本發(fā)明涉及一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,屬于嵌入式技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著生活發(fā)展,社會(huì)進(jìn)步,個(gè)體供暖已被集中供暖所取代。供暖廠雖然對(duì)燃煤所產(chǎn)生的氣體在排放前進(jìn)行的除塵去硫等措施,但卻忽視了排放氣體所攜帶的大量熱量資源。大量廢熱排放到空中,不僅造成了能量的浪費(fèi),而且還加劇了溫室效應(yīng)。目前市場(chǎng)上主要通過水循環(huán)來利用廢熱,對(duì)于廢熱的利用途徑有限并且利用率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,以用于解決水循環(huán)回收廢熱利用率低且利用方式單一的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊包括LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器,閃存單片機(jī)PIC16F877,電阻R1、R2、R4、R6、R7、R8,無極性電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9,可變電阻R3,電位器RP1,NPN型三極管Q1,二極管D1,石英晶體振蕩器X1,橋式整流二極管B1,電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ;
其中LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的1管腳與頻率傳感器4一端相連,頻率傳感器4另一端與無極性電容C9一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的2管腳與無極性電容C1一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的3管腳與無極性電容C2一端相連,無極性電容C2與電阻R1并聯(lián),LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的4管腳與電阻R2一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的5管腳和6管腳為電源輸入端,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的7管腳與可變電阻R3、無極性電容C3依次串聯(lián)后與電阻R2并聯(lián)并接地,無極性電容C1、C2、C9的另一端及電阻R2的另一端接地,無極性電容C3與電阻R2之間的連線上接入橋式整流二極管B1的1端、3端,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的8管腳接地,橋式整流二極管B1的4端與電阻R6一端相連,電阻R6另一端與無極性電容C5的一端及NPN型三極管Q1基極連接,無極性電容C5另一端與二極管D1串聯(lián)后接地,電阻R7、無極性電容C4一端接在電阻R6與NPN型三極管Q1基極之間的連線上,橋式整流二極管B1的2端、電阻R7另一端、無極性電容C4另一端、NPN型三極管Q1發(fā)射極、閃存單片機(jī)PIC16F877的Vss腳接地,NPN型三極管Q1的集電極與電阻R8一端及閃存單片機(jī)PIC16F877的CPP1腳相連,電阻R8另一端與電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ一端、閃存單片機(jī)PIC16F877的VDD腳及電阻R4一端相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ另一端接自供電蓄電裝置,無極性電容C6一端接入電阻R4另一端與電位器RP1之間,無極性電容C6的另一端與閃存單片機(jī)PIC16F877的MCLR/VPP腳相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的RA1/AN1腳與電位器RP1相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的OSC1腳與石英晶體振蕩器X1的一端相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的OSC2腳與石英晶體振蕩器X1另一端相連,無極性電容C7與無極性電容C8串聯(lián)后與石英晶體振蕩器X1并聯(lián),閃存單片機(jī)PIC16F877的RC0/TICK1腳與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連。
所述全局實(shí)時(shí)控速模塊包括TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,MCU微控制單元,電阻R5,無極性電容C10,二極管D2、D3,增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2;實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與二極管D2正極、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的源極相連,二極管D2負(fù)極與無極性電容C10一端、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的漏極及電阻R5一端相連,無極性電容C10、電阻R5另一端與TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VCC端相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器GND腳、PGND1腳、PGND2腳及增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的柵極接地,MCU微控制單元引腳與TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與局部變速模塊中變速馬達(dá)26(圖5中M11、M22)相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VM1、VM2、VM3腳與二極管D3負(fù)極及增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極相連,二極管D3正極、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極接自供電蓄電裝置,增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極接地。
所述局部變速模塊包括變速器驅(qū)動(dòng)盤21、變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22、齒輪變速推動(dòng)軸承23、齒輪變速推動(dòng)桿24、齒輪變速推動(dòng)片25、變速馬達(dá)26、主動(dòng)齒輪27、主動(dòng)齒輪同步器28、從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29、變速器從動(dòng)齒輪30、變速馬達(dá)固定桿32、從動(dòng)齒輪同步器33、推動(dòng)片傳動(dòng)葉34;
