一种压电式冲击发电机供电的无线发射装置的制作方法

1.本实用新型属于电子能源技术领域，具体涉及一种压电式冲击发电机供电的无线发射装置。


背景技术：

2.目前，网络技术和通信技术发展越来越快，随着科学技术在生活中的应用，智能家居行业迅速发展。目前很多研究者将能量收集技术用于遥控器、开关、门铃等低功耗的设备，通过使用可以按压发电的开关来为传感器节点可持续的电源保障，从而实现无电池、自发电工作。而常用的按压发电开关是电磁式，通过其内部自发电模块的磁极对换实现发电，由于电磁结构复杂，给加工组装带来了一定的难度。常规的压电式的自发电结构，仅采用一个压电片收集冲击信号，尽管结构较简答，但压电片价格高，限制了其应用。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种压电式冲击发电机供电的无线发射装置，采用的压电堆结构，将按压时产生的重锤冲击能量转换为电能，同时兼具明结构简单、成本低的优点，为无线发射装置供电。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压电式冲击发电机供电的无线发射装置，包括：
5.开关部，所述开关部包括外壳、底座以及按键开关面板；
6.所述底座设置于所述无线发射装置底部；
7.所述外壳罩设在所述底座上方，且与所述底座的两端头连接；
8.所述按键开关面板安装于所述外壳顶部；
9.至少一个压电点火器，所述压电点火器设置于所述外壳内部，所述压电点火器一端穿过所述外壳顶部与所述按键开关面板相接触，另一端与所述底座连接；
10.管理电路，所述管理电路设置于所述底座内部 ；
11.无线发射模块，所述无线发射模块设置于所述底座内部，所述无线发射模块与所述管理电路连接。
12.作为本实用新型的进一步优选，所述压电点火器采用压电陶瓷式点火器。
13.作为本实用新型的进一步优选，所述管理电路包括沿电流方向依次降压线圈、全波整流桥、储能电容以及稳压器。
14.作为本实用新型的进一步优选，所述无线发射模块包括编码器和无线通信模块，所述编码器与所述管理电路连接，所述无线通信模块接收所述编码器输出的信号。
15.作为本实用新型的进一步优选，所述压电点火器设置个数包括三个，三个所述压电点火器同步工作。
16.作为本实用新型的进一步优选，还包括至少一个圆槽，所述圆槽设置个数与所述压电点火器设置个数一致。
17.作为本实用新型的进一步优选，所述圆槽开设在所述底座上，开设位置与所述压电点火器同轴，且所述压电点火器远离所述按键开关面板的一端置于所述圆槽内。
18.通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
19.1、本实用新型能将按下开关时的冲击的能量收集转化为电能，实现按键开关的自发电，大大起到了节约能源的作用。
20.2、本实用新型与现有技术相比采用的是压电点火器，采用了低成本的压电发电陶瓷，大幅度降低了本无线发射装置成本。
21.3、本实用新型考虑到发电量的问题，进行各组实验，通过对比实验数据发现当压电点火器设置个数为3个时，产生的输出电压最高，能量最高，从而可以达到增加无线发射功率和距离、发送更多的数据的目的，且可以使得电容范围广。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
23.图1是本实用新型的实施例1整体结构示意图；
24.图2是本实用新型的实施例2整体结构示意图；
25.图3是本实用新型的管理电路工作流程图。
26.图中：1、按键开关面板；2、压电点火器；3、圆槽；4、外壳；5、底座。
具体实施方式
27.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
28.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
29.实施例1
30.本实施例提供一种优选实施方案，一种压电式冲击发电机供电的无线发射装置，如图1所示，本无线发射装置包括开关部、压电点火器2、管理电路以及无线发射模块，其中：
31.上述开关部包括外壳4、底座5以及按键开关面板1，底座5设置于本无线发射装置底部；上述外壳4罩设在底座5上方，且外壳4与底座5的两端头连接。
32.上述按键开关面板1安装于外壳4顶部，按键开关面板1上具有按钮。
