[發明專利]一種自供電的共享單車定位裝置

有效

• 申請號: 201710732637.3
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107342708B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 鄭佳佳;陳日成;吳鳴
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種自供電的共享單車定位裝置，屬于自行車技術領域。主體隔板上下兩側設有上下殼體，下殼體上設有左右凸臺；上殼體裝在單車橫梁上，隔板下面裝有緩沖墊，下殼體端部裝有下端蓋，下端蓋上裝有懸浮磁鐵和電路板，電路板上設有能量轉換電路和信號發射系統；左右凸臺上裝有換能器和簧片，簧片兩端固定段之間經窄簧片連接有寬簧片，寬簧片上下兩側裝有帶兩塊立板的頂塊，立板上設有傾斜的激勵面；簧片下方頂塊的橫板上裝有套筒、經拉簧懸掛有慣性塊，套筒另一端自上而下裝有慣性環和動磁鐵，動磁鐵與懸浮磁鐵的同性磁極靠近安裝；換能器由基板與壓電片粘接而成，基板置于換能器內凹的一側且靠近簧片安裝，換能器自由端頂靠在激勵面上。

技術領域

本發明屬于自行車技術領域，具體涉及一種自供電的共享單車定位裝置。

背景技術

近年來，共享單車在人們生活中得到了迅速的應用與推廣，但單車的亂停放現象和破壞偷盜事件也經常發生。為更好地維護與管理共享單車，上海市自行車行業協會明確規定：共享單車必須安裝車載衛星定位系統，有助于政府對共享單車推行“電子圍欄”管理?？梢?，定位系統對共享單車的維護與管理尤其重要。目前，市場上采用衛星定位技術的共享單車占比超過50％，但按地圖成功查找的比例還較低，主要原因在于現有單車定位系統采用電池供電，電量耗盡時無法繼續工作；此外，共享單車定位系統在利用電池供電時不僅需經常更換、浪費大量人力物力，而且廢棄的化學電池處理不當還會造成嚴重的環境污染。故為更好地利用定位跟蹤系統維護和管理共享單車，首先需解決其定位系統的供電問題，實現共享單車定位跟蹤系統的能量自給。

發明內容

本發明提出一種自供電的共享單車定位裝置，本發明采用的實施方案是：主體的隔板上方設有筒形的上殼體、下方設有長方形的下殼體，下殼體上設有左凸臺及右凸臺；上殼體經上壓蓋和螺釘安裝在單車橫梁上，隔板下面經螺釘安裝有緩沖墊，下殼體的端部經螺釘安裝有下端蓋，下端蓋上經螺釘安裝有懸浮磁鐵和電路板，電路板上設有能量轉換電路和信號發射系統；左凸臺和右凸臺上經螺釘和壓板安裝有換能器和簧片，簧片兩端的固定段分別固定在左凸臺及右凸臺上，換能器的一端固定在左凸臺或右凸臺上，各換能器經不同的導線組分別與電路板連接，換能器對稱配置在簧片上下兩側；簧片兩端的固定段與其上下相鄰的換能器的固定端之間壓接有厚墊片，上下相鄰的兩換能器的固定端之間壓接有薄墊片。

簧片兩端的固定段之間經兩段窄簧片連接有寬簧片，窄簧片處設有用于增加變形量的折彎，寬簧片上下兩側經螺釘安裝有頂塊，頂塊的橫板上對稱地設有兩塊立板，立板上設有傾斜的激勵面；簧片下方頂塊的橫板上經螺釘安裝有套筒、經拉簧懸掛有慣性塊，拉簧和慣性塊置于套筒內，套筒另一端自上而下經螺釘依次安裝有慣性環和動磁鐵，動磁鐵與懸浮磁鐵的同性磁極靠近安裝；頂塊、簧片、套筒、慣性環、動磁鐵、拉簧及慣性塊共同構成激勵器，激勵器為可各方向振動或擺動的兩自由度系統。

換能器為由等厚度的基板與壓電片粘接而成的弧形結構，基板置于換能器內凹的一側且靠近簧片安裝，換能器自由端頂靠在激勵面上；非工作時各換能器中壓電片上的最大應力為其許用值的一半；為使換能器具有最大發電能力、避免壓電片因拉應力過大損壞，壓電片凸面上半徑的最小值為其中H為換能器厚度，E₁、E₂分別為基板和壓電片的彈性模量，g₃₁、T^*分別為壓電材料的介電常數、電壓常數和許用拉應力。

環境中無振動的非工作狀態下，激勵器處于平衡狀態，此時簧片不發生彎曲變形；當環境中存在振動時，激勵器的平衡狀態被破壞：根據環境振動或擺動方向的不同，激勵器可縱向振動、橫向擺動或縱向振動與橫向擺動的組合；激勵器的任何狀態變化都將改變換能器自由端與激勵面的接觸點，從而改變換能器變形量及其壓電片的應力分布狀態，壓電片上應力分布狀態的變化過程中即將機械能轉換成了電能；所生成的電能經能量轉換電路處理后供給信號發射系統，信號發射系統再將單車的地理位置信號發射出去；當激勵器位置變動幅度較大且縱向振動使頂塊頂靠在緩沖墊上或使動磁鐵頂靠在懸浮磁鐵上時、以及橫向擺動使與緩沖墊相鄰的換能器頂靠在緩沖墊上時，各壓電片上應力的最大值小于其許用值。