一種監測裝置的制造方法
【專利摘要】為了解決現有監測設備供電或更換電池困難的技術問題，本實用新型的監測裝置，包括外殼以及設置在外殼內的發電模組和電路板；所述電路板上設置有能量收集模塊、監測功能模塊和信號收發模塊；所述能量收集模塊與發電模組連接，用于存儲發電模組產生的電能；所述能量收集模塊為監測功能模塊和信號收發模塊提供電能；所述監測功能模塊與信號收發模塊連接；所述發電模組包括基板、設置于基板上的重錘、傳動件、線圈、永磁體和軟磁體；所述重錘通過所述傳動件與永磁體連接，并可帶動所述永磁體轉動；所述永磁體同時位于所述軟磁體內；所述線圈與所述軟磁體相鄰，并且線圈的軸向與永磁體的轉動軸線垂直；所述永磁體沿與其旋轉軸線垂直的方向充磁；所述線圈與所述能量收集模塊連接。
【專利說明】
一種監測裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種監測裝置，尤其涉及一種無源檢測監測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，大型橋梁或鐵路等基礎設施，在長時間運行過程中，需要對其運行狀況和機械結構進行實時或定時監測，并將監測信息發送至終端設備，以對設施運行狀態進行了解，或考慮對橋梁鐵路等進行維護和加固等措施；另外在野生動物保護中，需要對一些珍稀野生動物進行實時或定時監測，并將監測信息發送至終端設備，以對野生動物的健康信息或活動區域進行了解和評估。在對橋梁、鐵路等設施的監測以及野生動物保護監測等領域，監測設備廣泛地應用，而對于監測設備的電源一般有兩種解決方法:在橋梁鐵路監測領域，一般需安裝一條電源線，將監測設備直接接入市電網絡中；在野生動物保護監測領域，監測設備自帶有一定容量的電池，能夠在一定時間內使用。
[0003]但是在橋梁、鐵路監測領域，監測設備一般需安裝在遠離城市的偏遠地帶或者山區林區等，使用較長一段時間后，對其維護和維修都非常麻煩，不僅浪費時間而且人工費用昂貴;野生動物保護監測領域，監測設備在使用一段時間后(常見的一兩個月左右)，需要對其進行更換電池，而更換電池需要對野生動物進行捕捉或麻醉，對野生動物傷害比較大，甚至對其生命健康有影響(如麻醉大象)。
【實用新型內容】
[0004]為了解決現有監測設備供電或更換電池困難的技術問題，本實用新型提供了一種新的監測裝置。
[0005]本實用新型的監測裝置包括:
[0006]包括外殼以及設置在外殼內用于產生電能的發電模組、電路板;所述電路板上設置有用于收集電能的能量收集模塊、用于產生監測信號的監測功能模塊和用于發射監測信號或接收控制指令的信號收發模塊，所述能量收集模塊為監測功能模塊和信號收發模塊提供電能;所述能量收集模塊與發電模組連接，所述監測功能模塊與信號收發模塊連接；
[0007]所述發電模組包括基板、設置于基板上的重錘、傳動件、線圈、永磁體和軟磁體；
[0008]所述重錘通過所述傳動件與永磁體連接，并可帶動所述永磁體轉動；所述永磁體沿與其旋轉軸線垂直的方向充磁；
[0009]所述永磁體同時位于所述軟磁體內；
[0010]所述線圈與所述軟磁體相鄰，并且線圈的軸向與永磁體的轉動軸線垂直；
[0011]所述線圈與所述能量收集模塊連接。
[0012]本實用新型的監測裝置，通過增加發電模組，可以自動收集監控對象在震動或運動狀態下產生的機械能，將收集到的機械能轉換為電能，用收集到的電能驅動監測裝置的電子元件，以實現對監測對象的實時或定時監測。本實用新型的發電模組，結構設計合理，占用空間小，可以實現整個監測裝置的小型化。并且可以有效收集監測對象的振動或運動能量，發電效率高。
[0013]進一步的，所述重錘靠近基板的一側設置有可與重錘同步轉動的重錘齒輪。
[0014]進一步的，所述傳動件為齒輪組;所述齒輪組包括相互連接的始端從動輪和末端從動輪;所述始端從動輪連接至所述重錘齒輪;所述末端從動輪與所述永磁體可同軸轉動的相互固定連接。
[0015]進一步的，所述永磁體為環狀，所述環狀的永磁體同軸設置于所述末端從動輪上；所述軟磁體上具有容納孔，所述永磁體位于所述容納孔內。
[0016]進一步的，所述軟磁體為板狀，所述板狀軟磁體所在的平面與永磁體的轉動軸線垂直。
[0017]進一步的，所述齒輪組設置于所述基板上;所述發電模組還包括壓板，所述壓板設置于所述基板上，并位于所述齒輪組的遠離基板的一側，以對所述齒輪組進行限位。
[0018]進一步的，所述線圈包括柱狀體及繞設于所述柱狀體上的線束;所述軟磁體至少局部穿設于所述柱狀體內。
[0019]進一步的，所述重錘包括重錘錘邊和重錘錘面。
[0020]進一步的，所述能量收集模塊包括相互連接的整流濾波模塊和儲能模塊。
[0021 ]進一步的，所述監測功能模塊包括相互連接的感應模塊、AD轉換模塊和控制模塊。
[0022]進一步的，所述信號收發模塊包括信號接收模塊和信號發射模塊。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型監測裝置的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型能量收集模塊的示意圖；
