CN108232055A - 地下钻孔内监测仪用电池容纳装置、供电装置及监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地下钻孔内监测仪用电池容纳装置、供电装置及监测仪，采用与电池筒分体设置的转接部件来实现地下钻孔内监测仪的电池与电路板之间的供电连接，从而所述地下钻孔内监测仪在更换电池的过程中电池仓与电路仓相对独立，易于拆卸。

Description

地下钻孔内监测仪用电池容纳装置、供电装置及监测仪

技术领域

本发明涉及地下钻孔内监测领域，尤其涉及一种地下钻孔内监测仪用电池容纳装置、供电装置及监测仪。

背景技术

地下钻孔内监测仪通常是用于监测地下岩体结构或水体物理性能和化学性质变化状态的一种仪器，其通过钻探监测孔后，将监测仪放入监测孔内进行监测。由于地下钻孔内监测仪安装在深井监测孔内，孔直径一般在100毫米左右，这大大限制了为该地下钻孔内监测仪供电的电池装置以及进行数据采集控制的电路板的设计空间。

现有技术中，通常为了方便将装载电池的电池盒固定安装在电路板上，然而，由于电池寿命等关系，更换电池非常不方便，而且在更换时也非常容易造成电池的电极端子与电路板的接触不良或损坏。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种地下钻孔内监测仪用电池容纳装置、供电装置及监测仪。

一方面，本发明提供一种地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，包括电池筒以及转接部件，所述电池筒与所述转接部件为分体结构，所述转接部件用于与地下钻孔内监测仪的电路板连接，所述电池筒包括：

筒体，用于容纳电池；

弹性正极，所述弹性正极包括相对的第一端和第二端，所述弹性正极的第一端设置在所述筒体内用于与所述电池的正极电连接，所述弹性正极的第二端设置在所述筒体外与所述转接部件弹性电接触；

弹性负极，与所述弹性电极间隔设置，所述弹性负极包括相对的第一端和第二端，所述弹性负极的第一端设置在所述筒体内用于与所述电池的负极电连接，所述弹性负极的第二端设置在所述筒体外与所述转接部件弹性电接触；

所述弹性正极和弹性负极与所述转接部件弹性电接触以用于通过所述转接部件分别与地下钻孔内监测仪的电路板的正负极端子电连接。

第二方面，本发明还提供一种供电装置，包括上述的电池容纳装置以及设置在所述电池容纳装置的电池筒中的电池。

第三方面，本发明还提供一种地下钻孔内监测仪，该地下钻孔内监测仪包括分体设置的电池仓以及电路仓，所述电池仓上述的供电装置，所述电路仓包括电路板以及与所述电路板连接的所述转接部件。

本发明提供的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置、供电装置及监测仪，采用与电池筒分体设置的转接部件来实现地下钻孔内监测仪的电池与电路板之间的供电连接，从而所述地下钻孔内监测仪在更换电池的过程中电池仓与电路仓相对独立，易于拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置一种实施例的结构示意图。

图2是为本发明提供的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置一种实施例的结构剖面示意图。

图3为本发明提供的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置一种实施例的立体爆炸示意图。

图4为本发明提供的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置一种实施例的中转接部件的立体爆炸示意图。

图5为本发明提供的供电装置的一种实施例的立体结构示意图。

图6为本发明提供的地下钻孔内监测仪的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

请参阅图1，本申请的一个实施例提供了一种地下钻孔内监测仪用电池容纳装置10，该电池容纳装置10包括电池筒20以及转接部件30，所述电池筒20与所述转接部件30为分体设置。所述电池筒20包括筒体22、弹性正极24以及弹性负极26，所述弹性正极24以及弹性负极26间隔设置在所述筒体22上，在装配时，所述电池筒20的弹性正极24和所述弹性负极26与所述转接部件30弹性电接触，并通过所述转接部件30分别与地下钻孔内监测仪电路板的正负极端子电连接。

