[发明专利]用于活套区冷轧带钢跑偏检测的自供电无线传感器节点

权利要求书

1.一种用于活套区冷轧带钢跑偏检测的自供电无线传感器节点，其特征在于：

包括动能获取机构（2）、发电机（1）、电路（102）、铅酸蓄电池（103）、电源管理模块和传感器（104），所述动能获取结构（2）的输入端与活套小车的滚筒（100）摩擦传动，所述动能获取结构（2）的输出端与所述发电机（1）相连并驱动所述发电机（1）发电；所述电路（102）对所述发电机（1）发出的电进行处理，并向所述传感器（104）供电；所述传感器（104）用于对带钢是否跑偏进行检测并通过电路（102）将检测信号通过无线传输的方式发出，所述传感器（104）安装在带钢边缘位置。

2.根据权利要求1所述的自供电无线传感器节点，其特征在于：所述动能获取机构（2）包括摩擦轮（3）、传动轴（4）、第一传动轮（5）和第二传动轮（6），所述摩擦轮（3）与所述活套小车的滚筒（100）摩擦接触，所述摩擦轮（3）通过传动轴（4）带动所述第一传动轮（5）转动，所述第一传动轮（5）与所述第二传动轮（6）配合传动，所述第二传动轮（6）带动所述发电机（1）发电。

3.根据权利要求2所述的自供电无线传感器节点，其特征在于，所述第一传动轮（5）上设置有橡胶圈（7），所述第二传动轮（6）为摩擦轴，所述第一传动轮（5）和所述第二传动轮（6）摩擦传动。

4.根据权利要求2所述的自供电无线传感器节点，其特征在于，所述活套小车的滚筒（100）与所述摩擦轮（3）之间的传动比为i_Ⅰ，所述第一传动轮（5）与所述第二传动轮（6）之间的传动比为i_Ⅱ，所述滚筒（100）与所述第二传动轮（6）之间的传动比为i=i_Ⅰ·i_Ⅱ，i≥110。

5.根据权利要求1所述的自供电无线传感器节点，其特征在于：还包括一双稳态机构，所述机构包括底座（8）、滑动架（9）、直线滚动导轨（10）、丝杠（11）、螺母（22）、滑块（23）及转动手轮（16）；所述旋转手轮（16）、丝杠（11）带着滑动架（9）在直线滚动导轨（10）上滑动，滑动架（9）另一端靠着第一弹簧（17）紧压产生压紧力，第一弹簧（17）的缓冲结构避免了由于刚性接触，滑动架（9）在底座（8）上的移动由直线滚动导轨（10）实现，滑动架（9）可在直线滚动导轨（10）上相对底座（8）直线移动，拧紧防松螺母（21）可以将丝杠位置固定，实现稳定的工作状态；

所述双稳态机构可实现所述发电机（1）在工作状态与非工作状态之间切换。

6.根据权利要求1所述的自供电无线传感器节点，其特征在于，还包括压紧机构，所述压紧机构由第一弹簧（17）、滑动架（9）、丝杠（11）等组成第一压紧装置，将所述摩擦轮（3）和所述活套小车的滚筒（100）弹性压紧；以及由发电机（1）、电机固定板（18）、电机挡板（19）、第二弹簧（20）组成第二压紧装置，将所述第二传动轮（6）与所述第一传动轮（5）弹性压紧；电机挡板（19）固定在滑动架（9）上，电机固定板（18）沿着滑动架（9）的斜槽轨道即弹簧的轴向移动，利用电机挡板（19）与第二弹簧（20）之间的预紧力将摩擦轴压紧在大带轮的橡胶圈（7）上。

7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的自供电无线传感器节点，其特征在于：所述电源模块包括电源管理模块、主控制芯片和射频模块，所述电源管理模块包括三相整流模块、SEPIC拓扑模块、两级DC-DC降压模块和蓄电池充电管理模块及蓄电池，对所述发电机（1）输出的三相交流电进行整流，输出为0-40V左右的直流电，经过SEPIC拓扑模块的调压、将电压稳定为直流17V输出，由充电管理模块对铅酸蓄电池进行浮充充电，铅酸蓄电池输出电压为12V，经过两级DC-DC降压模块输出3.3V与5V电压对主控制电路、射频电路和传感器进行供电；所述主控制芯片用于对蓄电池的电量信息、传感器接口进行监测和采集；并通过射频模块进行无线数据传输。电路上预留有发电机输出接口、传感器接口和铅酸蓄电池充放电接口。

8.根据权利要求7所述的自供电无线传感器，其特征在于：所述发电机（1）的输出端与所述主控制芯片之间、所述传感器本体（2）与所述主控制芯片之间均通过接插件的形式连接。