一种线缆能量收集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线缆能量收集装置，包括用于与线缆固定的安装壳，安装壳内设有：与能量收集装置连接、在受压时两端产生电压的压电件，压电件的固定端与安装壳固定，压电件的游离端设有永磁铁，永磁铁用于在线缆形成的交变磁场中振荡、以带动压电件的游离端以固定端为定点摆动产生电压；用于对能量进行整流收集并进行输出的能量收集装置。应用本发明专利技术提供的线缆能量收集装置，将线缆形成的交变磁场的磁能转换为永磁铁的动能、进而带动压电件将动能转换为电能进行输出，同时，相较于空气流动和光照强度，线缆形成的交变磁场稳定且不受环境影响，能够长时间持续进行能量收集，以对电网中的传感器供电。

A cable energy collection device

【技术实现步骤摘要】
一种线缆能量收集装置
本专利技术涉及线缆能量收集
，更具体地说，涉及一种线缆能量收集装置。
技术介绍
近年来，电网数字化的发展需求极大地促进了电力智能化监测设备的研发和推广应用。作为电网基础数据采集的传感器，在应用中其供电一直是一大难题。由于安全和绝缘问题，采用传统有线供电将大大限制传感器的应用范围。而采用电池供电限制了信息采集的频度和传感器寿命。因此，为了实现微型化粘贴式的广泛电网数据采集，电网中传感器应用场景下能量收集技术研究和应用日益成为研究热点。结合电网中传感器的应用场景，一般对光照、空气流动微弱能量进行收集，但上述能量收集受限程度大，对光照和空气流动的要求较高，相应地装置结构复杂且无法持续为传感器供电。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种线缆能量收集装置，以解决现有对光照、空气流动等能量收集时受环境影响多、无法持续进行能量收集等问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种线缆能量收集装置，包括用于与线缆固定的安装壳，所述安装壳内设有：与能量收集装置连接、在受压时两端产生电压的压电件，所述压电件的固定端与所述安装壳固定，所述压电件的游离端设有永磁铁，所述永磁铁用于在线缆形成的交变磁场中振荡、以带动所述压电件的游离端以所述固定端为定点摆动产生电压；用于对能量进行整流收集并进行输出的能量收集装置。优选地，所述安装壳内还设有：沿其内壁的两端相对设置的至少两组微型线圈，至少两组所述微型线圈沿所述安装壳的长度方向均匀排布，所述微型线圈在线缆形成的交变磁场中产生感应电动势，所述能量收集装置分别与所述微型线圈连接以对其能量进行收集。优选地，所述安装壳内还设有用于沿所述永磁铁的振荡方向的两端相对设置的缓冲层，所述缓冲层具体为用于减震的柔性减震件。优选地，所述安装壳内还设有用于固定所述压电件的固定梁，所述压电件与所述固定梁可拆卸的固定连接，所述固定梁上设有用于对所述压电件的表面进行包覆加固的弹性基体，所述压电件的游离端经所述弹性基体与所述永磁铁固定、以在所述弹性基体发生弹性形变时受力产生电压。优选地，所述压电件与所述永磁铁的两极所在延长线垂直设置。优选地，所述安装壳的外部设有用于与线缆固定的抱箍/扎带，所述安装壳沿线缆的长度方向设置。优选地，所述能量收集装置包括：用于与所述压电件连接进行整流的第一整流桥；用于分别与多组所述微型线圈一一对应连接进行整流的第二整流桥；用于分别与所述第一整流桥和所述第二整流桥连接的能量收集模块，所述第二整流桥与所述能量收集模块间设有二极管，所述能量收集模块连接有与负载相连的电压输出模块；与所述能量收集模块连接、用于电源存储的储能模块。优选地，所述电压输出模块的个数为至少两个，以实现至少两路电压输出。优选地，当线缆为单向线缆时、所述永磁铁的两极方向所在延长线与线缆产生的交变磁场的切线方向平行。优选地，当线缆为包括火线和零线的双向线缆时、所述永磁铁的两极方向所在延长线与火线和零线的外圆切面共面。本专利技术提供的线缆能量收集装置，包括用于与线缆固定的安装壳，安装壳内设有：与能量收集装置连接、在受压时两端产生电压的压电件，压电件的固定端与安装壳固定，压电件的游离端设有永磁铁，永磁铁用于在线缆形成的交变磁场中振荡、以带动压电件的游离端以固定端为定点摆动产生电压；用于对能量进行整流收集并进行输出的能量收集装置。应用本专利技术提供的线缆能量收集装置，永磁铁在线缆形成的交变磁场中振荡，压电件的固定端与安装壳固定，游离端与永磁铁固定，通过永磁铁的振荡带动压电件发生形变，进而在压电件的两端产生电压，能量收集装置对其进行整流收集并实现电压输出。上述装置将线缆形成的交变磁场的磁能转换为永磁铁的动能、进而带动压电件将动能转换为电能进行输出，同时，相较于空气流动和光照强度，线缆形成的交变磁场稳定且不受环境影响，能够长时间持续进行能量收集，以对电网中的传感器供电。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种线缆能量收集装置的主视结构示意图；图2为图1的俯视结构示意图；图3为图1的侧视结构示意图；图4为本专利技术另一实施例提供的永磁铁的安装示意图；图5为本专利技术实施例提供的能量收集装置的结构示意图。附图中标记如下：线缆1、抱箍2、安装壳3、能量收集装置4、固定梁5、压电件6、弹性基体7、永磁铁8、微型线圈9、缓冲层10；第一整流桥41、第二整流桥42、储能模块43、能量收集模块44；低功耗能量收集模块441、储能管理模块442、电压转换模块443。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种线缆能量收集装置，以解决现有对光照、空气流动等能量收集时受环境影响多、无法持续进行能量收集等问题。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-图5，图1为本专利技术实施例提供的一种线缆能量收集装置的主视结构示意图；图2为图1的俯视结构示意图；图3为图1的侧视结构示意图；图4为本专利技术另一实施例提供的永磁铁的安装示意图；图5为本专利技术实施例提供的能量收集装置的结构示意图。在一种具体的实施方式中，本专利技术提供的线缆能量收集装置4，包括用于与线缆1固定的安装壳3，安装壳3内设有：与能量收集装置4连接、在受压时两端产生电压的压电件6，压电件6的固定端与安装壳3固定，压电件6的游离端设有永磁铁8，永磁铁8用于在线缆1形成的交变磁场中振荡、以带动压电件6的游离端以固定端为定点摆动产生电压；用于对能量进行整流收集并进行输出的能量收集装置4。其中，安装壳3优选为沿线缆1的长度方向设置，由此以优化空间结构。安装壳3与线缆1固定，一般为可拆卸的固定连接，如通过抱箍2进行固定，抱箍2的一端与安装壳3的底部固定连接，另一端环绕线缆1实现固定。抱箍2的个数可根据安装壳3的长度进行设定，优选为在安装壳3的两端分别设置抱箍2，由此以实现安装壳3在线缆1上的固定。在其他实施例中，也可以通过扎带实现固定，均在本专利技术的保护范围内。压电件6为在受压时两端产生电压的压电元件，在一种实施例中，可具体为PZT压电陶瓷(锆钛酸铅)，其中P是铅元素Pb的缩写，Z是锆元素Zr的缩写，T是钛元素Ti的缩写，具有正压电效应和负压电效应。可根据实际需要选择合适的压电件6的压电材料，在此不再赘述。压电件6的一端与安装壳3固定形成固定端，此处的固定可直接通过螺纹件或粘接等形式实现直接固定，也可以通过设置杆或桩等间接件实现间接固定。压电件6的游离端设置永磁铁8，同样地，游离端与永磁铁8之间可直接通过粘接等形式直接固定，或采用间接固定的形式。永磁铁8在线缆1形成的交变磁场中振荡，如当线缆1为单向线缆1且通有交变电流时，永磁铁8的两极所在延长线与线缆1产生的交变磁场的切线方向平行设置，当交变磁场方向改变时、永磁铁8的两极根据“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线缆能量收集装置，其特征在于，包括用于与线缆固定的安装壳，所述安装壳内设有：与能量收集装置连接、在受压时两端产生电压的压电件，所述压电件的固定端与所述安装壳固定，所述压电件的游离端设有永磁铁，所述永磁铁用于在线缆形成的交变磁场中振荡、以带动所述压电件的游离端以所述固定端为定点摆动产生电压；用于对能量进行整流收集并进行输出的能量收集装置。