请一并参阅图1至图3，所述筒体22可以为一端开口的筒状结构，该筒体22进一步包括端面220以及筒身222。所述端面220设置有间隔设置的通孔，具体地，包括间隔设置的正极通孔220a以及负极通孔220b，所述正极通孔220a用于设置所述弹性正极24，所述负极通孔220b用于设置所述弹性负极26。优选地，所述正极通孔220a以及负极通孔220b为阶梯孔，实现弹性电极的轴向定位。优选地，所述端面220为一凸台结构包括一凸台，所述凸台位于所述端面220远离所述筒身222的表面，所述正极通孔220a以及负极通孔220b设置于所述凸台所在的表面。所述正极通孔220a以及负极通孔220b的数量可根据所述弹性正极24和所述弹性负极26的数量来确定。本申请某一实施例中，所述端面220设置有两个负极通孔220b以及一个正极通孔220a，所述正极通孔220a设置在两个负极通孔220b之间，且该三个通孔间隔设置。更优选地，正极通孔220a设置在两个负极通孔220b之间且呈直线排列。采用两个负极，增加了电接触的可靠性。

所述筒身222沿着所述端面220的边缘围绕而成，内部用于容纳电池。所述筒身222与所述端面220可以为一体结构。优选地，所述筒身222内壁设置有至少一凹槽，所述凹槽设置为燕尾形状，所述凹槽用于设置连接电池负极和所述弹性负极26的负极导电连接件。

所述弹性正极24设置在所述正极通孔220a中。该弹性正极24在长度延伸方向上包括相对的第一端和第二端，该弹性正极24的第一端通过所述正极通孔220a伸入所述筒身222内，用于与所述电池的正极电连接。该弹性正极24的第二端位于所述正极通孔220a外，作为所述电池的正极输出端。该弹性正极24为一弹性电极，在长度延伸方向上可弹性伸缩。该弹性正极24的形状没有特别限定只要为弹性电极即可。优选地，所述弹性正极24为柱状或类柱状电极。更为优选地，该弹性正极24的第二端为球面结构，在工作时，该弹性正极24的第二端始终与所述转接部件30为点接触，从而能大大减小摩擦力，进而大大延长该弹性正极24的使用寿命。

所述弹性负极26与所述弹性正极24间隔且设置在所述负极通孔220b中。该弹性负极26在长度延伸方向上包括相对的第一端和第二端，该弹性负极26的第一端通过所述负极通孔220b伸入所述筒身222内，用于与所述电池的负极电连接。该弹性负极26的第二端位于所述负极通孔220b外，作为所述电池的负极输出端。与所述弹性正极24类似的，所述弹性负极26也为所述弹性电极，在长度延伸方向上可弹性伸缩。该弹性负极26的形状没有特别限定只要为弹性电极即可。优选地，所述弹性负极26为柱状或类柱状电极。更为优选地，该弹性负极26的第二端为球面结构，在工作时，该弹性负极26的第二端始终与所述转接部件30为点接触，从而能大大减小摩擦力，进而大大延长该弹性负极26的使用寿命。本申请一个实施例中，进一步包括两个所述弹性负极26，该两个弹性负极26按照所述负极通孔220b的位置分别于所述弹性正极24间隔设置，且呈直线排列。

所述电池筒20进一步包括至少一负极导电连接件28，所述至少一负极导电连接件28设置在所述电池筒20内，用于电连接所述弹性负极26与所述电池的负极。优选地，本申请一个实施例中，所述至少一负极导电连接件28整体为“L”型的导电件，该所述至少一负极导电连接件28包括第一导电部以及与第一导电部连接的第二导电部。所述第一导电部设置在所述筒身222的内壁且与所述内壁平行(对应“L”的长边)，所述第二导电部平行于所述端面220(对应“L”的短边)。所述第一导电部的一端用于与所述电池的负极电连接，另一端与所述第二导电部的一端连接。所述第二导电部的另一端与所述弹性负极26的第一端电连接。优选地，所述第二导电部与所述弹性负极26的第一端固定连接。进一步地，当所述筒身222内壁包括所述凹槽时，优选地，所述负极导电连接件28的第一导电部设置在所述凹槽中，通过采用L型的负极导电连接件28同时设置凹槽以及将所述负极导电连接件28设置在凹槽中，一方面可很好地固定所述负极导电连接件28，另一方面又可以避免占用本来就很小的电池筒20的筒体体积，进而不影响电池的尺寸和放置。

