[发明专利]基于摩擦纳米发电机的船舶振动能采集与智能监测装置

摘要

本发明公开了一种基于摩擦纳米发电机的船舶振动能采集与智能监测装置，包括底座、摩擦纳米发电机、集成电路以及显示屏；所述摩擦纳米发电机包括弹簧、硅胶模型、上层电极、下层电极和导线，具有摩擦发电和将振动信号转化为电信号的双重功能。本发明不需要电池以及外加电源，且能够持续不断的为自身传感器供电，本发明可以以微小的电能进行工作，既减少了制造电池所消耗的资源和能量，又能减少电力浪费，实现自供能。本发明可以根据发电机的输出电压波形，计算出船舶振动的频率和幅值，与船舶正常运行状态下的振动频率形成对比，监测异常振动，有利于船舶管理人员及时的对船舶异常振动的机电设备进行检查维修，实现船舶振动可视化。

主权项

基于摩擦纳米发电机的船舶振动能采集与智能监测装置，其特征在于：包括底座(6)、摩擦纳米发电机(8)、集成电路以及显示屏(22)；所述的摩擦纳米发电机(8)固定在底座(6)上，所述的集成电路设置在底座(6)内，所述的显示屏(22)设置在底座(6)的一侧，所述的底座(6)固定在船舶上；所述摩擦纳米发电机(8)包括弹簧(2)、硅胶模型(1)、上层电极(3)、下层电极(5)和导线；所述硅胶模型(1)为螺旋模型；所述弹簧(2)位于硅胶模型(1)内部，弹簧(2)与硅胶模型(1)的螺旋形状一致；所述上层电极(3)位于硅胶模型(1)螺旋面的上侧表面，所述下层电极(5)位于硅胶模型(1)螺旋面的下侧表面，所述下层电极(5)的上表面设置硅胶层(4)；所述上层电极(3)和下层电极(5)分别通过导线与集成电路连接；所述摩擦纳米发电机(8)具有摩擦发电和将振动信号转化为电信号的双重功能；所述集成电路包括电路管理模块和储能模块；所述的电路管理模块包括单片机(21)、电容A(9)、电容B(11)、电感A(10)和过零比较器(12)，所述的摩擦纳米发电机(8)分别与电容A(9)、电容B(11)和整流器(13)的两个输入接口并联；所述的电容A(9)和电容B(11)的同一端分别与电感A(10)的两端连接；所述的过零比较器(12)的两个输入端分别连接到电容B(11)的两端，过零比较器(12)的输出端连接单片机(21)的信号输入端；所述的储能模块包括整流器(13)、电压比较器(15)、场效应管(14)、二极管(16)、电感B(17)、稳压器(20)、单片机(21)和电容器C(18)；所述的整流器(13)的两个输入接口与电路管理模块连接，整流器(13)的两个输出接口与电压比较器(15)并联；所述的电压比较器(15)分别与二极管(16)、电容器C(18)并联；所述的场效应管(14)分别与电压比较器(15)的正输入端、输出端和二极管(16)的阴极连接；所述的电感B(17)的一端分别与场效应管(14)和二极管(16)连接，电感B(17)的另一端与电容器C(18)和稳压器(20)的一端相连；所述的稳压器(20)的另一端经单片机(21)后连接回储能模块，构成供电线路；所述的单片机(21)的输出端与显示屏(22)连接。