一种混合能量采集装置和一种传感器供电系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种混合能量采集装置和一种传感器供电系统，其中混合能量采集装置包括：固定组件；能量生成组件，能量生成组件包括第一柱体结构以及设置在第一柱体结构上的惯性振动模块和风致振动模块，第一柱体结构的一端与固定组件转动连接，惯性振动模块和风致振动模块用于驱动第一柱体结构振动；能量采集组件，能量采集组件包括第一形变结构以及设置在第一形变结构上的压电片，第一形变结构的一端与第一柱体结构连接，第一形变结构的另一端与固定组件连接。本实用新型专利技术结构简单，充分利用环境中的振动能和风能，大大提高了能量采集的效率和可靠性，可用于为传感器提供持续稳定的能量。本实用新型专利技术可广泛应用于能量采集技术领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种混合能量采集装置和一种传感器供电系统


[0001]本技术涉及能量采集
，尤其是一种混合能量采集装置和一种传感器供电系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着技术创新，智能无线传感器网络(WSN)系统得到了开发，该系统已被用于提高社会未来的公共福利。尽管这些创新的WSN系统推动了公共福利的发展，但它们的构建和发展仍在不断继续，相关的维护则需要天文数字。尤其是，为WSN系统供电面临着很大的挑战，因为很难将电源电缆与多个传感器相连，因此，基于WSN的临时供电系统成为了相关研究的重点。然而，由于电池的容量有限，没有自供电功能的能源限制了WSN系统的可持续运行，给用户带来了不便。此外，超低功耗系统和高容量电池虽然可以延长WSN系统的运行时间，但不能保证系统连续运行几十年。因此，利用能源采集系统将浪费的环境能源转化为有价值的电能用于为WSN系统供电是亟需解决的问题。
[0003]在相关能量采集技术中，基本采用单一的能量采集方式，但是单一能量的采集具有一定的局限性，存在采集能量有限，采集效率较低、输出功率较小的问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术的目的在于：提供一种结构简单、采集效率高的混合能量采集装置。
[0005]本技术的另一个目的在于：提供一种传感器供电系统。
[0006]本技术一方面所采取的技术方案是：
[0007]一种混合能量采集装置，包括：
[0008]固定组件；
[0009]能量生成组件，所述能量生成组件包括第一柱体结构以及设置在所述第一柱体结构上的惯性振动模块和风致振动模块，所述第一柱体结构的一端与所述固定组件转动连接，所述惯性振动模块和所述风致振动模块用于驱动所述第一柱体结构振动；
[0010]能量采集组件，所述能量采集组件包括第一形变结构以及设置在所述第一形变结构上的压电片，所述第一形变结构的一端与所述第一柱体结构连接，所述第一形变结构的另一端与所述固定组件连接。
[0011]进一步，所述压电片设置在所述第一形变结构的表面；
[0012]或，
[0013]所述压电片嵌入所述第一形变结构内部。
[0014]进一步，所述第一形变结构采用伸缩性良好的钢铁材料或铍青铜材料。
[0015]进一步，所述惯性振动模块包括激振器和第一驱动模块，所述第一驱动模块与所述激振器电连接，所述第一驱动模块用于驱动所述激振器产生第一作用力，所述第一作用力用于驱动所述第一柱体结构振动。
[0016]进一步，所述风致振动模块用于产生第二作用力，所述第二作用于用于驱动所述第一柱体结构振动。
[0017]进一步，所述第一柱体结构远离所述固定组件的一端的横截面面积大于所述第一柱体结构靠近所述固定组件的一端的横截面面积。
[0018]进一步，所述第一柱体结构的一端与所述固定组件铰接，所述第一形变结构的一端与所述第一柱体结构铰接。
[0019]进一步，所述第一柱体结构的固有频率与所述第一形变结构的固有频率相同。
[0020]进一步，所述能量生成组件还包括设置在所述第一柱体结构上的止动阀。
[0021]本技术另一方面所采取的技术方案是:
[0022]一种传感器供电系统，其特征在于，包括：
[0023]如上述一方面所采取的技术方案所述的混合能量采集装置；
[0024]能量存储装置，所述能量存储装置与所述压电片电连接；
[0025]传感器，所述压电片与所述能量存储装置均与所述传感器电连接。
