CN107546828B - 一种自替换式干电池供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自替换式干电池供电装置，采用全新结构设计，引入电机机械联动结构，以指定型号干电池(13)对光源(8)的供电，采用光感传感器(12)检测指定型号干电池(13)是否有电，并基于齿纹之间相互咬合原理，利用转动电机(11)驱动齿轮(5)对齿条(4)的咬合，使得长条板(2)随齿条(4)的移动而移动，从而切换各个与套筒(14)所连接的指定型号干电池(13)依次与电极片(6)相接触，从而无间隙地切换指定型号干电池(13)工作，并通过电极片(6)和长条导电片针对用电装置(1)进行供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种自替换式干电池供电装置，属于干电池智能应用技术领域。
背景技术
电源是将其它形式的能转换成电能的装置，即是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供设备中所有部件所需要的电能，电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响设备的工作性能和使用寿命。随着技术水平的不断发展，电源的种类也越来越多，大到蓄电池，小到锂电池，因为人们生活中无处不在的用电，让电源无处不在，但是现有电源在不断提升自身储电量与供电稳定性的同时，往往忽略了电源人性化的使用感受，众所周知，现有电源从大范围划分，简单可以划分为充电电源和非充电电源，在使用电源进行供电过程中，若使用非充电电源进行供电，具有供电稳定优点，但是一旦电量用尽，就需要针对非充电电源进行替换，应用费时费力，效率低；若使用充电电源进行供电，首先当电量用尽时，虽然不要手动替换，但是需要针对充电电源进行充电，待充电完成方可进行再次供电，这期间就会有断电期，影响用电装置的工作效率；然后，多次充电不利于电源中电量的稳定，这就使得实际应用中的供电变得不稳定，同样会影响用电装置的工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用全新结构设计，引入电机机械联动结构，通过智能检测、智能控制，实现指定型号干电池智能切换的自替换式干电池供电装置。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种自替换式干电池供电装置，采用指定型号干电池针对用电装置进行供电；包括长条板、侧面L形结构的卡位板、齿条、齿轮、电极片、导电棒、长条导电片、光源、至少两个套筒和控制模块，以及分别与控制模块相连接的独立供电电源、转动电机、光感传感器，其中，独立供电电源经过控制模块分别为转动电机、光感传感器进行供电；卡位板上对应L形长边的长大于指定型号干电池的长，且卡位板上与L形侧面相垂直边的长度与指定型号干电池的外直径相适应，卡位板上对应L形长边的板的内侧面表面设置直线第一滑槽，且第一滑槽所在直线与卡位板上L形侧面相垂直，卡位板上转折位置与第一滑槽之间的间距与指定型号干电池的长相适应；第一滑槽内的宽度与长条板的厚度相适应，长条板以其长边在卡位板上的第一滑槽内滑动，且长条板与卡位板上第一滑槽所在面相垂直；电极片固定设置于卡位板上与长条板相平行的内侧面上；齿条的长度与长条板的长度相适应，齿条固定设置于长条板上背向电极片的一侧面上，齿条与长条板上的长相平行，且齿条的齿纹竖直向上，转动电机固定设置于卡位板上对应L 形长边的板的内侧面表面上，且转动电机位于长条板背向电极片的一侧，以及转动电机上的转动杆垂直指向长条板上背向电极片的一侧面，齿轮的齿纹与齿条的齿纹彼此相适应，齿轮固定连接于转动电机上转动杆的顶端，齿轮位于齿条上方，齿轮上的齿纹活动对接于齿条的齿纹，齿条随转动电机对齿轮的转动而来回移动，以及长条板随齿条的移动而在卡位板的第一滑槽中来回移动；长条板表面设置贯穿其两侧的第二滑槽，第二滑槽的长度与长条板的长度相适应，且第二滑槽的两端封闭；长条导电片的长度与第二滑槽的长度相适应，长条导电片沿第二滑槽固定贴设于长条板上面向电极片的侧面上，且长条导电片覆盖第二滑槽的单侧面；导电棒固定设置于转动电