其中變速器驅(qū)動(dòng)盤21一側(cè)與驅(qū)動(dòng)盤外殼11相接,變速器驅(qū)動(dòng)盤21另一側(cè)與變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22相連,變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22再與主動(dòng)齒輪27相連,變速馬達(dá)26固定在變速馬達(dá)固定桿32上,變速馬達(dá)固定桿32與熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3相固定,變速馬達(dá)26與齒輪變速推動(dòng)桿24相接且與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,齒輪變速推動(dòng)桿24與齒輪變速推動(dòng)片25之間有齒輪變速推動(dòng)軸承23,齒輪變速推動(dòng)片25與主動(dòng)齒輪27相連且中間為齒輪變速推動(dòng)軸承23,變速器從動(dòng)齒輪30安裝在變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,主動(dòng)齒輪27上安裝有主動(dòng)齒輪同步器28和推動(dòng)片傳動(dòng)葉34,變速器從動(dòng)齒輪30上安裝有從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29和從動(dòng)齒輪同步器33,推動(dòng)片傳動(dòng)葉34與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29相連,主動(dòng)齒輪同步器28與從動(dòng)齒輪同步器33相連。
所述傳動(dòng)模塊包括傳動(dòng)軸20、傳動(dòng)齒輪31;其中傳動(dòng)軸20固定在冷腔6的表面,傳動(dòng)齒輪31固定在傳動(dòng)軸20上,傳動(dòng)齒輪31與變速器從動(dòng)齒輪30相接。
所述自供電蓄電裝置模塊包括電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ、運(yùn)算放大器U1、NPN型三極管Q2、蓄電池;霍爾元件14與運(yùn)算放大器U1和電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ與蓄電池相連,運(yùn)算放大器U1輸出端與NPN型三極管Q2的基極相連,蓄電池與NPN型三極管Q2的集電極相連,NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地。
本發(fā)明的工作原理是:
本裝置廢熱通過熱發(fā)動(dòng)機(jī)中熱冷腔之間的氣體交換,將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,從而使熱發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)盤外殼11開始運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)盤外殼11在運(yùn)動(dòng)過程中,一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為自身電能用于驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)盤外殼11的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè),另一部分動(dòng)能則通過驅(qū)動(dòng)盤外殼11和變速器驅(qū)動(dòng)盤21之間的咬合傳遞到局部變速模塊上。實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊將檢測(cè)到的熱發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息傳遞給全局實(shí)時(shí)控速模塊,全局實(shí)時(shí)控速模塊根據(jù)內(nèi)置相應(yīng)規(guī)則調(diào)動(dòng)局部變速模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整,從而將穩(wěn)定的動(dòng)能通過傳動(dòng)模塊輸出到外界。
熱發(fā)動(dòng)機(jī)以斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)原理為基礎(chǔ),在熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱腔2中充裝有惰性氣體,當(dāng)攜帶大量廢熱的介質(zhì)通過發(fā)動(dòng)機(jī)吸熱模塊1時(shí),熱量由吸熱模塊1傳遞至熱腔2,熱腔2中的惰性氣體受熱迅速膨脹,推動(dòng)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13通過熱腔傳動(dòng)連接桿12推動(dòng)驅(qū)動(dòng)盤外殼11,驅(qū)動(dòng)盤外殼11在運(yùn)動(dòng)時(shí),通過冷腔6的冷腔傳動(dòng)連接桿5帶動(dòng)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9運(yùn)動(dòng),隨著冷腔6體積增大,壓強(qiáng)減小,熱腔2中的氣體通過熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3被吸入冷腔6中,通過冷腔6的冷卻模塊7,冷腔6中氣體的熱量迅速流失,冷腔6中的壓強(qiáng)隨著氣體體積的減小而減小,在驅(qū)動(dòng)盤外殼11的慣性帶動(dòng)下,冷腔6中的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9往回運(yùn)動(dòng),將冷腔6的氣體通過冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8重新擠入熱腔2中,如此不斷加熱和冷卻氣體,就可以使驅(qū)動(dòng)盤外殼11連續(xù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)盤外殼11在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程中,將初始動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了兩部分,一部分轉(zhuǎn)化為了用于自身使用的電能,另一部分則通過與驅(qū)動(dòng)盤外殼11相咬合的變速器驅(qū)動(dòng)盤21傳遞到局部變速模塊中進(jìn)行最終動(dòng)能輸出前的調(diào)整。
