[发明专利]一种带有柔性太阳能电池的球形探测器

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器技术领域，具体涉及一种带有柔性太阳能电池的球形探测器。

背景技术

无线传感器网络中无线传感器的长时间能源自主供给问题是限制无线传感器网络应用的瓶颈。目前采用的电池供电、优化降耗等方法无法真正解决该问题，需要开展无线传感器自能源技术以及转换控制技术的研究，从而降低成本，拓展使用和部署范围。

球形传感器相对于普通传感器而言，具有灵活和抗碰撞的特点。但目前球形探测器多是采用锂电池供电，难以持久维持探测器野外供电需要。目前的太阳能供电的无线传感器模块，如EnOccean太阳能供电无线传感器模块，多是采用刚性太阳能电池板，无法提供太阳能的最大利用率，也无法满足结构方面的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带有柔性太阳能电池的球形探测器，能够将太阳能转换为电能存储以实现系统的自供电，并可在野外环境下完成声光探测的功能。

本发明的带有柔性太阳能电池的球形探测器，包括左半球壳、右半球壳、4个直角框架、1个矩形框架、2套支撑机构、2个电机、声音传感器、筛网、光学传感器、光学玻璃、传感器电路板、控制电路板、蓄电池和天线；

其中，左半球壳和右半球壳为外层和内层双层结构，外层为透明塑料纤维，内层为柔性太阳能电池板；左半球壳和右半球壳分别采用两个直角框架进行固定，其中，直角框架的支撑端与内层的内表面固定，两个直角框架之间留有矩形框架的安装空间；球壳上设有采集孔，直角框架的直角对面的柔性太阳能电池板上设有光学传感器，光学传感器对应的外层上设有光学玻璃；声音传感器安装在内层内部，与采集孔相对应，采集孔对应的外层处设有筛网；直角框架上设有传感器电路板，传感器电路板与声音传感器、光学传感器连接；探测器中部设有矩形框架，矩形框架左右两端分别固定连接1套支撑机构；其中，支撑机构包括支撑座、支撑套、电机支板和轴承，其中，支撑套固定连接在矩形框架上，电机支板与支撑套靠近矩形框架的一端固定连接，电机支板上设有孔，电机的外壳固定在电机支架上，电机轴穿过电机支板上的孔与支撑座固定连接；支撑座的前端通过轴承与支撑套连接；支撑座的底面与探测器的内层内表面固定连接；

矩形框架上设有控制电路板、蓄电池和天线，其中，蓄电池与控制电路板、柔性太阳能电池板、电机、声音传感器和光学传感器连接，天线位于左、右半球之间，与传感器电路板连接。

其中，柔性太阳能电池板型号为XD0.85，声音传感器型号为377A02，传感器电路板型号为STM100。

有益效果：

（1）本发明采用柔性太阳能电池板和蓄电池供电，实现了探测器的自供电，并且利用柔性太阳能电池板弹性强的特点，采用球形柔性太阳能电池板包裹传感器，从而最大效率地利用太阳能，同时，采用外层透明塑料纤维保护太阳能电池板，防止太阳能电池板磨损，采用筛网和光学玻璃保护声音传感器和光学传感器不被磨损。

（2）在矩形框架两端分别设有电机，通过左右电机分别带动左右半球运动，当左右电机差分驱动时，球形探测器可以走动，实现探测器的探测的自主性、灵活性。

（3）本发明可用于有太阳光的室外或光线充足比较空旷的室内，并能应用于昼夜温差较大的场合，功耗低，灵敏度高。

（4）本发明还可以利用光学传感器获取光强大小，控制电机运动到光强大的地方进行充电。

附图说明

图1为带有柔性太阳能电池的球形探测器俯视剖面图。

其中，1-左半球壳，2-右半球壳，3-外层，4-内层，5-直角框架，6-矩形框架，7-支撑座，8-支撑套，9-电机支板，10-轴承，11-电机，12-采集孔，13-声音传感器、14-筛网，15-光学传感器，16-光学玻璃，17-传感器电路板，18-控制电路板，19-蓄电池，20-天线。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种带有柔性太阳能电池的球形探测器，如图1所示，包括左半球壳1、右半球壳2、4个直角框架5、1个矩形框架6、2套支撑机构、2个电机11、声音传感器13、筛网14、光学传感器15、光学玻璃16、传感器电路板17、控制电路板18、蓄电池19和天线20。