33.上述压电点火器2设置于外壳4内部，压电点火器2至少设置一个，进一步地，在底座5上开设至少一个圆槽3，圆槽3设置个数与压电点火器2设置个数一致；压电点火器2一端穿过外壳4顶部与按键开关面板1的按钮相接触，另一端置于圆槽3内与底座5连接；以确保按下按钮时，压电点火器2顶端重锤撞击内部压电堆，从而产生高压。此处，为了保证压电点火器2顶端反弹后产生的冲击力不会将按键开关面板1弹开，在设计按键开关面板1与外壳4间连接方式以及压电点火器2与底座5间连接方式时，将按键开关面板1嵌入在外壳4中，使按键开关面板1与外壳4形成一个整体结构，压电点火器2则与下方底座5形成一个整体结
构，保证接触的同时也方便了安装。优选地，压电点火器2采用压电陶瓷式点火器。
34.上述管理电路设置于底座5内部。上述管理电路包括沿电流方向依次降压线圈、全波整流桥、储能电容以及稳压器。上述降压线圈一端与压电点火器2输出端连接，另一端与全波整流桥连接，降压线圈将压电点火器2输出的高电压转化为低电压脉冲；上述全波整流桥将压电点火器2产生的交流电转换为直流电；上述储能电容为电解电容；上述稳压器将储能电容上的电压转换为稳定的直流电。
35.上述无线发射模块设置于底座5内部，无线发射模块与管理电路连接。无线发射模块包括编码器和无线通信模块，编码器与管理电路中的稳压器连接，无线通信模块接收编码器输出的信号至无线接收端（本无线发射装置用来给小型的传感器节点实现自供电，应用于比如智能家居里的门铃啊这类功率较小的东西，无线接收端安装于传感器节点处）。
36.实施例2
37.本实施例提供一种优选实施方案，一种压电式冲击发电机供电的无线发射装置，如图2所示，实施例2与实施例1不同之处在于压电点火器2和圆槽3的设置个数，其他结构一致。
38.本实施方案中压电点火器2设置个数为3个，三个压电点火器2均沿竖直方向设置于外壳4内部，三个压电点火器2的上端均穿过外壳4顶部分别与按键开关面板1相接触；为了配合压电点火器2，在底座5上开设对应个数的圆槽3，三个压电点火器2下端分别置于一个圆槽3内，确保当按键开关面板1上的按钮按下时，三个压电点火器2都能同步正常工作，输出高电压。
39.本实施方案考虑到发电量的问题，进行各组实验，通过对比实验数据发现当压电点火器2设置个数为3个时，产生的输出电压最高，能量最高，从而可以达到增加无线发射功率和距离、发送更多的数据的目的，且可以使得电容范围广。
40.如图3所示，实施例1和实施例2中的管理电路工作流程如下：
41.压电点火器2放出的高电压流向管理电路，经过管理电路中降压线圈（即单相双绕组变压器）实现降压，优选地，降压线圈的主绕组和反馈绕组的匝数比为1000：50；经降压后的电压流经全波整流桥，全波整流桥由4个整流二极管组成，两个负责正方向，另外两个负责反方向，将压电点火器2产生的交变电压转换为直流电压；随后被储存在电容中，电容使用的是电解电容，在满足设计所需要求的条件下，电解电容价格低，满足低成本的要求；待储存量达到定值后再通过稳压器将输出电压进行稳压，稳压器采用max666线性稳压器，将输出功率达到最大化；最后无线发射模块器工作，上述无线发射模块包括编码器和无线通信模块，优选地，编码器可采用pt2262或ht12e或超低功耗单片机，输出一串二进制数，无线通信模块再将编码器输出的信号进行发送。
42.本实施方案的有益效果如下：本实施方案将按下开关时的冲击的能量收集转化为电能，实现按键开关的自发电，大大起到了节约能源的作用；本实施方案与现有技术相比采用的是压电点火器，且采用了低成本的压电发电陶瓷，大幅度降低了本无线发射装置成本；本实施方案考虑到发电量的问题，进行各组实验，通过对比实验数据发现当压电点火器设置个数为3个时，产生的输出电压最高，能量最高，从而可以达到增加无线发射功率和距离、发送更多的数据的目的，且可以使得电容范围广。
43.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术
语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
44.本技术中的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
45.本技术中的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
46.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。