驅(qū)動(dòng)盤外殼11上安裝有一個(gè)重力塊18,以此來提供連續(xù)運(yùn)動(dòng)必要的初始重力勢(shì)能。驅(qū)動(dòng)盤外殼11中心處保留一處驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,在驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19的正上方和正下方安裝有頻率傳感器4,用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)盤外殼11的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)盤外殼11靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空區(qū)域,在驅(qū)動(dòng)盤外殼11中央鏤空區(qū)域上表面為圓形永磁鐵N極15,在驅(qū)動(dòng)盤外殼11中央鏤空區(qū)域下表面為圓形永磁鐵S極16,在驅(qū)動(dòng)盤外殼11中央鏤空區(qū)域的上表面與下表面中間,安置有霍爾元件14并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上。驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10也為鏤空設(shè)計(jì),驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10中央為導(dǎo)線,用于電能的傳遞。
在實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊中,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端將持續(xù)不斷的發(fā)出檢測(cè)信號(hào),在驅(qū)動(dòng)盤外殼11轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,只有當(dāng)檢測(cè)信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)盤外殼11上預(yù)留的驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19時(shí),頻率傳感器4的信號(hào)接收端才能接受到發(fā)射端發(fā)出的信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)盤外殼11的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)。頻率傳感器4的信號(hào)接收端將檢測(cè)到的速度信息傳遞給LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器將接收到的速度頻率信息轉(zhuǎn)換成變化的電壓信號(hào),然后通過電阻進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,最后將轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)傳遞給CMOS閃存單片機(jī)PIC16F877,CMOS閃存單片機(jī)PIC16F877根據(jù)事先燒錄好的規(guī)則將接收到的電壓信號(hào)以電平信號(hào)的形式傳遞給TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
在全局實(shí)時(shí)控速模塊中,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊傳來的電平信號(hào)傳遞給MCU微控制單元,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將接收到的電平信號(hào)傳遞給MCU微控制單元,MCU微控制單元在接收到不同的電平信號(hào)后進(jìn)行分析與反饋,將分析后的結(jié)果反饋給TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器再根據(jù)接收到的MCU微控制單元發(fā)來的不同電平信號(hào)對(duì)應(yīng)的命令來調(diào)動(dòng)不同的變速馬達(dá)26進(jìn)行運(yùn)作。
全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊直接相連,在局部變速模塊中,變速馬達(dá)26安裝在一個(gè)變速馬達(dá)固定桿32上,變速馬達(dá)固定桿32安裝在熱發(fā)動(dòng)機(jī)的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3上。局部變速模塊中變速器驅(qū)動(dòng)盤21與熱發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)盤外殼11相咬合。通過與熱發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)盤外殼11的咬合,使得動(dòng)能從熱發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到局部變速模塊。變速器驅(qū)動(dòng)盤21與變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22為一體結(jié)構(gòu),變速器驅(qū)動(dòng)盤21轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上固定有多個(gè)大小不同的主動(dòng)齒輪27。變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)上面所有的主動(dòng)齒輪27進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。變速馬達(dá)26與齒輪變速推動(dòng)桿24相接,齒輪變速推動(dòng)桿24與齒輪變速推動(dòng)片25之間有齒輪變速推動(dòng)軸承23,齒輪變速推動(dòng)片25與主動(dòng)齒輪27中間為齒輪變速推動(dòng)軸承23。變速器從動(dòng)齒輪30安裝在變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上。主動(dòng)齒輪27安裝有主動(dòng)齒輪同步器28和推動(dòng)片傳動(dòng)葉34,變速器從動(dòng)齒輪30安裝有從動(dòng)齒輪同步器33和從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29。頻率傳感器4將檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)速信息經(jīng)過LM2907 頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換傳遞給MCU微控制單元,MCU微控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)的最佳轉(zhuǎn)速向不同的變速馬達(dá)26下達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)命令。