专利摘要

本发明涉及一种自供电河流监测装置，属新能源及河流监测技术领域。机壳由立壁和筒壁构成，端盖由盖板及两个耳板构成，托架的各顶角处设有滑块、中心处设有滑槽，滑槽上下两侧设有横梁；主轴由左右半轴构成，左右半轴线平行；右半轴装在立壁上且其端部装有带叶片的轴套，左半轴上装有套筒；盖板装在筒壁端部，托架的滑槽套在套筒上、滑块置于耳板与立壁所形成滑道内；安装在盖板凸台上的压电振子端部顶靠在横梁上下两侧；立壁或盖板上设有传感器和电路板；水流使主轴转动时套筒在托架滑槽内移动并迫使托架上下往复运动，横梁再迫使压电振子变形发电，电能经转换处理后存储或直接供给传感器和信号发射系统，信号发射系统将监测信息发射出去。

权利要求

1.一种自供电河流监测装置，其特征在于：机壳由立壁和筒壁构成，端盖由盖板及两个耳板构成，托架的各个顶角处都设有滑块、中心处设有滑槽，滑槽上下两侧各设一组横梁；主轴由左右半轴构成，左右半轴线平行；右半轴经轴承和轴承盖装在立壁上，右半轴端部装有带叶片的轴套，左半轴上装有套筒；盖板装在筒壁端部，耳板与立壁形成滑道；托架的滑槽套在套筒上，托架的滑块置于耳板与立壁所形成滑道内；盖板的凸台上装有换能器，两相邻换能器间设有隔板，换能器包含两个由基板和压电片粘接而成的压电振子；同一换能器中两压电振子的基板分别顶靠在托架的同一横梁上下两侧，工作中两个压电振子中的压电片都只承受压应力；立壁上设有前传感器，盖板上设有后传感器和电路板，各压电振子及前后传感器经不同导线组与电路板相连；工作中，水流经与叶片耦合作用使主轴转动时套筒在托架的滑槽内移动并迫使托架上下往复运动，托架的横梁再迫使压电振子往复弯曲变形并发电，所生成的电能经电路板上的转换电路处理后存储或直接供给前后传感器和信号发射系统，信号发射系统将监测信息发射出去。

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种自供电河流监测装置，用于河流水质、水位及流速等监测。

背景技术

我国境内遍布的河流达数千条之多，用于河流水质污染及防洪预警等方面的监测已受到国家相关部门的高度重视；同时，国内专家学者也相继提出了相应的监测方法和手段，包括针对河水污染的水质监测技术，针对洪水及泥石流等自然灾害的雨量、水位以及河道水流速等监测技术，以及为河流监测系统供电的各类微小型发电机，但现有的监测系统在可靠性、流速适应性及电磁兼容性等方面都存在一定的问题，严重地阻碍了其推广应用。

发明内容

本发明提出一种自供电河流监测装置，本发明的实施方案是：机壳由立壁和筒壁构成，立壁和筒壁围成体腔；端盖由盖板及两个耳板构成，耳板与盖板垂直且对称布置在盖板同侧的两端；托架的各个顶角处都设有滑块、中心处设有滑槽，滑槽上下两侧各设一组横梁；主轴由左右半轴构成，左右半轴间设有与右半轴同轴的轴肩，左右半轴平行。

主轴的右半轴经轴承和轴承盖装在立壁上，轴承置于立壁的轴承孔内，轴承盖与机壳的轴承孔侧壁间设有密封垫；右半轴端部经螺钉装有带叶片的轴套，左半轴置于体腔内，左半轴上经滚动体装有套筒，滚动体为滚珠或滚柱，套筒的内孔经滚动体套在左半轴上。

端盖的盖板经螺钉安装在筒壁端部，耳板置于体腔内并与立壁形成滑道；托架的滑槽套在套筒上，托架的滑块置于耳板与立壁所形成滑道内，滑块的各个侧面分别顶靠在耳板、立壁及筒壁上；盖板的凸台上经螺钉和压条装有换能器，两相邻换能器间设有隔板，换能器包含两个由基板和压电片粘接而成的压电振子，两压电振子的基板相对安装；同一换能器中两压电振子的基板分别顶靠在托架的同一横梁上下两侧；立壁上设有前传感器，盖板上设有后传感器和电路板，各压电振子及前后传感器经不同导线组与电路板相连。

工作中，水流经与叶片耦合作用使主轴转动，主轴的运动经滚动体和套筒传递给托架，主轴转动时套筒在托架的滑槽内移动并迫使托架上下往复运动，托架的横梁再迫使压电振子往复弯曲变形并发电，所生成的电能经电路板上的转换电路处理后存储或直接供给前后传感器和信号发射系统，信号发射系统将监测信息发射出去。

