[實用新型]一種船載自供電定位跟蹤裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721065150.6
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN207135010U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣永華;黃樂帥;鄭佳佳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02K35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于船舶電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船載自供電定位跟蹤裝置。

背景技術(shù)

船舶定位與跟蹤系統(tǒng)在民用船舶上已得到廣泛應(yīng)用，為船舶的航行安全、及時救援、以及失聯(lián)搜尋等提供了有力的技術(shù)保障。然而，現(xiàn)有定位與跟蹤系統(tǒng)都是基于發(fā)動機供電的，一旦船舶發(fā)生事故使發(fā)動機及整個電力系統(tǒng)失效時，定位與跟蹤系統(tǒng)也就失去了應(yīng)有的功能。此外，現(xiàn)有的定位與跟蹤系統(tǒng)都是外置的，船舶失事進水時無法正常工作、船舶被不法分子劫持后定位系統(tǒng)也容易被關(guān)閉或破壞。因此，為確保船舶定位系統(tǒng)安全可靠地工作，需要有獨立的自供電電源且需被隱秘、密閉地安裝。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有船舶監(jiān)測系統(tǒng)使用及供電方面存在的一些問題，本實用新型提出一種船載自供電定位跟蹤裝置。本實用新型采用的實施方案是：上蓋經(jīng)螺釘安裝在殼體的筒壁端部，筒壁上設(shè)有筒壁凸臺；上蓋的凸臺及殼體底壁的凸臺上都經(jīng)螺釘安裝有線圈；導(dǎo)柱兩端分別固定在上蓋和殼體底壁上，導(dǎo)柱自下而上依次套有平衡彈簧、慣性塊和限位彈簧，平衡彈簧和限位彈簧為碟形彈簧，慣性塊上下兩端經(jīng)螺釘安裝有發(fā)電磁鐵、側(cè)邊經(jīng)螺釘安裝有懸浮磁鐵；慣性塊上方的發(fā)電磁鐵上表面與其相鄰線圈下表面位于同一平面上，慣性塊下方發(fā)電磁鐵下表面與其相鄰線圈上表面位于同一平面上，發(fā)電磁鐵與線圈厚度相同，即發(fā)電磁鐵與線圈的縱向尺寸相同；筒壁凸臺上經(jīng)螺釘、壓環(huán)及隔環(huán)均布地安裝有兩組換能器，隔環(huán)上均布地設(shè)有限位輻板；兩組換能器對稱地布置在隔環(huán)上下兩側(cè)，限位輻板位于圓周上兩個相鄰的換能器之間且限位輻板寬度大于圓周上兩個相鄰換能器間的距離；換能器由基板和壓電膜粘接而成，基板靠近隔環(huán)安裝，換能器自由端經(jīng)螺釘安裝有被懸磁鐵，被懸磁鐵與懸浮磁鐵的同性磁極相對安裝，被懸磁鐵與懸浮磁鐵間的排斥力使換能器產(chǎn)生彎曲變形；慣性塊受靜力作用向下運動使平衡彈簧壓死及向上運動使限位彈簧壓死時，換能器自由端未頂靠在與其相鄰的線圈上表面或下表面；換能器自由端頂靠在與其相鄰的線圈上表面或下表面時，壓電膜上的最大應(yīng)力小于其許用值、換能器自由端的變形量小于其許用值。

本實用新型中，換能器形狀為扇形或矩形，換能器形狀為矩形時其自由端許用變形量由下式計算，即：其中：B＝1-α+αβ，A＝α⁴(1-β)²-4α³(1-β)+6α²(1-β)-4α(1-β)+1，α＝h_m/H，β＝E_m/E_p，h_m為基板厚度，H為換能器總厚，E_m和E_p分別為基板和壓電膜材料的楊氏模量，k₃₁和分別為壓電材料的機電耦合系數(shù)和許用壓應(yīng)力，L為換能器的長度。

非工作狀態(tài)下，即慣性塊在平衡彈簧及限位彈簧作用下靜止時，隔環(huán)上下兩側(cè)換能器的彎曲變形及應(yīng)力分布狀態(tài)分別相同；工作時，即船舶顛簸震動時，慣性塊及置于慣性塊上的發(fā)電磁鐵與懸浮磁鐵在其慣性力作用下沿導(dǎo)柱上下滑動，從而改變懸浮磁鐵與被懸磁鐵間的距離及相互排斥力，使換能器的變形量以及壓電膜上的應(yīng)力增加或減小：慣性塊向上運動時，懸浮磁鐵上方換能器的變形量及壓電膜上的應(yīng)力增加、懸浮磁鐵下方換能器的變形量及壓電膜上的應(yīng)力減小；相反，慣性塊向下運動時，懸浮磁鐵下方換能器的變形量及壓電膜上的應(yīng)力增加、懸浮磁鐵上方換能器的變形量及壓電膜上的應(yīng)力減小；換能器在其自身彈性力的作用下復(fù)位、變形量逐漸減小的過程中，基板從固定端開始逐漸與限位輻板接觸，以防止出現(xiàn)使壓電膜承受拉應(yīng)力的反向變形；上述壓電膜上壓應(yīng)力的交替增加與減小過程中即將機械能轉(zhuǎn)換成了電能，此過程為壓電發(fā)電；在壓電發(fā)電的同時，由于發(fā)電磁鐵相對線圈上下運動，線圈切割磁力線并將機械能轉(zhuǎn)換成電能，此過程為電磁發(fā)電。換能器及線圈產(chǎn)生的電能經(jīng)不同的導(dǎo)線組傳輸給電路板，電路板經(jīng)螺釘安裝在殼體底壁上，電路板上設(shè)有能量轉(zhuǎn)換處理單元及定位跟蹤與信號發(fā)射單元，信號發(fā)射單元將輪船位置信息發(fā)射出去。

優(yōu)勢與特色：利用慣性塊和平衡彈簧實現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)，環(huán)境適應(yīng)能力強、有效頻帶寬，尤其適于超低頻、大振幅的隨機振動環(huán)境；換能器變形量可控且工作中壓電膜僅承受壓應(yīng)力，可靠性高。

附圖說明

圖1是本實用新型一個較佳實施例中定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2圖1的A-A剖視圖。

具體實施方式