进一步地，所述负极导电连接件28的材料以及各个导电部的形状并没有特殊的限定，只要满足具有良好的导电性即可。优选地，本申请一个实施例中，所述负极导电连接件28采用整体呈“L”型的导电铜片来实现。另外，所述负极导电连接件28以及所述筒身222内壁凹槽的数量可与所述弹性负极26的数量一致，以保证各个弹性负极26与所述电池的负极均具有良好的电连接。本申请实施例中，所述电池筒20的筒身222内壁设置有两个沿该筒身高度方向延伸的所述凹槽，每个所述凹槽中设置一个所述负极导电连接件28。

所述电池筒20进一步包括一紧固部件29，设置在所述电池筒20的筒体22内，用于紧固所述弹性正极24以及弹性负极26。所述负极导电连接件28的第二导电部可设置在所述紧固部件29与所述端面220之间，从而该紧固部件29可进一步紧固所述负极导电连接件28。进一步地，所述紧固部件29与所述端面220接触的表面可设置有容纳所述负极导电连接件28的第二导电部的凹槽，以在不增加体积的情况下更好地固定所述负极导电连接件28。所述紧固部件29进一步包括一开孔以及设置在该开孔中的正极导电连接件290。所述开孔为通孔，所述开孔的位置正对所述弹性正极24。所述正极导电连接件290为一导电体，该正极导电连接件290在开孔延伸方向上的一端与所述弹性正极24电接触，另一端与所述电池的正极电接触。即所述弹性正极24通过所述正极导电连接件290与所述电池的正极电连接。所述正极导电连接件290的结构不限只要导电即可。优选地，所述正极导电连接件290可采用一空心铆钉来实现。所述紧固部件29一整体为绝缘体。优选地，所述紧固部件29为板状，设置成板状有助于简化产品装配工艺，降低安装难度。本申请实施例中，所述紧固部件29为一塑料板。可采用紧固螺钉将所述紧固部件29固定在所述端面220。

所述电池筒20进一步包括一底盖23，用于盖合在所述筒体22的开口，进而用于将所述电池固定在所述筒体22内。所述底盖23与所述筒体22可通过螺纹连接或卡扣连接。本申请一个实施例中，所述底盖23设置有卡扣，所述底盖23通过卡扣的方式扣合在所述筒体22的开口。

所述电池筒20进一步包括一固定负极25设置在所述底盖23内表面，该固定负极25可用于实现以及增强所述弹性负极26与所述电池负极的电连接。在本申请的某一实施例中，当将所述底盖23盖合所述筒体22的开口时，所述固定负极25可同时与所述负极导电连接件28以及电池的负极电接触，从而使所述弹性负极26通过所述极导电连接件28以及固定负极25与所述电池的负极电连接。采用该种间接导通的方式可大大降低电池筒电极设计以及装配的难度。优选地，所述固定负极25为一弹簧式负极。采用所述弹簧式负极可进一步在所述筒体22内紧固所述电池。

该电池筒20的形状可根据电池的形状来确定。即所述电池筒20筒体的形状可与所述电池的形状相同。本申请实施例中，所述电池筒20为圆筒状，可以理解，所述电池筒20的形状也可以为盒状或其它中空的形状。

请一并参阅图3和图4，所述转接部件30与所述电池筒20为分体结构，在装配的时候相互接触。所述弹性正极24以及弹性负极26通过该转接部件30分别与所述地下钻孔内监测仪的电路板的正极端子以及负极端子电连接。

所述转接部件30可进一步包括承载元件32、正极转接电极34以及负极转接电极36。所述承载元件32用于承载以及固定所述正极转接电极34以及负极转接电极36，所述正极转接电极34与负极转接电极36之间绝缘设置。

所述承载元件32为一绝缘体。优选地，所述承载元件32的材料为塑料。优选地，所述承载元件32表面可设置有间隔设置的正极凹槽以及负极凹槽，用于分别放置以及固定所述正极转接电极34以及负极转接电极36。优选地，所述承载元件32可以为一凸台结构，该凸台结构包括底板322以及设置在所述底板上的凸台324。所述正极转接电极34以及所述负极转接电极36间隔设置在所述凸台324表面。更为优选地，所述承载元件32为一镂空凸台结构。采用凸台镂空结构可以减少模具注塑原材料的用量，同时能够方便抽模，提高模具成型的产品合格率。进一步地，所述正极凹槽3240和负极凹槽3242可设置在所述凸台324外表面。