本发明中，左右半轴线处于同一铅垂面且左半轴线位于右半轴线上方时，同一换能器中上方压电振子变形量最大、下方压电振子变形量最小，下方压电振子变形量大于或等于零，两个压电振子中的压电片都只承受压应力；此后，随主轴转动，上方压电振子变形量逐渐减小、下方压电振子变形量逐渐增加，主轴转过90度时左右半轴线处于同一水平面内，两压电振子变形量相等且为其许用变形量的一半；主轴转过180 度时，下方压电振子变形量最大、上方压电振子变形量最小，上方压电振子变形量大于或等于零；主轴转过360度时，上方压电振子变形量再达最大、下方压电振子变形量再达最小，至此完成一次激励。

本发明中，基板和压电片厚度相等，左右半轴线间距x由下式确定，即： 其中： h为基板的厚度，β＝Em/Ep，Em和Ep分别为基板和压电片的杨氏模量， k31和 分别为压电材料的机电耦合系数和许用压应力，L为压电振子d可弯曲部分的长度，η为与胶层厚度有关的修正系数。

优势与特色：结构及激励过程简单、无电磁干扰、无接触冲击和噪音；各转速下压电振子为单向的等幅激励，压电片仅承受量值可控的压应力，故可靠性高、有效频带宽；可同步激励多组压电振子，发电与供电能力强。

附图说明

图1是本发明一个较佳实施例监测装置的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1中内圈转过180度后监测装置的结构示意图；

图4是本发明一个较佳实施例中端盖的结构示意图；

图5是图4的右视图；

图6是本发明一个较佳实施例中主轴的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是本发明一个较佳实施例中托架的结构示意图；

图9是图8的右视图。

具体实施方式

机壳a由立壁a1和筒壁a2构成，立壁a1和筒壁a2围成体腔a3；端盖b由盖板b1及两个耳板b2构成，耳板 b2与盖板b1垂直且对称布置在盖板b1同侧的两端；托架i的各个顶角处都设有滑块i1、中心处设有滑槽i2，滑槽i2的上下两侧各设一组横梁i3；主轴k由左半轴k2和右半轴k1构成，左半轴k2和右半轴k1之间设有与右半轴k1同轴的轴肩k3，左半轴线k5和右半轴线k4平行。

主轴k的右半轴k1经轴承j和轴承盖m安装在立壁a1上，轴承j置于立壁a1上的轴承孔内，轴承盖m与机壳a的轴承孔侧壁间设有密封垫；右半轴k1的端部经螺钉安装有带叶片y2的轴套y1，左半轴k2置于体腔a3 内，左半轴k2上经滚动体g安装有套筒h，滚动体g为滚珠或滚柱，套筒h的内孔经滚动体g套在左半轴k2上。

端盖b的盖板b1经螺钉安装在筒壁a2的端部，耳板b2置于体腔a3内并与立壁a1形成滑道；托架i的滑槽i2 套在套筒h上，托架i的滑块i1置于耳板b2与立壁a1所形成滑道内，滑块i1的各个侧面分别顶靠在耳板b2、立壁a1及筒壁a2上；盖板b1的凸台b3上经螺钉和压条c装有换能器D，两相邻换能器D之间由隔板e隔开，换能器D包含两个由基板和压电片粘接而成的压电振子d，两压电振子d的基板相对安装；同一换能器D中两压电振子d的基板分别顶靠在托架i的同一横梁i3的上下两侧；立壁a1上设有前传感器s1，盖板b1上设有后传感器s2和电路板f，各压电振子d、前传感器s1和后传感器s2经不同的导线组与电路板f相连。

工作中，水流经与叶片y2耦合作用使主轴k转动，主轴k的运动经滚动体g和套筒h传递给托架i，主轴k 转动时套筒h在托架i的滑槽i2内移动并迫使托架i上下往复运动，托架i的横梁i3再迫使压电振子d往复弯曲变形并发电，所生成的电能经电路板f上的转换电路处理后存储或直接供给前传感器s1、后传感器s2和信号发射系统，信号发射系统将监测信息发射出去。

本发明中，左半轴线k5和右半轴线k4处于同一铅垂面且左半轴线k5位于右半轴线k4的上方时，同一换能器D中上方压电振子d变形量最大、下方压电振子d变形量最小，下方压电振子d变形量大于或等于零，两个压电振子d中的压电片都只承受压应力；此后，随主轴k的转动，上方压电振子d变形量逐渐减小、下方压电振子d变形量逐渐增加，主轴k转过90度时左半轴线g5和右半轴线g4处于同一水平面内，两压电振子d 变形量相等且为其许用变形量的一半；主轴k转过180度时，下方压电振子d变形量最大、上方压电振子d变形量最小，上方压电振子d变形量大于或等于零；主轴k转过360度时，上方压电振子d变形量再达最大、下方压电振子d变形量再达最小，至此完成一次激励。

本发明中，基板和压电片厚度相等，左半轴线k5和右半轴线k4的间距x由下式确定，即： 其中： h为基板的厚度，β＝Em/Ep，Em和Ep分别为基板和压电片的杨氏模量， k31和 分别为压电材料的机电耦合系数和许用压应力，L为压电振子d可弯曲部分的长度，η为与胶层厚度有关的修正系数。

一种自供电河流监测装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。