专利名称：一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供电装置，具体涉及一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置。
背景技术：
工业现场测量和试验技术中需要使用传感器来获得所需的数据，其中传感器的供电通常采用电缆供电和电池供电的方式。当传感器处于不断运动的工作状态时，采用电缆供电的方式会使电缆不断摇摆，极易出现问题。当传感器需要长时间工作时，采用电池供电不能满足能耗需求，需要定期更换电池，从而带来不便。世界各国油田的抽油机井正是上述所说的工业现场，载荷传感器和惯性式位移传感器安装于抽油机悬绳器部位，与地面具有一定高度，且处于不断运动之中。为了保证传感器的正常工作，从而实现高效采油和油井信 息化监控，改进现有传感器的供电方式成为一个亟需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，解决了现有传感器的供电采用电缆供电和电池供电存在的不便；在杆件结构上使用时不需卸开承载杆件，安装便捷；通过更换不同刚度的弹簧，使得本发明适用于不同的载荷环境。为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，包括下开口式承压板12，下开口式承压板12上固定有三个相同的分别内置有相同大刚度弹簧的下限位套筒9和两个微型电机固定座10,两个微型电机6分别安装于微型电机固定座10上,微型电机6接行星齿轮组7，行星齿轮组7轴上安装有微型齿轮8，在下开口式承压板12两侧开有四个运动导孔11，橡胶密封圈5粘接于下开口式承压板12外边缘；上开口式承压板I和下开口式承压板12的形状相适配，使下开口式承压板12能够套入上开口式承压板I内，上开口式承压板I上固定有三个相同的上限位套筒2和两个相同的侧面固定有齿条的凸块4，所述上限位套筒2和下限位套筒9同轴，所述凸块4上的齿条与微型齿轮8相啮合，在上开口式承压板I两侧开有四个装有沉头螺钉的沉头螺纹孔3，当下开口式承压板12套入上开口式承压板I内时，四个沉头螺纹孔3和四个运动导孔11同轴，且运动导孔11的孔径大于沉头螺纹孔3的孔径。所述供电装置采取开口式低矮结构。所述上限位套筒2的内径和下限位套筒9的外径相同。所述电能存储电路为两个微型电机6的输出端分别接电能存储电路的INl端口和IN2端口，INl端口接第一低压降肖特基二极管VDl正端和第二低压降肖特基二极管VD2负端，IN2端口接第三低压降肖特基二极管VD3正端和第四低压降肖特基二极管VD4负端，第一低压降肖特基二极管VDl负端与第三低压降肖特基二极管VD3负端相连接后接入超级电容Cl 一端，第二低压降肖特基二极管VD2正端与第四低压降肖特基二极管VD4正端相连接后接入超级电容Cl另一端。本发明利用大刚度弹簧，通过加载于承压板的载荷变化产生直线位移，直线位移经齿轮齿条啮合之后产生旋转运动，旋转运动再经由行星齿轮组放大后驱动微型电机发电，并将获得的电能存储进超级电容，进而将电能提供给传感器。本发明采用开口式低矮结构，在杆件结构上使用时不需卸开承载杆件，安装便捷。通过更换不同刚度的弹簧，使得本发明适用于不同的载荷环境。
图I为本发明传感器供电装置的机械结构图。图2为本发明传感器供电装置的储能电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明工作原理和结构原理作进一步详细说明。如图I所示，本发明一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，包括下开口式承压板12，下开口式承压板12上固定有三个相同的分别内置有相同大刚度弹簧的下限位套筒9和两个微型电机固定座10,两个微型电机6分别安装于微型电机固定座10上,微型电机6接行星齿轮组7，行星齿轮组7轴上安装有微型齿轮8，在下开口式承压板12两侧开有四个运动导孔11，橡胶密封圈5粘接于下开口式承压板12外边缘；上开口式承压板I和下开口式承压板12的形状相适配，使下开口式承压板12能够套入上开口式承压板I内，上开口式承压板I上固定有三个相同的上限位套筒2和两个相同的侧面固定有齿条的凸块4，所述上限位套筒2和下限位套筒9同轴，所述凸块4上的齿条与微型齿轮8相啮合，在上开口式承压板I两侧开有四个装有沉头螺钉的沉头螺纹孔3，当下开口式承压板12套入上开口式承压板I内时，四个沉头螺纹孔3和四个运动导孔11同轴，且运动导孔11的孔径大于沉头螺纹孔3的孔径。所述供电装置采取开口式低矮结构。所述上限位套筒2的内径和下限位套筒9的外径相同。