[发明专利]一种带缓冲保护功能的矿用无线传感器节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器节点，尤其是一种适用于矿用带缓冲保护功能的无线传感器节点。

技术背景

如今，无线传感器网络作为一种新的安全监控手段是煤炭井下生产作业的重要环节。可以用来实时动态的监测井下瓦斯浓度、环境温度、粉尘的浓度和人员的精确位置等等。传统的矿用无线传感器节点仅考虑了防爆隔爆的要求，缺少对节点本身的安全保护设施。一旦发生井下发生瓦斯爆炸，巨大的冲击力再加上高温火灾很难保证传统的无线传感器节点还能继续使用，节点一旦失效，就无法与后续节点正常通信，影响网络的拓扑结构，无法对井下当前的状况进行实时动态监测，进而无法对矿难后人员提供有效的救援帮助。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种结构简单、抗干扰性好、安全可靠的矿用无线传感器节点。

技术方案：本发明的一种带缓冲保护功能的矿用无线传感器节点，包括球形壳体，球形壳体的下部对称设有四个缓冲盒，四个缓冲盒上分别绞接有倾斜固定在底座上缓冲杆，所述倾斜固定的缓冲杆与水平面的夹角成60度；所述的球形壳体由上球盖与下球盖扣合焊接而成，球形壳体内部对称设有四块靠接在一起的拱形板，拱形板的中部设有固定无线传感器的方形板，方形板的端面上设有与拱形板相连接的支杆。所述的无线传感器由MCU微控芯片、UWB无线收发芯片、FLASH扩展存储器、USB接口电路、PCB天线、时钟芯片和电源模块构成，MCU微控芯片的输出端与UWB无线收发芯片、FLASH扩展存储器和USB接口电路相连，UWB无线收发芯片的输出端与PCB天线连接，时钟芯片与MCU微控芯片连接，电源模块与MCU微控芯片、UWB无线收发芯片、信号调理电路和时钟芯片相连。所述的缓冲盒包括盒体，盒体内设有钢球，钢球的两侧对称设有分别固定在盒体内的两根弹簧。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明可以在发生瓦斯爆炸等恶劣情况下，仍能有效的保护矿用无线传感器节点，为后续节点的正常工作，网络的正常运行提供有效保障，为井下救援提供及时有效的信息。其优点：该矿用无线传感器节点结构简单、抗干扰性好、安全可靠。采用球体与拱形板的缓冲结构及双交叉平面四连杆缓冲机构可以有效减少瓦斯爆炸时气体对矿用传感器节点的冲击力，吸收缓冲能量，很大程度上减轻节点内部电子元件的振动，从而保证矿用节点的安全性与可靠性。

附图说明

图1为本发明的矿用无线传感器节点整体正视结构示意图；

图2为本发明的矿用无线传感器节点整体俯视结构示意图；

图3为本发明的球形壳体内部结构示意图；

图4为本发明的缓冲盒内部结构示意图。

图5为本发明的无线传感器结构原理图。

图中：1-球形壳体，2-缓冲杆， 3-缓冲盒，4-拱形板，5-上球盖，6-无线传感器，7-下球盖，8-支杆，9-方形板，10-焊缝，11-弹簧，12-钢球。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一行描述： 

如图1和图2所示，本发明的带缓冲保护功能的矿用无线传感器节点，主要由球形壳体1、设在球形壳体1内的无线传感器6、对称设在球形壳体1下部的缓冲盒3和铰接在缓冲盒3上的缓冲杆2构成。缓冲盒3为四个，对称布置，与缓冲盒3相绞接的缓冲杆2倾斜固定在底座或地基上，所述倾斜固定的缓冲杆2与水平面的夹角成60度，构成双交叉平面四连杆缓冲机构。

如图3所示，所述的球形壳体1由上球盖5与下球盖7扣合焊接而成，球形壳体1内部对称设有四块靠接在一起的拱形板4，拱形板4的中部设有固定无线传感器6的方形板9，方形板9的端面上设有与拱形板4相连接的支杆8。

如图4所示，所述的缓冲盒3包括盒体，盒体内设有钢球12，钢球12的两侧对称设有分别固定在盒体内的两根弹簧11。