CN106026773A - 一种车载定位跟踪及撞击报警装置 - Google Patents
一种车载定位跟踪及撞击报警装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106026773A CN106026773A CN201610459784.3A CN201610459784A CN106026773A CN 106026773 A CN106026773 A CN 106026773A CN 201610459784 A CN201610459784 A CN 201610459784A CN 106026773 A CN106026773 A CN 106026773A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet
- moving magnet
- vehicle
- fixed magnet
- ear plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 abstract 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/186—Vibration harvesters
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles
- G08G1/205—Indicating the location of the monitored vehicles as destination, e.g. accidents, stolen, rental
Abstract
本发明涉及一种车载定位跟踪及撞击报警装置，属汽车电子技术领域。上下壳左右侧壁上都设有耳板、前后侧壁端部都设有限位面，上壳左或右侧壁上装有加速度传感器，下壳底壁上装有带发射单元的电路板；上下耳板经螺钉连接且其间压接有悬臂梁型金属基板，金属基板与其上下两侧所粘接的压电晶片构成压电振子；金属基板自由端上下两侧分别装有动磁铁一和质量块，质量块下端装有动磁铁二；动磁铁一、质量块及动磁铁二构成激励臂；上下壳内腔宽度小于金属基板宽度、大于压电晶片宽度；上壳顶壁上装有定磁铁一、下壳底壁上装有定磁铁二。优势特色：环境适应能力强、有效频带宽；发电能力强、可靠性高；可作为独立部件埋置于车身隐秘处，安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，具体涉及一种车载定位跟踪及撞击报警装置。
背景技术
汽车定位导航系统在现实生活中已有广泛应用。但现有定位装置功能单一，主要是以引导驾驶员前往目的地为目标的。从实用的角度，车载定位跟踪系统还可实现车速实时监测上报、重大交通事故自动报警、或车辆被盗追踪等功能，但由于现有定位系统是利用发动机供电的，发动机断电或出现故障时定位系统将无法继续工作；此外，现有定位系统都是外置的，可人为地关闭或被破坏掉，也无法用于速度监测和失窃追踪等方面。因此，为拓展定位系统的功能和实用性，首先需解决定位系统的能量供应问题，并需将电源及定位系统隐秘、密闭地安装，以提高可靠性和安全性。
发明内容
为拓展车载定位系统的功能、提高其实用性，本发明提出一种车载定位跟踪及撞击报警装置。本发明采用的实施方案是：上壳左右侧壁上都设有上耳板、前后侧壁端部都设有两个上限位面，下壳左右侧壁上都设有下耳板、前后侧壁端部都设有两个下限位面，上壳内腔和下壳内腔左右方向的长度和前后方向的宽度分别相等，上壳左侧壁或右侧壁上安装有加速度传感器，下壳底壁上经螺钉安装有带发射单元的电路板；左右两侧的上下耳板分别经螺钉连接，左侧上下耳板之间、及右侧上下耳板之间都压接有悬臂梁型金属基板，金属基板与其上下两侧所粘接的压电晶片构成压电振子；金属基板的自由端上下两侧分别经螺钉安装有动磁铁一和质量块，质量块下端经螺钉安装有动磁铁二；动磁铁一、质量块及动磁铁二构成激励臂；上下壳的内腔宽度小于金属基板宽度、大于压电晶片宽度；上壳顶壁上经螺钉安装有定磁铁一、下壳底壁上经螺钉安装有定磁铁二，定磁铁一与动磁铁一距金属基板固定端的距离相等，定磁铁二位于动磁铁二的正下方；定磁铁一与动磁铁一的异性磁极相对安装，定磁铁二与动磁铁二的同性磁极相对安装。
非工作时，激励臂重力与其所受的定磁铁一的吸引力及定磁铁二的排斥力之和相等，压电振子不发生弯曲变形；车辆向左或向右行驶过程中，由于激励臂惯性力及惯性力矩作用，与车辆行进方向平行的铅垂面内任意方向的颠簸和振动都将使压电振子产生弯曲振动，从而将机械能转换成电能；所生成的电能经导线传输给电路板，经转换处理后为信号发射单元供电，信号发射单元按所设定的时间间隔将车辆的位置及速度等信息发射出去；当车辆受到强烈撞击时，加速度传感器的测量值超过所设定阈值，报警系统被唤醒，发射单元发出求救信号。
在高速公路等路况较好的行驶环境下，车辆自身的颠簸振动幅值较小，其振动幅值通过定磁铁一和动磁铁一间的耦合作用放大，即当环境振动使压电振子及激励臂离开平衡位置且向上振动时，定磁铁一和动磁铁一间距离逐渐减小、吸引力逐渐增加，从而使压电振子的变形量和发电能力增加；定磁铁一和动磁铁一之间的非线性耦合作用不仅增加了压电振子变形量和发电能力，同时也拓宽了振动响应的有效频带宽度。
车辆经过减速带或行驶在凸凹不平路面时，过大的振动幅值将使金属基板贴靠在上限位面或下限位面上，从而确保压电晶片不至因所受应力过大而损毁。本发明中，为提高压电振子发电能力和可靠性，压电晶片为0.2mm的PZT4、金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片厚度之比为1～2.5，此时压电振子的发电能力较强、能量比较大；能量比是指各不同厚度比的压电振子一次弯曲变形所产生的电能与其中的最大值之比；对于本发明利用PZT4和铍青铜基板构成的压电振子，上下限位面的合理曲率半径均为其中α＝hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板和压电晶片厚度。