【技术特征摘要】
1.一种线缆能量收集装置，其特征在于，包括用于与线缆固定的安装壳，所述安装壳内设有：与能量收集装置连接、在受压时两端产生电压的压电件，所述压电件的固定端与所述安装壳固定，所述压电件的游离端设有永磁铁，所述永磁铁用于在线缆形成的交变磁场中振荡、以带动所述压电件的游离端以所述固定端为定点摆动产生电压；用于对能量进行整流收集并进行输出的能量收集装置。2.根据权利要求1所述的线缆能量收集装置，其特征在于，所述安装壳内还设有：沿其内壁的两端相对设置的至少两组微型线圈，至少两组所述微型线圈沿所述安装壳的长度方向均匀排布，所述微型线圈在线缆形成的交变磁场中产生感应电动势，所述能量收集装置分别与所述微型线圈连接以对其能量进行收集。3.根据权利要求1所述的线缆能量收集装置，其特征在于，所述安装壳内还设有用于沿所述永磁铁的振荡方向的两端相对设置的缓冲层，所述缓冲层具体为用于减震的柔性减震件。4.根据权利要求2所述的线缆能量收集装置，其特征在于，所述安装壳内还设有用于固定所述压电件的固定梁，所述压电件与所述固定梁可拆卸的固定连接，所述固定梁上设有用于对所述压电件的表面进行包覆加固的弹性基体，所述压电件的游离端经所述弹性基体与所述永磁铁固定、以在所述弹性基体发生弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志明，李鹏，李立浧，许爱东，吴质冰，田兵，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44