机上，且导电棒的其中一端位于第二滑槽中、与长条导电片相接触，以及导电棒上与转动电机相接触的部分采用绝缘材料进行包裹；各个套筒的两端敞开、且相互贯通，各个套筒的内径均与指定型号干电池的外直径相适应，各个套筒的其中一端分别固定连接于长条板上设置长条导电片的侧面上，各个套筒沿长条导电片依次分布，且各个套筒分别与长条导电片所贯通；指定型号干电池的数量与套筒的数量相等，各节指定型号干电池上的指定端分别活动设置于各个套筒中，且各节指定型号干电池上置于对应套筒中的端部与长条导电片相接触；各节指定型号干电池上的另一端随卡位板沿第二滑槽的移动，依次与卡位板上所设置的电极片相接触；用电装置和光源彼此相互并联，且并联的其中一端与电极片相连接，并联的另一端与导电棒相连接；光源的光照端指向光感传感器的检测端。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括套管，套管的两端敞开、且相互贯通，所述光源和所述光感传感器分别由套管的两端至于套管内部。
作为本发明的一种优选技术方案：所述转动电机为无刷转动电机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为微处理器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述微处理器为ARM处理器。
本发明所述一种自替换式干电池供电装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)本发明设计的自替换式干电池供电装置，采用全新结构设计，引入电机机械联动结构，以指定型号干电池对光源的供电，采用光感传感器检测指定型号干电池是否有电，并基于齿纹之间相互咬合原理，利用转动电机驱动齿轮对齿条的咬合，使得长条板随齿条的移动而移动，从而切换各个与套筒所连接的指定型号干电池依次与电极片相接触，从而无间隙地切换指定型号干电池工作，并通过电极片和长条导电片针对用电装置进行供电；
(2)本发明设计的自替换式干电池供电装置中，针对光源和光感传感器，进一步引入套管，设计套管的两端敞开、且相互贯通，所述光源和所述光感传感器分别由套管的两端置于套管内部，由此能够有效提高光感传感器对光源的检测效率，从而有效提高针对干电池电量用尽检测的准确性；
(3)本发明设计的自替换式干电池供电装置中，针对转动电机，进一步设计采用无刷转动电机，使得本发明所设计自替换式干电池供电装置在实际使用中，能够实现静音工作，既保证了所设计自替换式干电池供电装置具有高效的干电池智能切换功能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；
(4)本发明设计的自替换式干电池供电装置中，针对控制模块，进一步设计采用微处理器，并具体采用ARM处理器，一方面能够适用于后期针对所设计自替换式干电池供电装置的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。
附图说明
图1是本发明设计的自替换式干电池供电装置的结构示意图。
其中，1.用电装置，2.长条板，3.卡位板，4.齿条，5.齿轮，6.电极片、7.导电棒， 8.光源，9.控制模块，10.独立供电电源，11.转动电机，12.光感传感器，13.指定型号干电池，14.套筒，15.套管。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明设计了一种自替换式干电池供电装置，采用指定型号干电池13针对用电装置1进行供电；包括长条板2、侧面L形结构的卡位板3、齿条4、齿轮5、电极片6、导电棒7、长条导电片、光源8、至少两个套筒14和控制模块9，以及分别与控制模块9相连接的独立供电电源10、转动电机11、光感传感器12，其中，独立供电电源10经过控制模块9分别为转动电机11、光感传感器12进行供电；卡位板3上对应L形长边的长大于指定型号干电池13的长，且卡位板3上与L形侧面相垂直边的长度与指定型号干电池13的外直径相适应，卡位板3上对应L形长边的板的内侧面表面设置直线第一滑槽，且第一滑槽所在直线与卡位板3上L形侧面相垂直，卡位板3上转折位置与第一滑槽之间的间