變速馬達(dá)26在接收到運(yùn)轉(zhuǎn)命令后開始沿變速馬達(dá)固定桿32運(yùn)動(dòng),同時(shí)推動(dòng)齒輪變速推動(dòng)桿24進(jìn)行運(yùn)動(dòng),變速齒輪推動(dòng)桿24推動(dòng)齒輪變速推動(dòng)片25,齒輪變速推動(dòng)片25帶動(dòng)主動(dòng)齒輪同步器28和推動(dòng)片傳動(dòng)葉34向變速器從動(dòng)齒輪30靠近。主動(dòng)齒輪同步器28首先與從動(dòng)齒輪同步器33接觸,使主動(dòng)齒輪27與變速器從動(dòng)齒輪30之間的轉(zhuǎn)速差縮小,在主動(dòng)齒輪同步器28與從動(dòng)齒輪同步器33完全接觸后,變速器從動(dòng)齒輪30實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度與主動(dòng)齒輪同步器28的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度完全一致,此時(shí)兩者的相對(duì)速度為0。推動(dòng)片傳動(dòng)葉34與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29為長(zhǎng)方形鋼條,許多個(gè)推動(dòng)片傳動(dòng)葉34均勻的安裝在主動(dòng)齒輪27的圓周上。許多個(gè)從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29均勻的安裝在變速器從動(dòng)齒輪30的圓周上。在齒輪變速推動(dòng)桿24的推動(dòng)下,齒輪變速推動(dòng)片25帶動(dòng)推動(dòng)片傳動(dòng)葉34與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29相互接觸并最終完全插入從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉之間的空隙中,此時(shí)推動(dòng)片傳動(dòng)葉34與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29之間相互咬合,完成變速過程。局部變速模塊與傳動(dòng)模塊直接相連,傳動(dòng)模塊包括傳動(dòng)齒輪31,傳動(dòng)軸20。傳動(dòng)軸20固定在熱發(fā)動(dòng)機(jī)的冷腔6的表面上,傳動(dòng)軸20上有多組大小不同的傳動(dòng)齒輪31,用于配合變速器從動(dòng)齒輪30完成變速及傳動(dòng)過程。
自供電蓄電裝置模塊包括霍爾元件14,電壓調(diào)整器Ⅱ,運(yùn)算放大器,NPN型三極管,蓄電池?;魻栐?4與運(yùn)算放大器和電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ與蓄電池相連。蓄電池與NPN型三極管C端相連,NPN型三極管E端接地。熱發(fā)動(dòng)機(jī)上的霍爾元件14在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng),通過霍爾元件14產(chǎn)生的電流經(jīng)過運(yùn)算放大器和電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ的放大和調(diào)節(jié),最后一部分存儲(chǔ)在蓄電池中,另一部分用于維持自身模塊的正常用電需求。
傳動(dòng)模塊最終將動(dòng)力傳出去,可以用來驅(qū)動(dòng)大型磁感發(fā)電機(jī)等。
本發(fā)明的有益效果是:通過本裝置,可以實(shí)現(xiàn)熱能向電能的轉(zhuǎn)換,對(duì)工廠而言這勢(shì)必會(huì)節(jié)約總體成本,對(duì)環(huán)境而言,也有利于減緩溫室效應(yīng)的加重。
附圖說明
圖1為本發(fā)明熱發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖;
圖2為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)盤模塊結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊電路圖一;
圖4為本發(fā)明實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊電路圖二;
圖5為本發(fā)明全局實(shí)時(shí)控速模塊電路圖;
圖6為本發(fā)明局部變速模塊結(jié)構(gòu)圖;
圖7為本發(fā)明自供電蓄電裝置模塊電路圖;
圖中各標(biāo)號(hào):1-吸熱模塊,2-熱腔,3-熱冷單向氣體流通導(dǎo)管,4-頻率傳感器,5-冷腔傳動(dòng)連接桿,6-冷腔,7-冷卻模塊,8-冷熱單向氣體流通導(dǎo)管,9-被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞,10-驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿,11-驅(qū)動(dòng)盤外殼,12-熱腔傳動(dòng)連接桿,13-主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞,14-霍爾元件,15-永磁鐵N極,16-永磁鐵S極,17-傳動(dòng)桿固定模塊,18-重力塊,19-驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔,20-傳動(dòng)軸,21-變速器驅(qū)動(dòng)盤,22-變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸,23-齒輪變速推動(dòng)軸承,24-齒輪變速推動(dòng)桿,25-齒輪變速推動(dòng)片,26-變速馬達(dá),27-主動(dòng)齒輪,28-主動(dòng)齒輪同步器,29-從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉,30-變速器從動(dòng)齒輪,31-傳動(dòng)齒輪,32-變速馬達(dá)固定桿,33-從動(dòng)齒輪同步器,34-推動(dòng)片傳動(dòng)葉。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:如圖1-7所示,一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊包括LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器,閃存單片機(jī)PIC16F877,電阻R1、R2、R4、R6、R7、R8,無極性電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9,可變電阻R3,電位器RP1,NPN型三極管Q1,二極管D1,石英晶體振蕩器X1,橋式整流二極管B1,電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ;
