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[发明专利]一种动态压电换能器共振状态在线检测电路-CN201811363712.4有效
发明人：施阁;杨燕梅;陈君富;朋焱盛;夏银水;李青 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2018-11-16 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G01H13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种动态压电换能器共振状态在线检测电路，在压电换能器处于振动情况下，单片机先控制切换开关将压电换能器与短路电流采样电阻连接，通过信号处理得到短路电流方波信号输入给单片机的外部中断口，测得短路电流方波信号的频率和占空比，采用单片机内部定时器与外部中断触发功能，输出与短路电流方波信号同步的同相位的方波信号给异或门的一个输入端，然后，单片机控制切换开关将换能器开路，通过信号处理得到开路电压方波信号给异或门的另一输入端，异或门将开路电压方波信号和短路电流方波信号的相位差转换为高电平脉冲宽度给单片机，单片机可以通过检测该宽度来判断压电换能器当前的环境振动频率与其固有共振频率的偏差。
一种动态压电换能器共振状态在线检测电路

[实用新型]一种基于二总线通信及能量传输系统-CN202120678764.1有效
发明人：傅潇枫;施阁;刘良康;朱晋杨;朋焱盛;童迪科;吴霞 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2021-04-02 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： H04L12/40 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于二总线通信及能量传输系统，其包括从机单元（1）与主机单元（2），从机单元（1）与主机单元（2）通过总线A（3）与总线B（4）相连，所述的从机单元（1）包括从机能量储存模块（5）、从机微处理器（6）、从机RS485收发模块（7）、从机光耦开关模块（8），所述的主机单元（2）包括主机光耦开关模块（9）、主机RS485收发模块（10）、主机微处理器（11）、DC‑DC模块（12）、主机能量储存模块（13），主、从机单元之间仅靠二总线便能实现信息的传递和能量的传输，节省线材，功耗低，可拓展性强，可应用于改进传统的有线传感器网络或分布式能量采集等场合。
一种基于总线通信能量传输系统

[实用新型]一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路-CN202022724280.4有效
发明人：童迪科;徐苴邴;常健;朋焱盛;陈君富;施阁;黄文杰 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2020-11-23 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路，包括压电换能器、整流桥电路、峰值检测电路、过零检测电路、非门、D触发器、传输门控制电路和同步电荷提取电路。压电换能器先经整流桥电路将交流信号转换为非负的输出信号，当峰值检测电路检测到压电换能器输出电压为最大峰值时，其峰值检测电路的输出信号使D触发器输出控制信号，D触发器的控制信号使得传输门控制电路和同步电荷提取电路与压电换能器、整流桥电路和电感构成导通关系，通过电感与电容的谐振将电荷提取到同步电荷提取电路中，并通过过零检测电路检测电荷是否提取完成并关闭通路，实现与振动频率同步的电荷能量提取。
一种压电振动能量采集有源同步电荷提取电路

[实用新型]一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路-CN202022725485.4有效
发明人：常健;曾文涛;童迪科;朋焱盛;陈君富;施阁;黄文杰 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2020-11-23 - 公布日： 2021-08-24 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，包括可拓展压电换能器，数量与压电换能器结构相对应的可拓展峰值检测开关，LC谐振电感，整流电路，整流电容，DC‑DC转换芯片，储能电容。其最大功率点跟踪（MPPT）模块由峰值电压跟踪电路和滞回电压比较器构成。可拓展压电换能器，可拓展峰值检测开关，LC谐振电感，整流电路，整流电容构成可拓展串联同步开关电感能量采集接口电路。最大功率点跟踪（MPPT）模块在可拓展串联同步开关电感能量采集接口电路正常工作期间检测压电换能器的峰值开路电压及整流电容两端的电压，并通过控制DC‑DC转换芯片将整流电容电压保持在最大输出功率附近。电路可以完全自供电，极大的提高了能量采集的效率。
一种基于 mppt 压电拓展能量采集接口电路

