的一部分。仅看2016年统计数据，全国电梯消耗电量就达到了1460亿kWh。近两年来，随着我国经济的快速发展，楼层加高，商场增多，安装电梯数量随着也不断上涨。如此发展，电梯耗电量将达到一个不可小觑的地步。其耗电量巨大也将成为一个能量快速消耗的严重问题。因此如何在电梯上减少能源消耗，或者如何提高电梯能量利用效率，逐渐变成了人们所要解决的问题。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种电梯传感器压电供电系统，利用电梯运行时产生的振动能量对电梯用电设备进行供电，提升电梯能量利用效率，节约能源。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种电梯传感器压电供电系统，包括分别安装在电梯轿厢的顶部和底部的轿厢顶部压电装置和轿厢底部压电装置；所述轿厢顶部压电装置和轿厢底部压电装置中均设有压电模块，用于在电梯进行上下运动的过程中收集电梯轿厢的振动产生的能量；所述电梯轿厢上安装有蓄电设备，通过输电线路将所述压电模块收集的能量进行储存，并为电梯上的用电设备提供能量。可选的，所述压电模块包括相间隔水平设置的隔板和支柱板、竖直设置于所述隔板和支柱板之间的多个压电振子，相邻的两个压电振子之间设有在上下方向上相互交错分布的压电陶瓷片组，每个压电陶瓷片组包括平行于所述隔板或支柱板的上压电陶瓷片和下压电陶瓷片；所述压电振子的底部和支柱板之间连接有电路板，用于集成各个压电振子的电能并通过输电线路储存到所述蓄电设备中。进一步的，每个压电陶瓷片组还包括用于使所述压电振子能恒定的保留在一定的频率范围中并最大限度的产生电压的压电配重块；所述压电配重块形成在所述上压电陶瓷片和下压电陶瓷片的自由端。可选的，所述电梯轿厢的振动为在电梯上下运行过程中牵引电机与缆绳产生的振动、导向轮与电梯导轨之间的摩擦产生的振动传递给电梯轿厢的振动。可选的，所述电梯上的用电设备包括开关门传感器、楼层传感器、上极限报警传感器、摄像头、人体传感器和轿厢控制面板。可选的，所述电路板中的能量收集电路包括用于将压电振子产生的电能变为直流电的形式向第一电容C1进行充能的整流桥模块、与第一电容C1并联连接的第二电感L2、第二电容C2和电阻R，其中第一电容C1和第二电感L2之间设有开关S2，第二电感L2和第二电容C2之间设有二极管；当能量完全转移后，整流桥模块的开关S1断开，开关S2闭合，第一电容C1中的能量转移到第二电感L2，全部转移完后开关S2断开，二极管导通，能量再从第二电感L2转移到第二电容C2，完成能量收集，至此完成了一个周期能量的转移；第二电容C2中收集的能量将通过输电线路传输到所述蓄电设备储存起来。由上，本专利技术提供的电梯传感器压电供电系统中产生的能源清洁，不产生其他污染，同时提升电梯能源的利用效率，利用产生能量为传感器等电梯用电设备供电，提高能源的利用率，节约电能。对能量溢出的反复利用，减少了过多使用能量而造成的环境污染，可以为无电缆电梯运行提供一种可行方案。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1为电梯结构示意图；图2为电梯顶部结构示意图；图3为本专利技术的电梯传感器压电供电系统的压电模块的结构示意图；图4为本专利技术的能量收集电路的电路图；图5为本专利技术的压电供电电梯运行图。图中：1-开关门传感器、2-轿厢顶部压电装置、3-蓄电设备、4-楼层传感器、5-上极限报警传感器、6-摄像头、7-人体传感器、8-轿厢控制面板、9-轿厢底部压电装置、10-导向轮、11-轿厢门、12-电梯轿厢、13-轿厢顶部、14-电梯导轨、15-电梯井道、16-轿厢信号传输装置、17-无线传播装置、18-电梯控制柜、19-牵引电机、20-缆绳、21-滑轮、22-配重块、23-压电模块、24-隔板、25-压电配重块、26-上压电陶瓷片、27-下压电陶瓷片、28-压电振子、29-电路板、30-输电线路、31-支柱板、Y1-轿厢顶部压电组、Y2-轿厢底部压电组、I-电流、L1-第一电感、S1-开关、S2-开关、C1-第一电容、C2-第二电容、L2-第二电感、R-电阻。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。升降型电梯作为一个势能性负载单元，在其势能向动能进行转换时，不仅没有收集到能量，反而消耗能量对势能下降速度进行抑制。