[实用新型]一种环境能收集装置

说明书

本实用新型公开了一种环境能收集装置，包括底座；支撑部件，包括三菱柱体和弹力部件；U型结构件，承载于三菱柱体和弹力部件；电磁感应模块，包括磁力部件和感应部件，磁力部件设在U型结构件底部，感应部件设在底座，磁力部件与感应部件电磁感应；振动能收集模块包括调谐液体、阻流体和压电片，阻流体与调谐液体产生卡门涡街，压电片输出电流；电量收集模块，与电磁感应模块和压电片连接。此环境能收集装置通过U型结构件感应外部振动，利用电磁感应模块和振动能收集模块进行能量采集，两种不同的能量采集方式集成一体，吸收振动能转化为电能，机电转化效率高，能够在野外无人区或恶劣环境中工作，应用范围广，实用性强。

技术领域

本实用新型涉及仪器科学与工程领域，特别涉及一种环境能收集装置。

背景技术

无线传感网络技术是一种分布式传感网络，系统的末端是由无数个可感知和监测外部的传感器组成。传感器之间通过无线方式组成网络通信系统，构成可以协作感知、采集和处理网络覆盖区域的环境参数。而监测设备或环境的各类参数，如温度、压力、应力、湿度等需要大量的传感器节点，每个传感器节点均需要提供一定的电能。

目前，传感器节点大多采用化学电池供电，但节点的使用寿命与容量有限的电池之间的矛盾越来越激烈。一方面传感器节点往往尺寸较小，无法配置大容量的电池，这就导致节点的使用寿命受到了制约；另一方面，频繁的更换电池也为网络的维护带来了巨大的工作量，间接提升了网络部署的成本。尤其是对于一些部署在艰苦恶劣环境中的监测网络来说，每次维护都需要耗费巨大的人力和财力，甚至由于所处环境位置偏远或难以进行二次维护等原因导致根本无法进行电池的更换或充电操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种环境能收集装置，能够通过吸收环境中的振动能转化为电能，应用范围广，实用性强。

根据本实用新型的第一方面实施例，提供一种环境能收集装置，包括：底座；支撑部件，设置在底座上，支撑部件包括三菱柱体和两个弹力部件；U型结构件，承载于三菱柱体和两个弹力部件上，三菱柱体设置在U型结构件的中部位置，两个弹力部件关于三菱柱体对称设置，U型结构件以三菱柱体为基点往复摆动；电磁感应模块，包括磁力部件和感应部件，磁力部件设置在U型结构件的底部，感应部件设置在底座，磁力部件随U型结构件的摆动而运动，感应部件设置在磁力部件的运动路径上；振动能收集模块，设置在U型结构件内，振动能收集模块包括调谐液体、阻流体和压电片，调谐液体随U型结构件的摆动而流动，阻流体与流动的调谐液体产生卡门涡街，压电片接收卡门涡街效应并输出电流；电量收集模块，分别与电磁感应模块和压电片连接。

有益效果：此环境能收集装置通过U型结构件感应外部振动环境，U型结构件在支撑部件上摆动，综合利用电磁感应模块和振动能收集模块进行能量采集，两种不同的能量采集方式集成一体，能够通过吸收环境中的振动能转化为电能，机电转化效率高，安全无污染且能够在野外无人区或恶劣环境中工作，应用范围广，实用性强。

根据本实用新型第一方面实施例的环境能收集装置，U型结构件的底部设有第一镂空结构、第二镂空结构、第三镂空结构，第一镂空结构、第二镂空结构、第三镂空结构依次排列，第一镂空结构的两端设有第一橡胶膜，第二镂空结构的两端设有第二橡胶膜，第三镂空结构的两端设有第三橡胶膜，压电片分别设置在第一橡胶膜、第二橡胶膜和第三橡胶膜上。

根据本实用新型第一方面实施例的环境能收集装置，阻流体设置两个，两个阻流体分别设置在第一镂空结构和第二镂空结构、第二镂空结构和第三镂空结构之间。

根据本实用新型第一方面实施例的环境能收集装置，第一镂空结构和第三镂空结构有上均设有三对压电片，第二镂空结构上设有五对压电片，各压电片依次排列，相邻的压电片间隔相等。

根据本实用新型第一方面实施例的环境能收集装置，磁力部件为条形磁铁，感应部件为电感线圈，条形磁铁随U型结构件的摆动间歇地伸入电感线圈内。