优势与特色：本发明的定位跟踪和报警装置可收集与车辆行进方向平行的铅垂面内任意方向的颠簸和振动能发电，环境适应能力强、有效频带宽；同时承受力与弯矩的作用，应力分布均匀且最大应力可控，发电能力强、可靠性高；定位跟踪和报警装置可作为独立部件埋置于车身隐秘处，安全可靠。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例中定位跟踪与报警装置的结构示意图；
图2图1的A-A剖视图；
图3是本发明一个较佳实施例中上壳的结构示意图；
图4是图3的B-B剖视图；
图5是本发明一个较佳实施例中压电振子能量比与厚度比关系曲线。
具体实施方式
上壳a的左右侧壁上都设有上耳板a1、前后侧壁的端部都设有两个上限位面a2，下壳b的左右侧壁上都设有下耳板b1、前后侧壁的端部都设有两个下限位面b2，上壳a的内腔和下壳b的内腔左右方向的长度和前后方向的宽度分别相等，上壳a的左侧壁或右侧壁上安装有加速度传感器S2，下壳b的底壁上经螺钉安装有带发射单元S1的电路板c；左右两侧的上耳板a1和下耳板b1分别经螺钉连接，左侧上耳板a1和下耳板b1之间、及右侧的上耳板a1和下耳板b1之间都压接有悬臂梁型金属基板h1，金属基板h1与其上下两侧所粘接的压电晶片h2构成压电振子h；金属基板h1的自由端的上下两侧分别经螺钉安装有动磁铁一e1和质量块f，质量块f下端经螺钉安装有动磁铁二e2：动磁铁一e1、质量块f及动磁铁二e2构成激励臂J；上壳a和下壳b的内腔宽度小于金属基板h1的宽度、大于压电晶片h2的宽度；上壳a的顶壁上经螺钉安装有定磁铁一d1、下壳b的底壁上经螺钉安装有定磁铁二d2，定磁铁一d1与动磁铁一e1距金属基板h1固定端的距离相等，定磁铁二d2位于动磁铁二e2的正下方；定磁铁一d1与动磁铁一e1的异性磁极相对安装，定磁铁二d2与动磁铁二e2的同性磁极相对安装。
非工作时，激励臂J重力与其所受的定磁铁一d1的吸引力及定磁铁二d2的排斥力之和相等，压电振子h不发生弯曲变形；车辆向左或向右行驶过程中，由于激励臂J的惯性力及惯性力矩作用，与车辆行进方向平行的铅垂面内任意方向的颠簸和振动都将使压电振子h产生弯曲振动，从而将机械能转换成电能；所生成的电能经导线传输给电路板c，经转换处理后为信号发射单元S1供电，信号发射单元S1按所设定的时间间隔将车辆的位置及速度等信息发射出去；当车辆受到强烈撞击时，加速度传感器的测量值超过所设定阈值，报警系统被唤醒，发射单元S1发出求救信号。
在高速公路等路况较好的行驶环境下，车辆自身的颠簸振动幅值较小，其振动幅值通过定磁铁一d1和动磁铁一e1间的耦合作用放大，即当环境振动使压电振子h及激励臂J离开平衡位置且向上振动时，定磁铁一d1和动磁铁一e1间距离逐渐减小、吸引力逐渐增加，从而使压电振子h的变形量和发电能力增加；定磁铁一d1和动磁铁一e1之间的非线性耦合作用不仅增加了压电振子h变形量和发电能力，同时也拓宽了振动响应的有效频带宽度。
车辆经过减速带或行驶在凸凹不平路面时，过大的振动幅值将使金属基板h1贴靠在上限位面a2或下限位面b2上，从而确保压电晶片h2不至因所受应力过大而损毁。本发明中，为提高压电振子h的发电能力和可靠性，压电晶片为0.2mm的PZT4、金属基板为铍青铜，金属基板h1与压电晶片h2的厚度之比为1～2.5，此时压电振子h的发电能力较强、能量比较大；能量比是指各不同厚度比的压电振子h一次弯曲变形所产生的电能与其中的最大值之比；对于本发明利用PZT4和铍青铜基板构成的压电振子h，上限位面a2和下限位面b2的合理曲率半径均为其中α＝hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板h1和压电晶片h2的厚度。
显然，本发明的定位跟踪和报警装置可收集与车辆行进方向平行的铅垂面内任意方向的颠簸和振动能发电，环境适应能力强、有效频带宽；压电振子h同时承受力与弯矩的作用，应力分布均匀且最大应力可控，故发电能力强、可靠性高；可作为独立部件埋置于车身隐秘处，安全可靠。
Claims (1)
1.一种车载定位跟踪及撞击报警装置，其特征在于：上壳左右侧壁上都设有上耳板、前后侧壁端部都设有两个上限位面，下壳左右侧壁上都设有下耳板、前后侧壁端部都设有两个下限位面，上下壳内腔左右方向的长度和前后方向的宽度分别相等，上壳左侧壁或右侧壁上安装有加速度传感器，下壳底壁上安装有带发射单元的电路板；左右两侧的上下耳板分别经螺钉连接，左侧上下耳板之间及右侧上下耳板之间都压接有悬臂梁型金属基板，金属基板与其上下两侧所粘接的压电晶片构成压电振子；金属基板自由端上下两侧分别安装有动磁铁一和质量块，质量块下端安装有动磁铁二；动磁铁一、质量块及动磁铁二构成激励臂；上下壳内腔宽度小于金属基板宽度、大于压电晶片宽度；上壳顶壁上安装有定磁铁一、下壳底壁上安装有定磁铁二，定磁铁一与动磁铁一距金属基板固定端的距离相等，定磁铁二位于动磁铁二的正下方；定磁铁一与动磁铁一的异性磁极相对安装，定磁铁二与动磁铁二的同性磁极相对安装；非工作激励臂重力与其所受的定磁铁一的吸引力及定磁铁二的排斥力之和相等，压电振子不发生弯曲变形；车辆颠簸振动幅值较小时，振幅通过定磁铁一和动磁铁一间的耦合作用放大；颠簸振动幅值较大时，金属基板贴靠在上限位面或下限位面上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610459784.3A CN106026773B (zh) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 一种车载定位跟踪及撞击报警装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610459784.3A CN106026773B (zh) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 一种车载定位跟踪及撞击报警装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106026773A true CN106026773A (zh) | 2016-10-12 |