[0025]圖3為本實用新型監測功能模塊和信號收發模塊的示意圖；
[0026]圖4為本實用新型發電模組的結構示意圖；
[0027]圖5為本實用新型發電模組的爆炸圖。
[0028]外殼100、上殼101、下殼102;
[0029]發電模組200;重錘201、重錘錘邊202、重錘錘面203、齒輪組204、重錘齒輪205、線圈206、永磁體208、軟磁體209、基板210、壓板211、軸承212 ；
[0030]電路板300、整流濾波模塊301、監測功能模塊302，信號發射模塊303。
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0032]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“軸向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0033]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“設置”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0034]如圖1所示，本實用新型提供了一種監測裝置，所述監測裝置包括外殼100，位于外殼100內部用于產生電能的發電模組200和電路板300。進一步，所述外殼100包括上殼101和下殼102，所述上殼101和下殼102閉合后可以限定出用于容納發電模組200和電路板300的容納空間。
[0035]本實用新型的電路板300上設置有能量收集模塊301、監測功能模塊302和信號收發模塊303。所述能量收集模塊301用于為監測功能模塊302和信號收發模塊303提供電能。如圖2所示，所述能量收集模塊301包括相互連接的整流濾波模塊和儲能模塊，所述整流濾波模塊與發電模組200連接，用于對發電模組產生的電流信號進行整流和濾波，所述儲能模塊用于存儲發電模組產生的電能，所述儲能模塊可以為超級電容或鋰電池。如圖3所示，所述監測功能模塊302和信號收發模塊303相連，所述監測功能模塊302包括相互連接的感應模塊、AD轉換模塊和控制模塊，所述感應模塊用于采集被監測對象的數據，如可以為振動傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器或壓力傳感器等感應電子器件;所述AD轉換模塊用于將感應模塊輸入的模擬信號轉換成數字信號，并將數字信號傳送給控制模塊。所述控制模塊用于對感應模塊采集到的數據進行存儲和處理，并控制信號收發模塊303發送相應監測信號給監測終端，或者從監測終端接收控制信號。所述信號收發模塊303包括信號接收模塊和信號發射模塊。
[0036]發電模組200用于將監測裝置在振動或擺動等運動狀態下的動能轉換為電能，具體結構如圖4和圖5所示。
[0037]該發電模組200包括重錘201，齒輪組204、線圈206、永磁體208、軟磁體209、基板210、壓板 211。
[0038]基板210作為整個發電模組的載體，用于承載發電模組200中的其他部件。
[0039]壓板211相對于基板210平行的固定于基板210上。
[0040]齒輪組204設置于基板210和壓板211之間，用于對重錘201的低速擺動轉化為高速轉動。通過基板210和壓板208的限位作用，可有效避免齒輪組204中的齒輪出現軸向滑動和徑向晃動。
[0041]上述齒輪組204至少包括始端從動輪和末端從動輪，根據所需達到的提速效果，從動輪的個數可進行調整。齒輪組204內的多個從動齒輪相互嚙合進行傳動。
[0042]重錘201靠近基板210的一側設置有重錘齒輪205，所述重錘201與重錘齒輪205固定連接，并可同軸轉動。所述齒輪組204的始端從動輪與重錘齒輪205相互嚙合，可在重錘齒輪205的帶動下轉動?；?10上設置有軸承212，在重錘201的軸心處通過螺釘將重錘201可轉動的設置于軸承212上。將重錘齒輪205連接至齒輪組204的始端從動輪，從而實現重錘201帶動齒輪組204轉動。具體的，所述重錘201包括固定連接的重錘錘邊202和重錘錘面203。
[0043]永磁體208為圓環狀，由一個工件沿與永磁體旋轉軸線垂直的徑向充磁后在其內部形成沿其軸徑向分布的兩個磁極，也可以說永磁體208的N極和S極連線與其旋轉軸線垂直。
[0044]圓環狀的永磁體208套設于齒輪組204的末端從動輪的轉軸上，并可以該轉軸為旋轉軸隨末端從動輪同步轉動，從而在永磁體208所在平面內產生變化的磁場。
[0045]軟磁體209固定于基板210上，軟磁體209大體呈板狀，軟磁體209位于永磁體208所在平面內。軟磁體209上開設有圓形的容納孔，永磁體208位于該容納孔內。軟磁體209在永磁體208的磁場作用下，在軟磁體209內部及周圍產生磁場。并且隨著永磁體208的轉動，軟磁體209四周的磁場會同步變化。
[0046]線圈206整體呈柱狀，包括柱狀體及繞設于所述柱狀體上的線束(通常為漆包線)，線圈206的軸向即為該柱狀體的軸向。
[0047]軟磁體209的局部穿設于線圈206內，并且在線圈206的徑向上，線圈206部分位于軟磁體209—側，部分位于軟磁體209另一側。線圈206的軸向與永磁體208的轉動軸向垂直。