因为势能在电梯上所表现的这种特性，提出了是否可以利用其势能转换能量，减少电梯能量消耗，提升电梯能量利用效率，节约能源。因此，本专利技术提出了一种电梯传感器压电供电系统，利用电梯上升与下降时产生的多余振动能量，实现对电梯传感器等用电设备供电，从而提高电梯能量转化效率，减小电梯能量消耗，同时为无电缆电梯运行提供一种可行方案。具体地，如图1至图5所示，本专利技术的一种电梯传感器压电供电系统包括分别安装在电梯轿厢12的顶部和底部的轿厢顶部压电装置2和轿厢底部压电装置9，所述轿厢顶部压电装置2和轿厢底部压电装置9中均设有压电模块23，用于在电梯进行上下运动的过程中收集电梯轿厢的振动产生的能量。所述电梯轿厢12上安装有蓄电设备3，通过输电线路30将所述压电模块收集的能量进行储存，并为电梯上的用电设备提供能量。在电梯上下运行过程中因为牵引电机19与缆绳20产生的振动传导到电梯轿厢12，同时导向轮10与电梯导轨14之间的摩擦产生的振动，当这些振动传递给电梯轿厢12时，电梯轿厢12的轿厢顶部压电装置2、轿厢底部压电装置9中的压电模块23开始收集振动能量，通过输电线路30将能量储存到蓄电设备3中，为开关门传感器1、楼层传感器4、上极限报警传感器5、摄像头6、人体传感器7、轿厢控制面板8、轿厢信号传输装置16等用电设备提供能量，其中轿厢信号传输装置16将传感器产生的数据发送到无线传播装置17，通过电梯控制柜18处理后，为电机运行提供支持与反馈。本专利技术的压电模块23包括相间隔水平设置的隔板24和支柱板31、竖直设置于所述隔板24和支柱板31之间的多个压电振子28，相邻的两个压电振子28之间设有在上下方向上相互交错分布的压电陶瓷片组，每个压电陶瓷片组包括平行于所述隔板或支柱板的上压电陶瓷片26和下压电陶瓷片27，所述压电振子28的底部和支柱板31之间连接有电路板29，每个压电陶瓷片组还包括形成在所述上压电陶瓷片26和下压电陶瓷片27自由端的压电配重块25，下面，结合图3对压电模块23的工作原理进行说明：当电梯进行上下运动时，振动通过隔板24与支柱板31传导到压电振子28，使压电振子28做受迫振动，上压电陶瓷片26与下压电陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯传感器压电供电系统，其特征在于，包括分别安装在电梯轿厢(12)的顶部和底部的轿厢顶部压电装置(2)和轿厢底部压电装置(9)；所述轿厢顶部压电装置(2)和轿厢底部压电装置(9)中均设有压电模块(23)，用于在电梯进行上下运动的过程中收集电梯轿厢的振动产生的能量；所述电梯轿厢(12)上安装有蓄电设备(3)，通过输电线路(30)将所述压电模块(23)收集的能量进行储存，并为电梯上的用电设备提供能量。

【技术特征摘要】
1.一种电梯传感器压电供电系统，其特征在于，包括分别安装在电梯轿厢(12)的顶部和底部的轿厢顶部压电装置(2)和轿厢底部压电装置(9)；所述轿厢顶部压电装置(2)和轿厢底部压电装置(9)中均设有压电模块(23)，用于在电梯进行上下运动的过程中收集电梯轿厢的振动产生的能量；所述电梯轿厢(12)上安装有蓄电设备(3)，通过输电线路(30)将所述压电模块(23)收集的能量进行储存，并为电梯上的用电设备提供能量。2.如权利要求1所述的电梯传感器压电供电系统，其特征在于，所述压电模块(23)包括相间隔水平设置的隔板(24)和支柱板(31)、竖直设置于所述隔板(24)和支柱板(31)之间的多个压电振子(28)，相邻的两个压电振子(28)之间设有在上下方向上相互交错分布的压电陶瓷片组，每个压电陶瓷片组包括平行于所述隔板(24)或支柱板(31)的上压电陶瓷片(26)和下压电陶瓷片(27)；所述压电振子(28)的底部和支柱板(31)之间连接有电路板(29)，用于集成各个压电振子(28)的电能并通过输电线路(30)储存到所述蓄电设备(3)中。3.如权利要求2所述的电梯传感器压电供电系统，其特征在于，每个压电陶瓷片组还包括用于使所述压电振子(28)能恒定的保留在一定的频率范围中并最大限度的产生电压的压电配重块(25)；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，李新洲，田莹，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37