[发明专利]振动能量收集装置及振动能量收集方法

说明书

技术领域

本发明属于能量收集技术领域，具体涉及一种振动能量收集装置及振动能量收集方法。

背景技术

能源和环境是全世界共同关心的问题，也是我国社会经济发展中所面临的重要问题。随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强，清洁能源的推广应用日益受到人们的重视。

如何收集并储存清洁能源，是科学家们努力研究的焦点问题。目前，针对太阳能、风能以及潮汐能等的研究利用已经取得了一定的进展，且均具有较好的应用前景。除此之外，环境机械振动是最为常见、普遍的一种能量存在方式。由于外界振动的广泛存在，通过能量收集系统收集其振动能量具有极大的运用前景，振动能量收集装置无需固定动力源，仅依靠外界随机振动便可输出电能。

电磁式振动能量收集装置工作时遵循的基本原理是法拉第电磁感应定律；根据振动部件的不同，电磁式振动能量收集装置主要有为动铁、动圈和铁圈同振三种类型。以上三种均为直线型振动能量收集装置，须在达到共振时才能达到最好效果，且输出功率小。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下方式实现的。

本发明提出了一种振动能量收集装置，其中包括动力采集机构、动力传输机构、动力转换机构和基座，所述动力传输机构和所述动力转换机构固定设于所述基座上，所述动力采集机构包括齿面相对设置的第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和所述第二齿条通过连接件设于所述基座上且所述第一齿条和所述第二齿条的齿面均垂直于所述基座的上表面，所述第一齿条和所述第二齿条能够在垂直于所述基座的上表面的平面内做往复伸缩运动，所述动力传输机构包括分别能够和所述第一齿条和所述第二齿条相配合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮通过单向轴承固定连接于齿轮输出轴上，当所述第一齿条和所述第二齿条进行向上运动时，所述第一齿轮和所述第二齿轮其中的一个能够沿第一方向进行转动，当所述第一齿条和所述第二齿条进行向下运动时，所述第一齿轮和所述第二齿轮其中的另一个同样能够沿所述第一方向进行转动，从而使所述齿轮输出轴能够沿所述第一方向进行转动，所述齿轮输出轴的一端固定连接于所述动力转换机构，所述动力转换机构能够将所述齿轮输出轴的旋转运动转换为电能。

进一步地，所述动力采集机构还包括滑轨、能够与所述滑轨相配合的滑块、和滑块固定座，所述第一齿条和所述第二齿条上均固定连接有所述滑轨，所述滑块固定座固定连接于所述基座的上表面，所述滑块固定连接于所述滑块固定座上，所述第一齿条和所述第二齿条能够通过所述滑轨在所述滑块内上下滑动完成上下方向的伸缩运动。

进一步地，所述第一齿条和所述第二齿条的顶部和底部均通过齿条连接板固定连接。

进一步地，所述齿条连接板为Z型连接板，所述第一齿条和所述第二齿条分别连接于所述Z型连接板的两端，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别前后设于所述齿轮输出轴上，且分别和所述第一齿条和所述第二齿条相配合。

进一步地，还包括第一带座轴承和第二带座轴承，所述齿轮输出轴的两端分别与所述第一带座轴承和所述第二带座轴承相配合，并通过所述第一带座轴承和所述第二带座轴承固定连接于所述基座的上表面。

进一步地，所述动力传输机构包括设于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的第一止推轴承、以及分别设于所述第一齿轮的外侧和所述第二齿轮的外侧的第二止推轴承和第三止推轴承，所述动力传输机构还包括设于所述第二止推轴承和所述第一带座轴承之间的第一轴套，以及设于所述第三止推轴承和所述第二带座轴承之间的第二轴套。

进一步地，还包括加速箱，所述加速箱设于所述动力转换机构和所述动力传输机构之间，用于提高所述齿轮输出轴的输出转速，所述加速箱通过连接加速箱固定座固定连接于所述基座的上表面。

进一步地，所述加速箱的输出轴上还套设有飞轮，所述飞轮用于进一步增大所述振动能量收集装置的转换效率。

进一步地，所述齿轮输出轴、加速箱和动力转换机构之间依次通过梅花联轴器相连接。

本发明还提出了一种振动能量收集方法，所述振动能量收集方法是利用上述任一项所述的振动能量收集装置来实施的，其中所述振动能量收集方法包括以下步骤：

固定所述振动能量收集装置，将所述第一齿条和所述第二齿条的顶部或底部与振源相连接，且保证在所述振源的最大振幅内所述第一齿条和所述第二齿条拥有足够的行程；