其中LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的1管腳與頻率傳感器4一端相連,頻率傳感器4另一端與無極性電容C9一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的2管腳與無極性電容C1一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的3管腳與無極性電容C2一端相連,無極性電容C2與電阻R1并聯(lián),LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的4管腳與電阻R2一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的5管腳和6管腳為電源輸入端,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的7管腳與可變電阻R3、無極性電容C3依次串聯(lián)后與電阻R2并聯(lián)并接地,無極性電容C1、C2、C9的另一端及電阻R2的另一端接地,無極性電容C3與電阻R2之間的連線上接入橋式整流二極管B1的1端、3端,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的8管腳接地,橋式整流二極管B1的4端與電阻R6一端相連,電阻R6另一端與無極性電容C5的一端及NPN型三極管Q1基極連接,無極性電容C5另一端與二極管D1串聯(lián)后接地,電阻R7、無極性電容C4一端接在電阻R6與NPN型三極管Q1基極之間的連線上,橋式整流二極管B1的2端、電阻R7另一端、無極性電容C4另一端、NPN型三極管Q1發(fā)射極、閃存單片機(jī)PIC16F877的Vss腳接地,NPN型三極管Q1的集電極與電阻R8一端及閃存單片機(jī)PIC16F877的CPP1腳相連,電阻R8另一端與電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ一端、閃存單片機(jī)PIC16F877的VDD腳及電阻R4一端相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ另一端接自供電蓄電裝置,無極性電容C6一端接入電阻R4另一端與電位器RP1之間,無極性電容C6的另一端與閃存單片機(jī)PIC16F877的MCLR/VPP腳相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的RA1/AN1腳與電位器RP1相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的OSC1腳與石英晶體振蕩器X1的一端相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的OSC2腳與石英晶體振蕩器X1另一端相連,無極性電容C7與無極性電容C8串聯(lián)后與石英晶體振蕩器X1并聯(lián),閃存單片機(jī)PIC16F877的RC0/TICK1腳與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連。
所述全局實(shí)時(shí)控速模塊包括TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,MCU微控制單元,電阻R5,無極性電容C10,二極管D2、D3,增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2;實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與二極管D2正極、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的源極相連,二極管D2負(fù)極與無極性電容C10一端、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的漏極及電阻R5一端相連,無極性電容C10、電阻R5另一端與TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VCC端相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器GND腳、PGND1腳、PGND2腳及增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的柵極接地,MCU微控制單元引腳與TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與局部變速模塊相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VM1、VM2、VM3腳與二極管D3負(fù)極及增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極相連,二極管D3正極、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極接自供電蓄電裝置,增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極接地。
所述局部變速模塊包括變速器驅(qū)動(dòng)盤21、變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22、齒輪變速推動(dòng)軸承23、齒輪變速推動(dòng)桿24、齒輪變速推動(dòng)片25、變速馬達(dá)26、主動(dòng)齒輪27、主動(dòng)齒輪同步器28、從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29、變速器從動(dòng)齒輪30、變速馬達(dá)固定桿32、從動(dòng)齒輪同步器33、推動(dòng)片傳動(dòng)葉34;
其中變速器驅(qū)動(dòng)盤21一側(cè)與驅(qū)動(dòng)盤外殼11相接,變速器驅(qū)動(dòng)盤21另一側(cè)與變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22相連,變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22再與主動(dòng)齒輪27相連,變速馬達(dá)26固定在變速馬達(dá)固定桿32上,變速馬達(dá)固定桿32與熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3相固定,變速馬達(dá)26與齒輪變速推動(dòng)桿24相接且與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,齒輪變速推動(dòng)桿24與齒輪變速推動(dòng)片25之間有齒輪變速推動(dòng)軸承23,齒輪變速推動(dòng)片25與主動(dòng)齒輪27相連且中間為齒輪變速推動(dòng)軸承23,變速器從動(dòng)齒輪30安裝在變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,主動(dòng)齒輪27上安裝有主動(dòng)齒輪同步器28和推動(dòng)片傳動(dòng)葉34,變速器從動(dòng)齒輪30上安裝有從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29和從動(dòng)齒輪同步器33,推動(dòng)片傳動(dòng)葉34與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29相連,主動(dòng)齒輪同步器28與從動(dòng)齒輪同步器33相連。