[发明专利]一种基于二总线通信及能量传输系统-CN202110360820.1在审
发明人：施阁;傅潇枫;刘良康;朱晋杨;朋焱盛;童迪科;吴霞 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2021-04-02 - 公布日： 2021-06-11 - 主分类号： H04L12/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于二总线通信及能量传输系统，其包括从机单元（1）与主机单元（2），从机单元（1）与主机单元（2）通过总线A（3）与总线B（4）相连，所述的从机单元（1）包括从机能量储存模块（5）、从机微处理器（6）、从机RS485收发模块（7）、从机光耦开关模块（8），所述的主机单元（2）包括主机光耦开关模块（9）、主机RS485收发模块（10）、主机微处理器（11）、DC‑DC模块（12）、主机能量储存模块（13），主、从机单元之间仅靠二总线便能实现信息的传递和能量的传输，节省线材，功耗低，可拓展性强，可应用于改进传统的有线传感器网络或分布式能量采集等场合。
一种基于总线通信能量传输系统

[发明专利]一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路-CN202011319651.9在审
发明人：施阁;常健;曾文涛;童迪科;朋焱盛;陈君富;黄文杰 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2020-11-23 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MPPT的压电式可拓展能量采集接口电路，包括可拓展压电换能器，数量与压电换能器结构相对应的可拓展峰值检测开关，LC谐振电感，整流电路，整流电容，DC‑DC转换芯片，储能电容。其中最大功率点跟踪（MPPT）模块由峰值电压跟踪电路和滞回电压比较器构成。可拓展压电换能器，可拓展峰值检测开关，LC谐振电感，整流电路，整流电容构成可拓展串联同步开关电感能量采集接口电路。最大功率点跟踪（MPPT）模块在可拓展串联同步开关电感能量采集接口电路正常工作期间检测压电换能器的峰值开路电压及整流电容两端的电压，并通过控制DC‑DC转换芯片将整流电容电压保持在最大输出功率附近。电路可以完全自供电，极大的提高了能量采集的效率。
一种基于 mppt 压电拓展能量采集接口电路

[发明专利]一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路-CN202011320578.7在审
发明人：施阁;童迪科;徐苴邴;常健;朋焱盛;陈君富;黄文杰 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2020-11-23 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电振动能量采集的有源同步电荷提取电路，包括压电换能器、整流桥电路、峰值检测电路、过零检测电路、非门、D触发器、传输门控制电路和同步电荷提取电路。压电换能器先经整流桥电路将交流信号转换为非负的输出信号，当峰值检测电路检测到压电换能器输出电压为最大峰值时，其峰值检测电路的输出信号使D触发器输出控制信号，D触发器的控制信号使得传输门控制电路和同步电荷提取电路与压电换能器、整流桥电路和电感构成导通关系，通过电感与电容的谐振将电荷提取到同步电荷提取电路中，并通过过零检测电路检测电荷是否提取完成并关闭通路，实现与振动频率同步的电荷能量提取。
一种压电振动能量采集有源同步电荷提取电路

[实用新型]一种基于弓字型压电弹簧结构的超低频振动俘能装置-CN201921839743.2有效
发明人：童迪科;朋焱盛;陈君富;常健;杨燕梅;施阁;夏银水 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-10-30 - 公布日： 2020-04-21 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于弓字型压电弹簧结构的超低频振动俘能装置，包括封闭外壳、两个固定基座、滑动质量块、导轨和两个弓字型压电弹簧结构，其特征在于将两个弓字型压电弹簧的一端分别与滑动质量块的两侧相连，另一端分别与基座相连并使之处于拉伸状态，通过固定基座与封闭外壳相连。弓字型压电弹簧结构由尼龙螺帽、尼龙螺柱和至少两块压电片构成，滑动质量块包括矩形固定框、带孔金属球和光轴，光轴穿过带孔金属球并将其固定于矩形固定框内，带孔金属球下方设置导轨，滑动质量块通过拉伸和复原弓字型压电弹簧结构，使压电片输出电能。该装置可以将外界超低频振动能量通过压电效应转换成电能，适用于江、河、湖、海等水面波浪能量的收集。
一种基于字型压电弹簧结构低频振动装置