[0048]電路板300固定于基板210上，并與線圈206電連接。當永磁體208轉動時，線圈206中的磁通量發生變化，從而在線圈206內產生電能，電能被傳輸到電路板300上，通過整流濾波模塊301存儲在儲能模塊中。
[0049]本實用新型的監測裝置的工作過程如下:
[0050]當監測裝置處于振動或擺動等運動過程中，重錘201和重錘齒輪205同步擺動，重錘齒輪205與齒輪組204的始端從動輪相互嚙合，帶動齒輪組204的末端從動輪高速轉動。固定于末端從動輪上的永磁體208隨末端從動輪高速轉動，從而在其四周產生變化的磁場。通過永磁體208和軟磁體209共同作用，在軟磁體209四周產生變化的磁場。設置于軟磁體209上，且軸向與永磁體208轉動軸向相垂直的線圈206內的磁通量發生變化，從而在線圈206內產生電能。所述線圈206與電路板300上的能量收集模塊301中的整流濾波模塊連接，經整流濾波的電能存儲在儲能模塊中。所述儲能模塊為監測功能模塊302和信號發射模塊303的工作提供必要的電能。
[0051]本實用新型的監測裝置采用了發電模組200，可以實現自發電功能，不需要外部電源供電即可實現長時間的監測。本實用新型的發電模組200結構緊湊，占用空間小，且發電效率高，能夠滿足對橋梁、鐵路或野生動物的實時或定時監測。
[0052]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的特征和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種監測裝置，其特征在于，包括外殼(100)以及設置在外殼(100)內用于產生電能的發電模組(200)、電路板(300);所述電路板(300)上設置有用于收集電能的能量收集模塊(301)、用于產生監測信號的監測功能模塊(302)和用于發射監測信號或接收控制指令的信號收發模塊(303)，所述能量收集模塊(301)為監測功能模塊(302)和信號收發模塊(303)提供電能;所述能量收集模塊(301)與發電模組(200)連接，所述監測功能模塊(302)與信號收發模塊(303)連接； 所述發電模組(200)包括基板(210)、設置于基板(210)上的重錘(201)、傳動件、線圈(206)、永磁體(208)和軟磁體(209); 所述重錘(201)通過所述傳動件與永磁體(208)連接，并可帶動所述永磁體(208)轉動；所述永磁體(208 )沿與其旋轉軸線垂直的方向充磁； 所述永磁體(208)同時位于所述軟磁體(209)內； 所述線圈(206)與所述軟磁體(209)相鄰，并且線圈(206)的軸向與永磁體(208)的轉動軸線垂直； 所述線圈(206 )與所述能量收集模塊(301)連接。2.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于，所述重錘(201)靠近基板(210)的一側設置有可與重錘(201)同步轉動的重錘齒輪(205)。3.根據權利要求2所述的監測裝置，其特征在于，所述傳動件為齒輪組(204); 所述齒輪組(204)包括相互連接的始端從動輪和末端從動輪； 所述始端從動輪連接至所述重錘齒輪(205); 所述末端從動輪與所述永磁體(208)可同軸轉動的相互固定連接。4.根據權利要求3所述的監測裝置，其特征在于，所述永磁體(208)為環狀，所述環狀的永磁體(208 )同軸設置于所述末端從動輪上； 所述軟磁體(209)上具有容納孔，所述永磁體(208)位于所述容納孔內。5.根據權利要求4中所述的監測裝置，其特征在于，所述軟磁體(209)為板狀，所述板狀軟磁體(209 )所在的平面與永磁體(208 )的轉動軸線垂直。6.根據權利要求3所述的監測裝置，其特征在于，所述齒輪組(204)設置于所述基板(210)上； 所述發電模組(200)還包括壓板(211)，所述壓板(211)設置于所述基板(210)上，并位于所述齒輪組(204)的遠離基板(210)的一側，以對所述齒輪組(204)進行限位。7.根據權利要求1-6中任意一項所述的監測裝置，其特征在于，所述線圈(206)包括柱狀體及繞設于所述柱狀體上的線束； 所述軟磁體(209)至少局部穿設于所述柱狀體內。8.根據權利要求1中所述的監測裝置，其特征在于，所述重錘(201)包括重錘錘邊(202)和重錘錘面(203)。9.根據權利要求1中所述的監測裝置，其特征在于，所述能量收集模塊(301)包括相互連接的整流濾波模塊和儲能模塊。10.根據權利要求1中所述的監測裝置，其特征在于，所述監測功能模塊(302)包括相互連接的感應模塊、AD轉換模塊和控制模塊。11.根據權利要求1中所述的監測裝置，其特征在于，所述信號收發模塊(303)包括信號接收模塊和信號發射模塊。
【文檔編號】G01D21/00GK205566007SQ201620263892
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】魏榮杰, 楊建鋒, 蔣叢華, 周虎
【申請人】比亞迪股份有限公司