| CN106026773B CN106026773B (zh) | 2017-11-21 |
Family
ID=57086474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610459784.3A Expired - Fee Related CN106026773B (zh) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 一种车载定位跟踪及撞击报警装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106026773B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106357159A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-01-25 | 华中科技大学 | 一种力‑电‑流体耦合作用的非线性涡激振动能量采集器 |
| CN107317512A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-03 | 浙江师范大学 | 一种垂挂自激式风力发电机监测系统用供电装置 |
| CN107359816A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-17 | 浙江师范大学 | 一种悬垂自激式风力发电机监测系统用供电装置 |
| CN107395049A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-24 | 浙江师范大学 | 一种单车定位跟踪装置 |
| CN107499444A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-12-22 | 浙江师范大学 | 一种共享单车自供电定位脚踏板 |
| CN112968628A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-15 | 上海工程技术大学 | 一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102510239A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-06-20 | 南京航空航天大学 | 复合式振动发电机 |
| CN102594205A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-07-18 | 浙江师范大学 | 一种纵横复合激励式压电俘能器 |
| CN202524327U (zh) * | 2012-04-23 | 2012-11-07 | 北京邮电大学 | 遥控器用手摇式压电发电装置 |
| CN203896222U (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-22 | 金陵科技学院 | 基于自激振动机理的多方向宽频带振动能量收集装置 |
| CN104836478A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-08-12 | 北京理工大学 | 一种压电-电磁复合式低频宽带俘能器 |
-
2016
- 2016-06-15 CN CN201610459784.3A patent/CN106026773B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102510239A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-06-20 | 南京航空航天大学 | 复合式振动发电机 |
| CN102594205A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-07-18 | 浙江师范大学 | 一种纵横复合激励式压电俘能器 |
| CN202524327U (zh) * | 2012-04-23 | 2012-11-07 | 北京邮电大学 | 遥控器用手摇式压电发电装置 |
| CN203896222U (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-22 | 金陵科技学院 | 基于自激振动机理的多方向宽频带振动能量收集装置 |
| CN104836478A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-08-12 | 北京理工大学 | 一种压电-电磁复合式低频宽带俘能器 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106357159A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-01-25 | 华中科技大学 | 一种力‑电‑流体耦合作用的非线性涡激振动能量采集器 |