所述傳動(dòng)模塊包括傳動(dòng)軸20、傳動(dòng)齒輪31;其中傳動(dòng)軸20固定在冷腔6的表面,傳動(dòng)齒輪31固定在傳動(dòng)軸20上,傳動(dòng)齒輪31與變速器從動(dòng)齒輪30相接。
所述自供電蓄電裝置模塊包括電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ、運(yùn)算放大器U1、NPN型三極管Q2、蓄電池;霍爾元件14與運(yùn)算放大器U1和電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ與蓄電池相連,運(yùn)算放大器U1輸出端與NPN型三極管Q2的基極相連,蓄電池與NPN型三極管Q2的集電極相連,NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地。
實(shí)施例2:如圖1-7所示,一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊包括LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器,閃存單片機(jī)PIC16F877,電阻R1、R2、R4、R6、R7、R8,無極性電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9,可變電阻R3,電位器RP1,NPN型三極管Q1,二極管D1,石英晶體振蕩器X1,橋式整流二極管B1,電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ;
其中LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的1管腳與頻率傳感器4一端相連,頻率傳感器4另一端與無極性電容C9一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的2管腳與無極性電容C1一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的3管腳與無極性電容C2一端相連,無極性電容C2與電阻R1并聯(lián),LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的4管腳與電阻R2一端相連,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的5管腳和6管腳為電源輸入端,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的7管腳與可變電阻R3、無極性電容C3依次串聯(lián)后與電阻R2并聯(lián)并接地,無極性電容C1、C2、C9的另一端及電阻R2的另一端接地,無極性電容C3與電阻R2之間的連線上接入橋式整流二極管B1的1端、3端,LM2907頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的8管腳接地,橋式整流二極管B1的4端與電阻R6一端相連,電阻R6另一端與無極性電容C5的一端及NPN型三極管Q1基極連接,無極性電容C5另一端與二極管D1串聯(lián)后接地,電阻R7、無極性電容C4一端接在電阻R6與NPN型三極管Q1基極之間的連線上,橋式整流二極管B1的2端、電阻R7另一端、無極性電容C4另一端、NPN型三極管Q1發(fā)射極、閃存單片機(jī)PIC16F877的Vss腳接地,NPN型三極管Q1的集電極與電阻R8一端及閃存單片機(jī)PIC16F877的CPP1腳相連,電阻R8另一端與電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ一端、閃存單片機(jī)PIC16F877的VDD腳及電阻R4一端相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅰ另一端接自供電蓄電裝置,無極性電容C6一端接入電阻R4另一端與電位器RP1之間,無極性電容C6的另一端與閃存單片機(jī)PIC16F877的MCLR/VPP腳相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的RA1/AN1腳與電位器RP1相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的OSC1腳與石英晶體振蕩器X1的一端相連,閃存單片機(jī)PIC16F877的OSC2腳與石英晶體振蕩器X1另一端相連,無極性電容C7與無極性電容C8串聯(lián)后與石英晶體振蕩器X1并聯(lián),閃存單片機(jī)PIC16F877的RC0/TICK1腳與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連。
實(shí)施例3:如圖1-7所示,一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
所述全局實(shí)時(shí)控速模塊包括TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,MCU微控制單元,電阻R5,無極性電容C10,二極管D2、D3,增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2;實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與二極管D2正極、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的源極相連,二極管D2負(fù)極與無極性電容C10一端、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的漏極及電阻R5一端相連,無極性電容C10、電阻R5另一端與TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VCC端相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器GND腳、PGND1腳、PGND2腳及增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M1的柵極接地,MCU微控制單元引腳與TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與局部變速模塊相連,TB6612FNG直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VM1、VM2、VM3腳與二極管D3負(fù)極及增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極相連,二極管D3正極、增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極接自供電蓄電裝置,增強(qiáng)型P-MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極接地。
實(shí)施例4:如圖1-7所示,一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