[0026]本技术一方面的有益效果是：混合能量采集装置包括固定组件、能量生成组件以及能量采集组件，能量生成组件包括第一柱体结构、惯性振动模块和风致振动模块，能量采集组件包括第一形变结构和应变片，在使用时通过固定组件将该装置固定在存在机械振动和风能的环境中，通过惯性振动模块和风致振动模块驱动第一柱体结构带动第一形变结构振动，同时应变片会产生一定的电流，从而将环境中振动能和风能转换成了电能。本本技术结构简单，充分利用环境中的振动能和风能，大大提高了能量采集的效率和可靠性，从而提高了采集到的能量的输出功率，可用于为传感器提供持续稳定的能量。
[0027]本技术另一方面的有益效果是：传感器供电系统包括上述的混合能量采集装置、能量存储装置以及传感器，通过对混合能量采集装置的限定，本技术提供的传感器供电系统相较传统的传感器供电系统而言，更加稳定可靠，且更加环保。
附图说明
[0028]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0029]图1为本技术实施例提供的一种混合能量采集装置的结构示意图；
[0030]图2为本技术实施例提供的一种传感器供电系统的结构框图。
[0031]附图标记：
[0032]100、固定组件；200、能量生成组件；201、第一柱体结构；2011、球头结构；300、能量采集组件；301、第一形变结构。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0034]参照图1，本技术实施例提供了一种混合能量采集装置，包括：
[0035]固定组件100；
[0036]能量生成组件200，能量生成组件200包括第一柱体结构201以及设置在第一柱体结构201上的惯性振动模块(图中未示出)和风致振动模块(图中未示出)，第一柱体结构201的一端与固定组件100转动连接，惯性振动模块和风致振动模块用于驱动第一柱体结构201振动；
[0037]能量采集组件300，能量采集组件300包括第一形变结构301以及设置在第一形变结构301上的压电片(图中未示出)，第一形变结构301的一端与第一柱体结构201连接，第一形变结构301的另一端与固定组件100连接。
[0038]具体地，本技术实施例的能量采集组件300利用压电效应将振动能转换为电能，其原理是，压电片在第一形变结构301带动下产生受迫振动而发生弯曲变形，进而引起压电薄膜内应变和应力的变化。根据压电学理论，当压电薄膜内应变和应力产生变化时，在其表面将有自由电荷产生，便会产生电位差(称之为正压电效应)，进而产生一定的电流。
[0039]本技术实施例在使用时通过固定组件100将该装置固定在存在机械振动和风能的环境中，通过惯性振动模块和风致振动模块驱动第一柱体结构201带动第一形变结构301振动，同时应变片会产生一定的电流，从而将环境中振动能和风能转换成了电能。本本技术结构简单，充分利用环境中的振动能和风能，大大提高了能量采集的效率和可靠性，从而提高了采集到的能量的输出功率，可用于为传感器提供持续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合能量采集装置，其特征在于，包括：固定组件；能量生成组件，所述能量生成组件包括第一柱体结构以及设置在所述第一柱体结构上的惯性振动模块和风致振动模块，所述第一柱体结构的一端与所述固定组件转动连接，所述惯性振动模块和所述风致振动模块用于驱动所述第一柱体结构振动；能量采集组件，所述能量采集组件包括第一形变结构以及设置在所述第一形变结构上的压电片，所述第一形变结构的一端与所述第一柱体结构连接，所述第一形变结构的另一端与所述固定组件连接；所述能量生成组件还包括设置在所述第一柱体结构上的止动阀。2.根据权利要求1所述的一种混合能量采集装置，其特征在于：所述压电片设置在所述第一形变结构的表面；或，所述压电片嵌入所述第一形变结构内部。3.根据权利要求2所述的一种混合能量采集装置，其特征在于：所述第一形变结构采用伸缩性良好的钢铁材料或铍青铜材料。4.根据权利要求1所述的一种混合能量采集装置，其特征在于：所述惯性振动模块包括激振器和第一驱动模块，所述第一驱动模块与所述激振器电...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖鹏，何运成，傅继阳，伍明，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：