如图2所示，电能存储电路为两个微型电机6的输出端分别接电能存储电路的INl端口和IN2端口，INl端口接第一低压降肖特基二极管VDl正端和第二低压降肖特基二极管VD2负端，IN2端口接第三低压降肖特基二极管VD3正端和第四低压降肖特基二极管VD4负端，第一低压降肖特基二极管VDl负端与第三低压降肖特基二极管VD3负端相连接后接入超级电容Cl 一端，第二低压降肖特基二极管VD2正端与第四低压降肖特基二极管VD4正端相连接后接入超级电各Cl另一端。本发明的安装过程为将三个大刚度弹簧分别置于三个下限位套筒9中，前接有行星齿轮组7的两个微型电机6分别安装于微型电机固定座10上，初始安装时将上限位套筒2和下限位套筒9轴心对齐安装，并对上开口式承压板I施加初始压力，使弹簧处于压缩状态，下限位套筒9的上端也装配入上限位套筒2中，保证微型齿轮8与凸块4上的齿条相啮合，调节初始压力使得四个沉头螺纹孔3与四个运动导孔11对齐，将四个沉头螺钉装入沉头螺纹孔3中，此时撤去初始压力，大刚度弹簧伸长使得沉头螺钉顶住运动导孔11上端，使得上开口式承压板I与下开口式承压板12安装为一体，同时橡胶密封圈5处于压缩状态，保证上开口式承压板I与下开口式承压板12之间的密封。本发明的工作过程为对于测量杆件拉-拉载荷的传感器供电，例如抽油机的地面光杆载荷测量传感器供电，承载杆件穿过本发明开口处，杆件载荷施加与上开口式承压板I上，使得弹簧收缩，从而在上开口式承压板I和下开口式承压板12之间产生直线位移，直线位移经微型齿轮8和固定于凸块4的齿条啮合之后产生旋转运动，旋转运动再经由行星齿轮组7放大后驱动微型永磁发电机6发电，并将获得的电能通过电能存储电路存储入超级电容，进而将电能提供给传感器。·
权利要求
1.一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于包括下开口式承压板(12)，下开口式承压板(12)上固定有三个相同的分别内置有相同大刚度弹簧的下限位套筒(9)和两个微型电机固定座(10),两个微型电机(6)分别安装于微型电机固定座(10)上，微型电机(6)接行星齿轮组(7)，行星齿轮组(7)轴上安装有微型齿轮(8)，两个微型电机(6)的输出端分别接电能存储电路，在下开口式承压板(12)两侧开有四个运动导孔(11)，橡胶密封圈(5)粘接于下开口式承压板(12)外边缘；上开口式承压板(I)和下开口式承压板(12)的形状相适配，使下开口式承压板(12)能够套入上开口式承压板(I)内，上开口式承压板(I)上固定有三个相同的上限位套筒(2)和两个相同的侧面固定有齿条的凸块(4)，所述上限位套筒(2)和下限位套筒(9)同轴，所述凸块(4)上的齿条与微型齿轮(8)相啮合，在上开口式承压板(I)两侧开有四个装有沉头螺钉的沉头螺纹孔(3)，当下开口式承压板(12)套入上开口式承压板(I)内时，四个沉头螺纹孔(3)和四个运动导孔(11)同轴，且运动导孔(11)的孔径大于沉头螺纹孔(3)的孔径。
2.根据权利要求I所述的一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于所述供电装置采取开口式低矮结构。
3.根据权利要求I所述的一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于所述上限位套筒(2)的内径和下限位套筒(9)的外径相同。
4.根据权利要求I所述的一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，其特征在于所述电能存储电路为两个微型电机(6)的输出端分别接电能存储电路的INl端口和IN2端口，INl端口接第一低压降肖特基二极管VDl正端和第二低压降肖特基二极管VD2负端，IN2端口接第三低压降肖特基二极管VD3正端和第四低压降肖特基二极管VD4负端，第一低压降肖特基二极管VDl负端与第三低压降肖特基二极管VD3负端相连接后接入超级电容Cl 一端，第二低压降肖特基二极管VD2正端与第四低压降肖特基二极管VD4正端相连接后接入超级电容Cl另一端。
全文摘要
一种利用载荷变化而实现的传感器供电装置，利用大刚度弹簧，通过加载于承压板的载荷变化产生直线位移，直线位移经齿轮齿条啮合之后产生旋转运动，旋转运动再经由行星齿轮组放大后驱动微型永磁发电机发电，并将获得的电能存储进超级电容，进而将电能提供给传感器；本发明采用开口式低矮结构，在杆件结构上使用时不需卸开承载杆件，安装便捷。通过更换不同刚度的弹簧，使得本发明适用于不同的载荷环境。
文档编号F03G1/00GK102900634SQ201210376259
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者王战, 徐明龙, 敬子建, 张舒文, 安增勇 申请人:西安交通大学