所述局部變速模塊包括變速器驅(qū)動(dòng)盤21、變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22、齒輪變速推動(dòng)軸承23、齒輪變速推動(dòng)桿24、齒輪變速推動(dòng)片25、變速馬達(dá)26、主動(dòng)齒輪27、主動(dòng)齒輪同步器28、從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29、變速器從動(dòng)齒輪30、變速馬達(dá)固定桿32、從動(dòng)齒輪同步器33、推動(dòng)片傳動(dòng)葉34;
其中變速器驅(qū)動(dòng)盤21一側(cè)與驅(qū)動(dòng)盤外殼11相接,變速器驅(qū)動(dòng)盤21另一側(cè)與變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22相連,變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22再與主動(dòng)齒輪27相連,變速馬達(dá)26固定在變速馬達(dá)固定桿32上,變速馬達(dá)固定桿32與熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3相固定,變速馬達(dá)26與齒輪變速推動(dòng)桿24相接且與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,齒輪變速推動(dòng)桿24與齒輪變速推動(dòng)片25之間有齒輪變速推動(dòng)軸承23,齒輪變速推動(dòng)片25與主動(dòng)齒輪27相連且中間為齒輪變速推動(dòng)軸承23,變速器從動(dòng)齒輪30安裝在變速器轉(zhuǎn)動(dòng)軸22上,主動(dòng)齒輪27上安裝有主動(dòng)齒輪同步器28和推動(dòng)片傳動(dòng)葉34,變速器從動(dòng)齒輪30上安裝有從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29和從動(dòng)齒輪同步器33,推動(dòng)片傳動(dòng)葉34與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)葉29相連,主動(dòng)齒輪同步器28與從動(dòng)齒輪同步器33相連。
實(shí)施例5:如圖1-7所示,一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
所述自供電蓄電裝置模塊包括電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ、運(yùn)算放大器U1、NPN型三極管Q2、蓄電池;霍爾元件14與運(yùn)算放大器U1和電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ相連,電壓調(diào)節(jié)器Ⅱ與蓄電池相連,運(yùn)算放大器U1輸出端與NPN型三極管Q2的基極相連,蓄電池與NPN型三極管Q2的集電極相連,NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地。
實(shí)施例6:如圖1-7所示,一種基于嵌入式的廢熱回收再利用發(fā)電裝置,包括熱發(fā)動(dòng)機(jī)、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、全局實(shí)時(shí)控速模塊、局部變速模塊、傳動(dòng)模塊和自供電蓄電裝置;熱介質(zhì)導(dǎo)體與熱發(fā)動(dòng)機(jī)熱端相連,熱發(fā)動(dòng)機(jī)與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、局部變速模塊相連,實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊與全局實(shí)時(shí)控速模塊相連,全局實(shí)時(shí)控速模塊與局部變速模塊相連,局部變速模塊與傳動(dòng)模塊相連,自供電蓄電裝置存儲(chǔ)電能并為所有模塊提供電力;
所述熱發(fā)動(dòng)機(jī)包括吸熱模塊1、熱腔2、熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3、頻率傳感器4、冷腔6、冷卻模塊7、冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8、驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10和驅(qū)動(dòng)盤模塊,所述熱腔2由熱腔傳動(dòng)連接桿12和主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13組成,所述冷腔6由冷腔傳動(dòng)連接桿5和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9的組成,所述驅(qū)動(dòng)盤模塊包括驅(qū)動(dòng)盤外殼11、霍爾元件14、永磁鐵N極15、永磁鐵S極16、傳動(dòng)桿固定模塊17、重力塊18和驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19;
所述吸熱模塊1與熱腔2的外側(cè)相連,冷卻模塊7與冷腔6的外側(cè)相連,被動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞9與冷腔傳動(dòng)連接桿5相連,主動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞13與熱腔傳動(dòng)連接桿12相連,熱腔2的內(nèi)側(cè)與冷腔6的內(nèi)側(cè)之間分別由兩個(gè)流通方向不同的熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8連接,頻率傳感器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端分別安裝在熱冷單向氣體流通導(dǎo)管3和冷熱單向氣體流通導(dǎo)管8上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11安裝在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11上下兩個(gè)表面均安裝有一個(gè)傳動(dòng)桿固定模塊17,重力塊18固定在驅(qū)動(dòng)盤外殼11上表面上,驅(qū)動(dòng)盤外殼11邊緣處有驅(qū)動(dòng)盤實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)孔19,驅(qū)動(dòng)盤外殼11內(nèi)部靠近驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10處為鏤空設(shè)計(jì),鏤空處內(nèi)部上表面固定有永磁鐵N極15,鏤空處內(nèi)部下表面固定有永磁鐵S極16,霍爾元件14位于永磁鐵兩極的中間并固定在驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)桿10上,傳動(dòng)桿固定模塊17與熱腔傳動(dòng)連接桿12、冷腔傳動(dòng)連接桿5連接。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明,但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。