距与指定型号干电池13的长相适应；第一滑槽内的宽度与长条板2的厚度相适应，长条板2以其长边在卡位板3上的第一滑槽内滑动，且长条板2与卡位板3上第一滑槽所在面相垂直；电极片6固定设置于卡位板3上与长条板2相平行的内侧面上；齿条4的长度与长条板2的长度相适应，齿条4固定设置于长条板2上背向电极片6的一侧面上，齿条4与长条板2上的长相平行，且齿条4的齿纹竖直向上，转动电机11固定设置于卡位板3上对应L形长边的板的内侧面表面上，且转动电机11位于长条板2背向电极片6的一侧，以及转动电机11上的转动杆垂直指向长条板2上背向电极片6的一侧面，齿轮5的齿纹与齿条4的齿纹彼此相适应，齿轮5 固定连接于转动电机11上转动杆的顶端，齿轮5位于齿条4上方，齿轮5上的齿纹活动对接于齿条4的齿纹，齿条4随转动电机11对齿轮5的转动而来回移动，以及长条板2随齿条4 的移动而在卡位板3的第一滑槽中来回移动；长条板2表面设置贯穿其两侧的第二滑槽，第二滑槽的长度与长条板2的长度相适应，且第二滑槽的两端封闭；长条导电片的长度与第二滑槽的长度相适应，长条导电片沿第二滑槽固定贴设于长条板2上面向电极片6的侧面上，且长条导电片覆盖第二滑槽的单侧面；导电棒7固定设置于转动电机11上，且导电棒7的其中一端位于第二滑槽中、与长条导电片相接触，以及导电棒7上与转动电机11相接触的部分采用绝缘材料进行包裹；各个套筒14的两端敞开、且相互贯通，各个套筒14的内径均与指定型号干电池13的外直径相适应，各个套筒14的其中一端分别固定连接于长条板2上设置长条导电片的侧面上，各个套筒14沿长条导电片依次分布，且各个套筒14分别与长条导电片所贯通；指定型号干电池13的数量与套筒14的数量相等，各节指定型号干电池13上的指定端分别活动设置于各个套筒14中，且各节指定型号干电池13上置于对应套筒14中的端部与长条导电片相接触；各节指定型号干电池13上的另一端随卡位板3沿第二滑槽的移动，依次与卡位板3上所设置的电极片6相接触；用电装置1和光源8彼此相互并联，且并联的其中一端与电极片6相连接，并联的另一端与导电棒7相连接；光源8的光照端指向光感传感器12的检测端。上述技术方案设计的自替换式干电池供电装置，采用全新结构设计，引入电机机械联动结构，以指定型号干电池13对光源8的供电，采用光感传感器12检测指定型号干电池13是否有电，并基于齿纹之间相互咬合原理，利用转动电机11驱动齿轮5对齿条4 的咬合，使得长条板2随齿条4的移动而移动，从而切换各个与套筒14所连接的指定型号干电池13依次与电极片6相接触，从而无间隙地切换指定型号干电池13工作，并通过电极片 6和长条导电片针对用电装置1进行供电。
基于上述设计自替换式干电池供电装置技术方案基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对光源8和光感传感器12，进一步引入套管15，设计套管15的两端敞开、且相互贯通，所述光源8和所述光感传感器12分别由套管15的两端置于套管15内部，由此能够有效提高光感传感器12对光源8的检测效率，从而有效提高针对指定型号干电池13电量用尽检测的准确性；针对转动电机11，进一步设计采用无刷转动电机，使得本发明所设计自替换式干电池供电装置在实际使用中，能够实现静音工作，既保证了所设计自替换式干电池供电装置具有高效的干电池智能切换功能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；针对控制模块9，进一步设计采用微处理器，并具体采用 ARM处理器，一方面能够适用于后期针对所设计自替换式干电池供电装置的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。