[实用新型]一种压电-电磁耦合的上变频多方向振动俘能装置-CN201921576348.X有效
发明人： 朋焱盛;陈君富;童迪科;常健;施阁 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-09-23 - 公布日： 2020-04-21 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种压电‑电磁耦合的上变频多方向振动俘能装置，包括固定基座、轴承、转动质量块和至少一个压电‑电磁耦合的悬臂梁，其特征在于至少一个压电‑电磁耦合的悬臂梁沿周向安装在固定基座的轴上，所述的压电‑电磁耦合的悬臂梁包括压电片、悬臂梁、线圈、梁上永磁体，每个悬臂梁的表面设置压电片采集能量，梁上永磁体作为质量块放置在悬臂梁自由端，在梁上永磁体的轴向下方的固定基座上设置一个采集能量的线圈，在固定基座的中心轴上安装一个轴承，轴承外圈上设置一个转动质量块，转动质量块上设置有至少一个永磁体，离轴心位置与悬臂梁上永磁体对应，该装置可以将外界的低频振动转化为压电‑电磁耦合悬臂梁的上变频共振来采集能量。
一种压电电磁耦合变频多方振动装置

[发明专利]一种基于弓字型压电弹簧结构的超低频振动俘能装置-CN201911041545.6在审
发明人：施阁;朋焱盛;童迪科;陈君富;常健;杨燕梅;夏银水 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-10-30 - 公布日： 2019-12-27 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于弓字型压电弹簧结构的超低频振动俘能装置，包括封闭外壳、两个固定基座、滑动质量块、导轨和两个弓字型压电弹簧结构，其特征在于将两个弓字型压电弹簧的一端分别与滑动质量块的两侧相连，另一端分别与基座相连并使之处于拉伸状态，通过固定基座与封闭外壳相连。弓字型压电弹簧结构由尼龙螺帽、尼龙螺柱和至少两块压电片构成，滑动质量块包括矩形固定框、带孔金属球和光轴，光轴穿过带孔金属球并将其固定于矩形固定框内，带孔金属球下方设置导轨，滑动质量块通过拉伸和复原弓字型压电弹簧结构，使压电片输出电能。该装置可以将外界超低频振动能量通过压电效应转换成电能，适用于江、河、湖、海等水面波浪能量的收集。
压电弹簧弓字型滑动质量块金属球带孔超低频振动矩形固定框封闭外壳固定基座压电片导轨光轴拉伸状态能量通过尼龙螺帽输出电能水面波浪压电效应拉伸螺柱尼龙复原穿过转换

[发明专利]一种压电-电磁耦合的上变频多方向振动俘能装置-CN201910896352.2在审
发明人：施阁;陈君富;朋焱盛;童迪科;常健 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-09-23 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电‑电磁耦合的上变频多方向振动俘能装置，包括固定基座、轴承、转动质量块和至少一个压电‑电磁耦合的悬臂梁，其特征在于至少一个压电‑电磁耦合的悬臂梁沿周向安装在固定基座的轴上，所述的压电‑电磁耦合的悬臂梁包括压电片、悬臂梁、线圈、梁上永磁体，每个悬臂梁的表面设置压电片采集能量，梁上永磁体作为质量块放置在悬臂梁自由端，在梁上永磁体的轴向下方的固定基座上设置一个采集能量的线圈，在固定基座的中心轴上安装一个轴承，轴承外圈上设置一个转动质量块，转动质量块上设置有至少一个永磁体，离轴心位置与悬臂梁上永磁体对应，该装置可以将外界的低频振动转化为压电‑电磁耦合悬臂梁的上变频共振来采集能量。
悬臂梁电磁耦合永磁体压电固定基座质量块转动上变频压电片采集轴承多方向振动表面设置低频振动周向安装轴承外圈轴心位置中心轴自由端共振轴向转化

