阅读说明：本技术 发电门铰链 (Generate electricity door hinge ) 是由 姜长友 于 2018-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种发电门铰链,家装五金领域。该发电铰链利用房门在开启和关闭过程中,通过压电效应,将门的转矩的一部分机械能转化为电能。以为智能锁具等的电池提供充电电能,并且其发电量的大小与使用频率成正比,从而极大地延长智能锁具等的电池续航能力,减少电池的更换和维护,甚至做到免维护和免更换。同时,本发明所提供的发电门铰链在门开启或者关闭状态下可以对周围环境如大楼晃动、人员走动等造成的振动的能量进行转换,从而为提供额外的电池充电电能。同时该发电门铰链可以有效地调节门开启和关闭时的阻尼力矩,从而对开、关门时的操作舒适度进行调节。该发电门铰链尤其适用于酒店、智能家居等应用场合。(The present invention provides a kind of power generation door hinge, house ornamentation field of hardware.The power generation hinge during opening and closing, by piezoelectric effect, converts electric energy for a part of mechanical energy of the torque of door using door.Rechargeable electrical energy is provided with the battery for intelligent lock etc., and the size of its generated energy is directly proportional to frequency of use, to greatly extend the battery durable ability of intelligent lock etc., reduces the replacement and maintenance of battery, or even accomplish non-maintaining and free of replacement.Meanwhile power generation door hinge provided by the present invention can convert the energy of ambient enviroment vibration such as caused by shaking building, personnel walk about etc. in the case where door is turned on or off state, thus to provide additional battery rechargeable electrical energy.The power generation door hinge can effectively adjust damping torque when door opens and closes simultaneously, so that operational comfort split, at closing time is adjusted.The power generation door hinge is particularly suitable for the applications such as hotel, smart home.)

发电门铰链

技术领域

本发明属于家装五金领域，具体涉及一种发电门铰链。

背景技术

指纹锁、磁卡锁、IC卡锁、电子芯片锁、射频锁等智能锁具在用户识别、安全性、用户管理等方面与传统的机械锁具相比有着无可比拟的优越性。随着智能锁具、智能门禁系统等的大面积推广和使用，极大地提高了家居的安全性和便利性。通常来讲，各种智能锁具、门禁系统在使用过程中，需要外界（如电池）提供电能，以保证其正常工作。虽然现有的智能锁具一般对其硬件、软件以及电源管理进行了深度优化，降低其功耗，以延长锁具的电池的更换时间间隔和电池续航能力，但受限于电池技术发展的瓶颈，智能锁具的电池更换、维护依然是智能锁具面临的亟待解决的技术难题。

智能锁具的功能日益强大，其功耗也不断提高。现有的智能锁具不但要实现用户识别、管理锁具的打开和关闭，同时需同无线通信设备进行数据通信和传输，以将锁具的当前状态整合进入整个智能家居系统，因而其功耗将进一步增加。随着使用时间的增加，电池的电量将不断减少，锁具电池的更换与维护不可避免。同时智能锁具电池的续航时间与锁具的使用频率密切相关。特别是在酒店行业，锁具的使用频率极高，因此锁具电池的更换周期更短，如不及时更换电池将导致锁具的无法正常工作。因此，在智能锁具使用数量巨大的行业，其电池电量监控、更换与维护等给企业带来额外的人力成本和费用。同时，更换的废旧电池如被丢弃或处理不当将给环境保护带来极大的压力。随着电池技术的不断发展，电池容量和能量密度的不断提高，在一定程度上延长电池的更换时间，但该问题并不能得到彻底的解决。

本发明的目的是提供一种发电门铰链，已解决背景技术中提出的问题。

该发电门铰链体积紧凑，安装方式与传统的门铰链一致。其采用压电发电的原理，能将门在使用过程中的将门铰链的铰链轴套围绕铰链轴的转动机械能装换为电能，并将该电能为门锁锁具、智能门禁等的电池提供充电电能，从而极大地提高电池的续航时间和电池更换的时间间隔。同时，门具使用越频繁，产生的电能越多，为智能锁具提供的电能也越多。因此，通过该门铰链甚至可以使智能锁具等的电池实现免维护、免更换。同时，该发电门铰链可以调整门开启和关闭时的阻尼力矩，从而对操作舒适度和手感进行调节。

本发明的具体设计方案为： 一种发电门铰链， 包括，门铰链轴套、门铰链转轴、门铰链活页，门铰链轴套围绕门铰链转轴转动； 柔性绳, 柔性绳的一端与门铰链轴套固定连接； 金属片，柔性绳的另一端与金属片连接； 压电能量转换单元，所述的压电能量转换单元包含有弹性压电梁，金属片与弹性压电梁的中间连接； 导线，所述的导线连接在弹性压电梁上，用于将压电能量转换单元产生的电荷输出； 处理电路，所述的处理电路用于将弹性压电梁产生的电荷进行处理，并向外输出； 所述的弹性压电梁产生的电荷通过接导线进入处理电路，将产生的电荷进行整流、变 换电压等处理步骤后，提供给电池的充电电路对电池充电提供电能，所述的处理电路采用 现有技术中已有技术，如整流器、变压器等，将交流电转变为直流电，对充电电池进行充电。

进一步的，柔性绳的另一端通过凹槽轮与金属片固连 , 凹槽轮围绕凹槽轮转轴转 动，对柔性绳的运动起到导向作用。

进一步的，弹性压电梁上设置有左右2个质量块，质量块贯穿于弹性压电梁上，，每个质量块的两侧均设置有2条导线，其目的地是用来降低弹性发电梁的固有频率。

进一步的，所述的所述的压电能量转换单元设置有第一能量转换单元、第二能量转换单元、第三能量转换单元，其中弹性压电梁、质量块、共同构成第一能量转换单元，弹性压电梁、质量块、共同构成第二能量转换单元，弹性压电梁、质量块、构成第三能量转换单元。第一能量转换单元、第二能量转换单元、第三能量转换单元通过导线并联，通过导线延伸出接线端子，电能量转换单元产生的电流通过接线端子输出。

进一步的，所述的金属片的下端设置有弹簧，金属片的下端和弹簧连接，弹簧的下端设置有调节螺钉，弹簧的下端和调节螺钉连接，调节螺钉与通过固定在门铰链活页上的挡块上的螺纹孔连接。

通过旋转调节螺钉，通过弹簧弹簧对金属片施加拉力从而可以对弹性压电梁的预变形量以及柔性绳的预紧力进行调节，从而对弹性压电梁在门从开到关的状态转变过程中的单次发电量进行调节。同时，弹簧和以及通过弹簧对柔性绳的预紧力的调整可以有效地减少快速开门或关门时对弹性压电梁造成的冲击，防止弹性压电梁损坏。

本发明具体有如下的技术效果：采用压电效应，可以将门启闭过程中的绕铰链轴转动的机械能转化为电能，从而有效延长智能锁具电池的更换和维护周期，甚至做到免维护和免更换。具体而言，具有如下技术特征：

1 .发电门铰链可以将门开启和关闭过程中的机械能转化为电能。

2 .弹性压电梁的的预变形量可以调节，因此可以对单次门开启和关闭转换的能量 进行调节。

3.压电梁的数量可以更改，从而对单次发电量进行调节。

4 .发电悬臂梁的固有频率可以调，使得房门在关闭或打开状态下，能够对大地振动、人员走动建筑物内其他振源造成的振动能量进行采集，从而提供充电电能。

5.可以通过改变弹性压电梁的数量来对开启门的手感舒适度进行调节。

6.可以有效的防止门突然开启和关闭造成弹性压电梁的损坏。