本发明设计的自替换式干电池供电装置在实际应用过程当中，采用指定型号干电池13针对用电装置1进行供电；具体包括长条板2、侧面L形结构的卡位板3、齿条4、齿轮5、电极片6、导电棒7、长条导电片、光源8、套管15、至少两个套筒14和ARM处理器，以及分别与ARM处理器相连接的独立供电电源10、无刷转动电机、光感传感器12，其中，独立供电电源10经过ARM处理器分别为无刷转动电机、光感传感器12进行供电；卡位板3上对应L 形长边的长大于指定型号干电池13的长，且卡位板3上与L形侧面相垂直边的长度与指定型号干电池13的外直径相适应，卡位板3上对应L形长边的板的内侧面表面设置直线第一滑槽，且第一滑槽所在直线与卡位板3上L形侧面相垂直，卡位板3上转折位置与第一滑槽之间的间距与指定型号干电池13的长相适应；第一滑槽内的宽度与长条板2的厚度相适应，长条板 2以其长边在卡位板3上的第一滑槽内滑动，且长条板2与卡位板3上第一滑槽所在面相垂直；电极片6固定设置于卡位板3上与长条板2相平行的内侧面上；齿条4的长度与长条板 2的长度相适应，齿条4固定设置于长条板2上背向电极片6的一侧面上，齿条4与长条板2 上的长相平行，且齿条4的齿纹竖直向上，无刷转动电机固定设置于卡位板3上对应L形长边的板的内侧面表面上，且无刷转动电机位于长条板2背向电极片6的一侧，以及无刷转动电机上的转动杆垂直指向长条板2上背向电极片6的一侧面，齿轮5的齿纹与齿条4的齿纹彼此相适应，齿轮5固定连接于无刷转动电机上转动杆的顶端，齿轮5位于齿条4上方，齿轮5上的齿纹活动对接于齿条4的齿纹，齿条4随无刷转动电机对齿轮5的转动而来回移动，以及长条板2随齿条4的移动而在卡位板3的第一滑槽中来回移动；长条板2表面设置贯穿其两侧的第二滑槽，第二滑槽的长度与长条板2的长度相适应，且第二滑槽的两端封闭；长条导电片的长度与第二滑槽的长度相适应，长条导电片沿第二滑槽固定贴设于长条板2上面向电极片6的侧面上，且长条导电片覆盖第二滑槽的单侧面；导电棒7固定设置于无刷转动电机上，且导电棒7的其中一端位于第二滑槽中、与长条导电片相接触，以及导电棒7上与无刷转动电机相接触的部分采用绝缘材料进行包裹；各个套筒14的两端敞开、且相互贯通，各个套筒14的内径均与指定型号干电池13的外直径相适应，各个套筒14的其中一端分别固定连接于长条板2上设置长条导电片的侧面上，各个套筒14沿长条导电片依次分布，且各个套筒14分别与长条导电片所贯通；指定型号干电池13的数量与套筒14的数量相等，各节指定型号干电池13上的指定端分别活动设置于各个套筒14中，且各节指定型号干电池13上置于对应套筒14中的端部与长条导电片相接触；各节指定型号干电池13上的另一端随卡位板 3沿第二滑槽的移动，依次与卡位板3上所设置的电极片6相接触；用电装置1和光源8彼此相互并联，且并联的其中一端与电极片6相连接，并联的另一端与导电棒7相连接；光源 8的光照端指向光感传感器12的检测端，套管15的两端敞开、且相互贯通，光源8和光感传感器12分别由套管15的两端置于套管15内部。实际应用中，两端分别与电极片6、长条导电片相接触的指定型号干电池13处于工作状态，通过其一端与电极片6相连，以及另一端依次经长条导电片和导电棒7相连为相互并联的用电装置1和光源8进行供电，用电装置1 由此进行取电工作，同时光源8亦会取电工作，检测端与光源8的光照端相对的光感传感器 12实时工作，检测来自光源8的光亮，实时获得光亮检测结果，并实时上传至ARM处理器当中，由ARM处理器针对所接收到的光亮检测结果进行分析，若光亮检测结果高于预设光亮下限阈值，则ARM处理器据此判断此时接入工作的指定型号干电池13的电量足够供电，则ARM 处理器不做任何进一步处理操作；若光亮检测结果低于或等于预设光亮下限阈值，则ARM处理器据此判断此时接入工作的指定型号干电池13的电量过低或用尽，则ARM处理器随即控制与之相连接的无刷转动电机开始工作，控制无刷转动电机上的转动杆转动，使得固定连接于转动杆顶端的齿轮5开始转动，如此基于齿轮5与齿条4之间齿纹的咬合，使得齿轮5的转动带动齿条4的移动，如此，控制长条板2随齿条4的移动而在卡位板3的第一滑槽中来回移动，如此切换各节指定型号干电池13上的另一端随卡位板3沿第二滑槽的移动，依次与卡位板3上所设置的电极片6相接触，当切换下一节指定型号干电池13的另一端与电极片6相接触时，即切换使得该节指定型号干电池13的两端分别与电极片6、长条导电片相接触，则该节指定型号干电池13，通过其一端与电极片6相连，以及另一端依次经长条导电片和导电棒7相连为相互并联的用电装置1和光源8进行供电，如此在实际应用中通过上述切换方式进行工作，针对各节指定型号干电池13，实现无间隙地切换工作，提高了用电装置1的实际工作效率。