[發明專利]一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置及工作方法

有效

• 申請號: 202110035182.6
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112683376B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王云;何流;鮑秉德;燕國良;王翔;黃依凡
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01G19/03
• 分類號: G01G19/03;G01G23/00;G01D21/02;H02N2/18;H02K35/04;H02J7/34
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置，其特征在于：包括底座(1)、支撐板(6)、承重柱(18)、導向組件、稱重組件和自供能組件；稱重組件安裝在底座(1)上，用于檢測支撐板(6)上承載的重量；導向組件安裝在底座(1)上；導向組件內設置有能夠上下滑動的橫梁(7)；承重柱(18)與橫梁(7)固定，底端抵住稱重組件，頂端與支撐板(6)固定；所述的橫梁(7)上設置有一根或多根供能臂；供能臂采用彈性材料；

所述的自供能組件的數量與供能臂的數量對應；自供能組件包括推動板(10)、傳動組件(11)、葉輪(12)和磁致伸縮能量收集模塊(13)；推動板(10)安裝在對應供能臂的外端；推動板(10)隨供能臂的運動而運動；推動板(10)運動通過傳動組件(11)帶動葉輪(12)旋轉；磁致伸縮能量收集模塊(13)安裝在底座上，包括磁致伸縮棒(13-1)、感應線圈(13-2)和永磁體(13-3)；感應線圈(13-2)和永磁體(13-3)均設置在磁致伸縮棒(13-1)的周圍；磁致伸縮棒(13-1)與葉輪(12)的位置對應；當葉輪(12)上葉片將撥動到磁致伸縮棒(13-1)，使得磁致伸縮棒(13-1)發生振動；

所述的導向組件還包括地樁(2)、導向柱(3)、懸架彈簧(4)和定位螺母(5)；兩個地樁(2)均固定在底座(1)上，且分別位于稱重組件的兩側；兩個地樁(2)的頂部均固定有豎直設置的導向柱(3)；橫梁(7)呈十字形，其中兩根支臂為導向臂，另兩根支臂為供能臂；導向臂采用剛性材料；兩根導向臂外端開設的導向孔與兩根導向柱(3)分別構成滑動副；導向柱的上半段設置有外螺紋，且外螺紋上旋有定位螺母(5)；兩根導向臂分別位于兩個定位螺母(5)的下側；兩個導向柱上均套置有高彈性系數的懸架彈簧(4)；懸架彈簧(4)的兩端分別抵住地樁(2)、導向臂。

2.根據權利要求1所述的一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置，其特征在于：所述的稱重組件包括壓電傳感器(8)和壓電片卡座(9)；壓電片卡座(9)固定在底座(1)上；壓電片卡座(9)的頂部開設有傳感器安裝槽；傳感器安裝槽內安裝有檢測面朝上設置的壓電傳感器(8)；壓電傳感器(8)的信號輸出線連接到信號處理模塊；信號處理模塊包括依次連接的電荷放大器、模數轉換器和無線傳感器模塊；無線傳感器模塊與上位機無線通信。

3.根據權利要求1所述的一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置，其特征在于：所述的傳動組件(11)包括齒輪安裝板(17)、第一傳動軸、第二傳動軸、第三傳動軸、輸出轉軸、第一級輸入齒輪(11-1)、第一級輸出齒輪(11-2)、第二級輸入齒輪(11-3)、第二級輸出齒輪(11-4)、第三級輸入齒輪(11-5)、第三級輸出齒輪(11-6)和末級輸出齒輪(11-7)；齒輪安裝板(17)與底座固定；第一傳動軸、第二傳動軸和第三傳動軸均支承在齒輪安裝板(17)上；第一級輸入齒輪(11-1)和第一級輸出齒輪(11-2)均固定在第一傳動軸上；第二級輸入齒輪(11-3)和第二級輸出齒輪(11-4)均固定在第二傳動軸上；第三級輸入齒輪(11-5)和第三級輸出齒輪(11-6)均固定在第三傳動軸上；末級輸出齒輪(11-7)固定在輸出轉軸上；第一級輸出齒輪(11-2)與第二級輸入齒輪(11-3)嚙合；第二級輸出齒輪(11-4)與第三級輸入齒輪(11-5)嚙合；第三級輸出齒輪(11-6)與末級輸出齒輪(11-7)嚙合；推動板(10)的外側邊緣設置有輪齒；第一級輸入齒輪(11-1)與推動板(10)外側的輪齒嚙合；末級輸出齒輪(11-7)與輸出轉軸連接；葉輪(12)與輸出轉軸固定。

4.根據權利要求1所述的一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置，其特征在于：所述承重柱(18)的底部設置有彈性墊片(14)；所述的承重柱(18)采用高分子尼龍橡膠；彈性墊片(14)采用橡膠墊片。

5.根據權利要求1所述的一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置，其特征在于：所述葉輪(12)上的葉片采用彈性材料。

6.根據權利要求1所述的一種基于磁致伸縮材料自供能動態稱重裝置，其特征在于：感應線圈(13-2)的輸出接口通過穩壓模塊連接到超級電容。