[实用新型]一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置-CN201822044510.5有效
发明人：陈君富;施阁;杨燕梅;朋焱盛;杨旭铭;夏银水;李青 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2018-12-07 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种能自动调节共振频率和带宽的压电俘能装置，其特征在于压电片设置在悬臂梁上，悬臂梁安装在固定基座上，微型电机通过电机支架安装在悬臂梁上，微型电机的轴连接丝杆并可以带动丝杆旋转，丝杆的另一端通过丝杆支架也固定在悬臂梁上，质量块通过与丝杆对应的螺纹安装在丝杆上，当丝杆转动的时候，质量块可以沿着丝杆方向移动。电路系统板连接压电片进行振动能量俘获，并且从压电片输出信号判断环境振动频率与压电俘能装置的固有频率是否匹配，通过控制微型电机的正反转动，实现悬臂梁的端部质量块的位置调节，调节质量块与电机的距离，可以实现压电俘能装置一阶共振频率点、一阶和二阶叠加频带带宽的自动调节。
悬臂梁丝杆压电压电片质量块共振频率微型电机带宽控制微型电机一阶共振频率本实用新型端部质量块电机支架电路系统固定基座固有频率环境振动螺纹安装频带带宽输出信号丝杆方向丝杆旋转丝杆支架丝杆转动位置调节振动能量正反转动板连接轴连接俘获二阶一阶叠加匹配电机移动

[实用新型]一种压电宽频振动换能器的在线系统辨识电路-CN201821271404.4有效
发明人：郭泽阳;施阁;杨燕梅;夏银水;李青;陈君富;朋焱盛 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2018-08-08 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种压电宽频振动换能器的在线系统辨识电路，包括压电换能器、切换开关、采样电阻、信号放大电路、微分电路、滞回比较器、电平转换电路、单片机和电源。单片机先控制切换开关将压电换能器与正电源连接积累能量，稳定后，单片机控制切换开关将换能器与采样电阻连接，积累的能量会使换能器产生的固有共振频率信号，通过信号放大电路和微分电路处理后，得到指数衰减的固有共振频率正弦波，通过滞回比较器电路将正弦波转换成方波，提供过电平转换电路将信号输入给单片机，单片机能通过检测方波频率实现换能器的固有共振频率检测，根据方波脉冲个数可以计算得到振动衰减系数，实现换能器的固有共振频率和振动衰减系数的在线系统辨识。
固有共振频率单片机在线系统换能器电平转换电路信号放大电路振动衰减系数压电换能器振动换能器辨识电路采样电阻切换开关微分电路正弦波宽频压电滞回比较器电路控制切换开关本实用新型单片机控制滞回比较器方波脉冲方波频率信号输入指数衰减正电源辨识检测积累电源转换

[发明专利]一种压电宽频振动换能器的在线系统辨识电路-CN201810895454.8在审
发明人：施阁;杨燕梅;夏银水;李青;郭泽阳;陈君富;朋焱盛 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2018-08-08 - 公布日： 2018-11-16 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电宽频振动换能器的在线系统辨识电路，包括压电换能器、切换开关、采样电阻、信号放大电路、微分电路、滞回比较器、电平转换电路、单片机和电源。单片机先控制切换开关将压电换能器与正电源连接积累能量，稳定后，单片机控制切换开关将换能器与采样电阻连接，积累的能量会使换能器产生的固有共振频率信号，通过信号放大电路和微分电路处理后，得到指数衰减的固有共振频率正弦波，通过滞回比较器电路将正弦波转换成方波，提供过电平转换电路将信号输入给单片机，单片机能通过检测方波频率实现换能器的固有共振频率检测，根据方波脉冲个数可以计算得到振动衰减系数，实现换能器的固有共振频率和振动衰减系数的在线系统辨识。
固有共振频率单片机在线系统换能器电平转换电路信号放大电路振动衰减系数压电换能器振动换能器辨识电路采样电阻切换开关微分电路正弦波宽频压电滞回比较器电路控制切换开关单片机控制滞回比较器方波脉冲方波频率信号输入指数衰减正电源辨识检测积累电源转换

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