| CN106357159B (zh) * | 2016-11-04 | 2018-07-17 | 华中科技大学 | 一种力-电-流体耦合作用的非线性涡激振动能量采集器 |
| CN107317512A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-03 | 浙江师范大学 | 一种垂挂自激式风力发电机监测系统用供电装置 |
| CN107359816A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-17 | 浙江师范大学 | 一种悬垂自激式风力发电机监测系统用供电装置 |
| CN107395049A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-24 | 浙江师范大学 | 一种单车定位跟踪装置 |
| CN107499444A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-12-22 | 浙江师范大学 | 一种共享单车自供电定位脚踏板 |
| CN107395049B (zh) * | 2017-08-17 | 2023-06-16 | 浙江师范大学 | 一种单车定位跟踪装置 |
| CN107359816B (zh) * | 2017-08-17 | 2023-06-30 | 浙江师范大学 | 一种悬垂自激式风力发电机监测系统用供电装置 |
| CN107317512B (zh) * | 2017-08-17 | 2023-06-30 | 浙江师范大学 | 一种垂挂自激式风力发电机监测系统用供电装置 |
| CN112968628A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-15 | 上海工程技术大学 | 一种用于轨道车辆的压电式振动能量采集转换装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106026773B (zh) | 2017-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106026773B (zh) | 一种车载定位跟踪及撞击报警装置 | |
| CN205748409U (zh) | 一种自供电车载定位跟踪与报警装置 | |
| EP0710389B1 (en) | Acoustic transmitting and receiving unit | |
| EP1604870A2 (en) | Hybrid impact sensor | |
| JPH07508950A (ja) | 車両の乗員保護システム用の制御ユニット | |
| US20090120471A1 (en) | Vibrating debris remover | |
| CN110912450B (zh) | 一种限幅激励式低频压电发电机 | |
| US10935522B2 (en) | Sensor device for detecting moisture on a roadway having at least one structure-borne sound sensor | |
| CN205681353U (zh) | 一种车载定位跟踪及撞击报警装置 | |
| CN105932908B (zh) | 一种船载定位跟踪系统供电装置 | |
| CN106123914B (zh) | 一种自供电车载定位跟踪与报警装置 | |
| US20210347215A1 (en) | System for Tires Pressure and Wear Detection | |
| CN106059389B (zh) | 一种船载定位装置 | |
| CN107395055B (zh) | 一种新型车载定位跟踪系统用振动俘能器 | |
| CN110920535B (zh) | 一种自供电车辆跟踪与撞击报警装置 | |
| CN107453649B (zh) | 一种压电振子单向弯曲的车载俘能器 | |
| CN209067725U (zh) | 一种减振器及车辆 | |
| JP2011213228A (ja) | 電動自動車の警報音発生装置 | |
| CN103493357A (zh) | 能量采集/轮胎压力、温度和轮胎数据发射器 | |
| CN104485841A (zh) | 一种基于伸缩式压电振子的横振发电机 | |
| CN110798098B (zh) | 一种车载低频压电振动发电机 | |
| CN107565848B (zh) | 一种低频车载间接激励式俘能器 | |
| CN107317513B (zh) | 一种车载定位跟踪系统用自供电装置 | |
| JP2000204522A (ja) | 速度感応型徐行促進装置 | |
| CN201662868U (zh) | 泊车辅助装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zheng Jiajia Inventor after: Huang Leshuai Inventor after: Wang Shuyun Inventor after: Wang Bin Inventor after: Han Junwu Inventor before: Wang Shuyun Inventor before: Yan Mengjia Inventor before: Zeng Ping Inventor before: Wang Bin Inventor before: Han Junwu |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171121 Termination date: 20180615 |