[发明专利]基于地震振动能捕获自供电的地震预警系统

权利要求书

1.一种基于地震振动能捕获自供电的地震预警系统，其特征在于所述的地震预警系统包括地震振动能捕获模块（4）、振动能发电系统（5）、电能管理单元（7-1）、主控系统（7-2）、地震参数采集模块（7-3）和无线电波发射系统（7-4）；所述的地震振动能捕获模块（4）、振动能发电系统（5）、电能管理单元（7-1）、主控系统（7-2）、地震参数采集模块（7-3）、无线电波发射系统（7-4）内置于圆形或椭圆形保护外壳（2）内，埋置于大地（1）中；所述的地震振动能捕获模块（4）与振动能发电系统（5）相连接，振动能发电系统（5）的输出连接至电能管理单元（7-1）的输入端，电能管理单元（7-1）的三个输出端分别连接主控系统（7-2）地震参数采集模块（7-3）及无线电波发射系统（7-4）；所述的地震振动能捕获模块（4）在地震发生时捕获地震的振动能，振动能通过振动能发电系统（5）转化成电能，经电能管理单元（7-1）处理后向主控系统（7-2）、地震参数采集模块（7-3）及无线电波发射系统（7-4）供电；地震参数采集模块（7-3）采集地震参数信号，传送至主控系统（7-2），经主控系统（7-2）处理后，发送至无线电波发射系统（7-4），由无线电波发射系统（7-4）发射电磁波信号，经地面天线（3）、地面移动通信基站群（8）、城市控制中心电磁波接收系统（9）和手机用户（10）之间通信，实现地震预报。

2.根据权利要求1所述的地震预警系统，其特征在于：采用悬臂梁结构的所述的地震振动能捕获模块为悬臂梁单元（4a），所述的悬臂梁单元（4a）为一片矩形的悬臂梁；所述悬臂梁的一端为固定端，固定端将所述的悬臂梁固定于保护外壳（2）的内壁；所述悬臂梁的另一端为自由端，所述的自由端产生与悬臂梁上下表面垂直的运动；采用悬臂梁结构的所述振动能发电系统（5a）包括压电材料（5-1）、U型软铁（5-2）、永磁体（5-3）和线圈（5-4）；所述的压电材料（5-1）涂覆在悬臂梁上下表面，所述的U型软铁（5-2）的竖边粘接在所述悬臂梁运动端的端部，所述的永磁体（5-3）依靠磁吸力分别粘贴在U型软铁的两个内侧横边，所述的线圈（5-4）固定在永磁体的中心气隙处。

3.根据权利要求1所述的地震预警系统，其特征在于：采用弹簧-质量块结构的所述地震振动能捕获模块为弹簧单元（4b），弹簧单元（4b）为螺旋状的弹簧构成；所述弹簧沿其轴向垂直于地面放置，弹簧的一端为固定端，固定于保护外壳（2）的内壁上方，弹簧的另一端为运动端；采用弹簧-质量块结构的振动能发电系统（5b）包括质量块（5-a）、永磁体（5-b）和线圈（5-c）；所述质量块（5-a）悬挂在弹簧的运动端的端部，所述的永磁体（5b）和质量块（5-a）粘接在一起；所述的线圈（5-c）呈圆管状，与质量块（5-a）和永磁体（5-b）同轴放置；当永磁体相对线圈非同步振动时，永磁体沿线圈（5-c）的轴线方向震荡，线圈（5-c）切割磁力线产生电流，线圈（5-c）的电流输出至所述的电能管理单元。

4.根据权利要求1或2或3所述的地震预警系统，其特征在于：采用悬臂梁结构的所述地震振动能捕获模块（4a）和采用悬臂梁结构的所述振动能发电系统（5a）配合使用；采用弹簧—质量块结构的所述地震振动能捕获模块（4b）和采用弹簧—质量块结构的振动能发电系统（5b）配合使用。

5.根据权利要求1所述的地震预警系统，其特征在于：所述的地震振动能捕获模块采用平面板结构（c）或不平衡摆式结构（d）或悬垂摆结构（e）或倒立杆结构（f）。