利用振动冲击能量供电池充电与更换的一体化装置

摘要

利用振动冲击能量供电池充电与更换的一体化装置，属于振动能量的收集与利用技术领域，主要应用于人流量大的公共场合。本发明利用电磁与压电相结合的发电方式收集环境中的振动冲击能量，并将电能应用于电池充电与自动更换。本发明包括振动发电机构、整流升压模块及电池充电、自动更换机构；振动发电机构由外壳和设置在外壳内部的压电发电机构、电磁发电机构组成，压电发电机构由压电片固定板、压电片组和重量块组成，电磁发电机构包括齿轮增速机构、单向传动机构、带传动机构、架体及盘式发电机构，电池充电、自动更换机构由壳体、电池推板、第二复位弹簧及设置在壳体内的电池推出机构、电池检测机构、位置转换机构及电池存放、充电机构组成。

主权项

一种利用振动冲击能量供电池充电与更换的一体化装置，其特征在于包括振动发电机构、整流升压模块及电池充电、自动更换机构；振动发电机构由外壳和设置在外壳内部的压电发电机构、电磁发电机构组成，外壳的压板设置在外壳的顶部，压板与后板之间通过转动副相连接，压板与前板、侧板的顶部之间留有间隙；压电发电机构由压电片固定板、压电片组和重量块组成，压电片固定板固定在压板的底部，且压电片组的一端固定在压电片固定板上，另一端固定有重量块；在底板上固定有力臂支脚，力臂支脚通过力臂转轴与压杆的中部相铰接，压杆的一端的上部与压板相接触，下部设置有第一复位弹簧，第一复位弹簧竖直固定在底板上；压杆的另一端具有轮齿，所述轮齿与齿轮相啮合；所述电磁发电机构包括齿轮增速机构、单向传动机构、带传动机构、架体及盘式发电机构，齿轮增速机构由齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、动力输入轴、第一传动轴及第二传动轴组成，齿轮与第一锥齿轮同轴固定在动力输入轴上，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，第二锥齿轮与第一齿轮同轴固定在第一传动轴上，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮与第三齿轮同轴固定在第二传动轴上；单向传动机构由第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第三传动轴、第四传动轴及第五传动轴组成；第三齿轮与第四齿轮相啮合，第四齿轮与第五齿轮、第六齿轮同轴设置在第三传动轴上，第五齿轮与第三传动轴之间通过第一单向轴承相连接，第六齿轮与第三传动轴之间通过第二单向轴承相连接，第一、第二单向轴承自由转动方向相反设置，第五齿轮与第九齿轮相啮合，第六齿轮与第七齿轮相啮合，第七齿轮与第八齿轮同轴固定在第四传动轴上，第八齿轮与第九齿轮相啮合，第九齿轮同轴固定在第五传动轴上，带传动机构由第一传动带轮、传动带、第二传动带轮、第六传动轴及固定座组成；第一传动带轮同轴固定在第五传动轴上，第一传动带轮通过传动带与第二传动带轮相连接，第二传动带轮同轴固定在第六传动轴上，且第六传动轴通过轴承与固定座相连接，固定座固定在底板上；所述架体固定在底板上，所述第一、第二、第三、第四、第五传动轴均设置在架体内，且上、下两端均通过轴承与架体相连接；在架体上设置有通孔，动力输入轴通过轴承设置在通孔内；所述盘式发电机构由磁铁盘、磁铁盘中间轴、磁铁、线圈固定盘及线圈组成；磁铁盘中间轴与第六传动轴同轴固定连接，在磁铁盘中间轴的两端同轴固定有磁铁盘，在磁铁盘上固定有若干个沿圆周均匀分布的磁铁，且两个磁铁盘上的磁铁一一对应；在两个磁铁盘之间设置具有通孔的线圈固定盘，磁铁盘中间轴通过线圈固定盘的通孔，在线圈固定盘上固定有若干个沿圆周均匀分布的线圈，线圈与设置在磁铁盘上的磁铁一一对应，线圈固定盘及其上的线圈与磁铁盘或磁铁之间留有间隙；线圈固定盘与底板固定连接；所述电池充电、自动更换机构由壳体、电池推板、第二复位弹簧及设置在壳体内的电池推出机构、位置转换机构、电池检测机构及电池存放、充电机构组成，电池推出机构由支架、直线电机、光杆及推块组成；支架固定在壳体上，在支架上固定有直线电机和光杆，在光杆上设置有推块，在推块上设置有推杆、通孔和螺纹孔，光杆通过推块的通孔与推块相连接，推块的螺纹孔与直线电机的丝杠相啮合；在壳体内、支架的外侧固定有位置转换机构，位置转换机构由机架、步进电机、支撑轴、槽轮拨盘及槽轮组成，机架固定在壳体内，在机架上固定有步进电机；步进电机的输出轴与槽轮拨盘的中心固定连接，槽轮拨盘与槽轮形成槽轮机构，槽轮同轴固定在支撑轴上，支撑轴的两端分别通过轴承固定在壳体内；电池存放、充电机构由电池转换块、电池仓及充电触头组成；电池转换块同轴固定在支撑轴上，电池仓固定在电池转换块的侧面上，电池仓沿周向均匀分布，在电池仓的侧方固定有充电触头，充电触头与设置在电池仓内的电池的金属触点相接触：在壳体上设置有电池进出口，每个电池仓的入口均能够在旋转中依次与电池进出口相对应，在电池进出口侧方的壳体上设置有电池推板，电池推板的一端与壳体通过转动副相连接，另一端与电池进出口相对应，在壳体与电池推板之间设置有电池推板的第二复位弹簧；电池存放、充电机构设置在位置转换机构与壳体之间，所述推块的推杆与电池进出口相对应；所述电池检测机构由单片机、储电电池及用于检测待充电电池是否安装到位的传感器组成；整流升压模块的输入端与电磁发电机构的线圈和压电发电机构的压电片组相连接，输出端与储电电池的输入端相连接，储电电池的输出端分别与充电触头、单片机、步进电机、直线电机及传感器相连接，单片机的输出端分别与步进电机、直线电机及传感器相连接。