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种自替换式干电池供电装置，采用指定型号干电池(13)针对用电装置(1)进行供电；其特征在于：包括长条板(2)、侧面L形结构的卡位板(3)、齿条(4)、齿轮(5)、电极片(6)、导电棒(7)、长条导电片、光源(8)、至少两个套筒(14)和控制模块(9)，以及分别与控制模块(9)相连接的独立供电电源(10)、转动电机(11)、光感传感器(12)，其中，独立供电电源(10)经过控制模块(9)分别为转动电机(11)、光感传感器(12)进行供电；卡位板(3)上对应L形长边的长大于指定型号干电池(13)的长，且卡位板(3)上与L形侧面相垂直边的长度与指定型号干电池(13)的外直径相适应，卡位板(3)上对应L形长边的板的内侧面表面设置直线第一滑槽，且第一滑槽所在直线与卡位板(3)上L形侧面相垂直，卡位板(3)上转折位置与第一滑槽之间的间距与指定型号干电池(13)的长相适应；第一滑槽内的宽度与长条板(2)的厚度相适应，长条板(2)以其长边在卡位板(3)上的第一滑槽内滑动，且长条板(2)与卡位板(3)上第一滑槽所在面相垂直；电极片(6)固定设置于卡位板(3)上与长条板(2)相平行的内侧面上；齿条(4)的长度与长条板(2)的长度相适应，齿条(4)固定设置于长条板(2)上背向电极片(6)的一侧面上，齿条(4)与长条板(2)上的长相平行，且齿条(4)的齿纹竖直向上，转动电机(11)固定设置于卡位板(3)上对应L形长边的板的内侧面表面上，且转动电机(11)位于长条板(2)背向电极片(6)的一侧，以及转动电机(11)上的转动杆垂直指向长条板(2)上背向电极片(6)的一侧面，齿轮(5)的齿纹与齿条(4)的齿纹彼此相适应，齿轮(5)固定连接于转动电机(11)上转动杆的顶端，齿轮(5)位于齿条(4)上方，齿轮(5)上的齿纹活动对接于齿条(4)的齿纹，齿条(4)随转动电机(11)对齿轮(5)的转动而来回移动，以及长条板(2)随齿条(4)的移动而在卡位板(3)的第一滑槽中来回移动；长条板(2)表面设置贯穿其两侧的第二滑槽，第二滑槽的长度与长条板(2)的长度相适应，且第二滑槽的两端封闭；长条导电片的长度与第二滑槽的长度相适应，长条导电片沿第二滑槽固定贴设于长条板(2)上面向电极片(6)的侧面上，且长条导电片覆盖第二滑槽的单侧面；导电棒(7)固定设置于转动电机(11)上，且导电棒(7)的其中一端位于第二滑槽中、与长条导电片相接触，以及导电棒(7)上与转动电机(11)相接触的部分采用绝缘材料进行包裹；各个套筒(14)的两端敞开、且相互贯通，各个套筒(14)的内径均与指定型号干电池(13)的外直径相适应，各个套筒(14)的其中一端分别固定连接于长条板(2)上设置长条导电片的侧面上，各个套筒(14)沿长条导电片依次分布，且各个套筒(14)分别与长条导电片所贯通；指定型号干电池(13)的数量与套筒(14)的数量相等，各节指定型号干电池(13)上的指定端分别活动设置于各个套筒(14)中，且各节指定型号干电池(13)上置于对应套筒(14)中的端部与长条导电片相接触；各节指定型号干电池(13)上的另一端随卡位板(3)沿第二滑槽的移动，依次与卡位板(3)上所设置的电极片(6)相接触；用电装置(1)和光源(8)彼此相互并联，且并联的其中一端与电极片(6)相连接，并联的另一端与导电棒(7)相连接；光源(8)的光照端指向光感传感器(12)的检测端。
2.根据权利要求1所述一种自替换式干电池供电装置，其特征在于：还包括套管(15)，套管(15)的两端敞开、且相互贯通，所述光源(8)和所述光感传感器(12)分别由套管(15)的两端置于套管(15)内部。
3.根据权利要求1所述一种自替换式干电池供电装置，其特征在于：所述转动电机(11)为无刷转动电机。
4.根据权利要求1中所述一种自替换式干电池供电装置，其特征在于：所述控制模块(9)为微处理器。
5.根据权利要求4中所述一种自替换式干电池供电装置，其特征在于：所述微处理器为ARM处理器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20200728 |