所述正极转接电极34的一端用于与所述弹性正极24电接触，另一端与所述电路板的正极端子电连接，如可与所述电路板的正极端子焊接在一起。同样地，所述负极转接电极36的一端与所述弹性负极26电接触，另一端与所述电路板的负极端子电连接。

所述正极转接电极34优选地为一圆片状电极，所述负极转接电极36优选地为一环状电极。更为优选地，所述圆片状的正极转接电极34设置在所述环状的负极转接电极36中间且间隔设置，即所述环状的负极转接电极36环绕所述圆片状的正极转接电极34设置。所述圆片状的正极转接电极34进一步包括导电圆片342以及与该导电圆片342连接的正极导电出部344。所述导电圆片342与所述弹性正极24电接触，所述正极导电出部344与所述电路板的正极端子电连接。所述环状的负极转接电极36进一步包括导电环片362以及与所述导电环片362连接的负极导电出部364。所述导电环片362与所述弹性负极26电接触，所述负极导电出部364与所述电路板的负极端子电连接。所述正极导电出部344与所述负极导电出部364可以为条形的片状导电体。与该圆片状的正极转接电极34以及环状的负极转接电极36对应地，所述正极凹槽3240为一圆形凹槽，所述负极凹槽3242为一环形凹槽，所述圆形凹槽设置在所述环形凹槽中间，即所述负极凹槽3242环绕所述正极凹槽3240。进一步地，所述承载元件32或所述凸台324表面设置有正极抽芯孔3244以及负极抽芯孔3246。所述正极导电出部344从所述正极抽芯孔3244中引出与所述电路板的正极端子电连接，所述负极导电出部364从所述负极抽芯孔3246中引出与所述电路板的负极端子电连接。该正极抽芯孔3244以及负极抽芯孔3246可进一步固定所述正极转接电极34以及负极转接电极36。优选地，所述正极抽芯孔3244以及负极抽芯孔3246可分别设置在所述正极凹槽和负极凹槽的边缘。由于圆片状的正极转接电极34以及环状的负极转接电极36具有相对于所述弹性电极较大的径向尺寸，从而一方面可极大地保证所述弹性电极与转接电极之间良好的电接触，另一方面，也可以大大降低弹性电极定位孔的加工精度，进而能降低产品生产和装配工艺难度，有效提高产品的合格率。

进一步地，所述转接部件30进一步包括一通信卡卡槽38，该通信卡卡槽可设置在所述承载元件32上。

请参阅图5，本申请实施例进一步提供了一种应用于地下钻孔内监测仪的供电装置40，包括所述电池容纳装置10以及设置在所述电池容纳装置10的电池筒20中的电池42。

所述电池42的数量可根据实际需要来确定，可以为一个或多个。所述电池42可以为但不限于蓄电池以及锂电池等。

请进一步参阅图6，本申请实施例进一步提供了一种地下钻孔内监测仪50，该地下钻孔内监测仪50包括分体设置的电池仓52以及电路仓54，所述电池仓52包括所述电池容纳装置10的电池筒20以及设置在该电池筒中的电池42，所述电路仓54包括电路板542以及与所述电路板542连接的转接部件30。

所述电池仓52为一中空腔体，用于容纳所述装载有电池42的电池筒20。类似地，所述电路仓54为一中空腔体，用于容纳或装载所述电路板542。所述电路板542用于对数据的监测以及传输进行控制。

所述电池仓52和所述电路仓54优选地可通过螺纹或其它装配方式连接在一起。在所述电池仓52和所述电路仓54装配的过程中，所述弹性正极24以及弹性负极26接触到所述转接部件30的正极转接电极34以及负极转接电极36，在装配完成后，由于所述弹性正极24以及弹性负极26伸出部分具有一定长度的伸缩空间，从而可形成良好的电接触，且大大降低了装配以及制作的工艺难度。

进一步地，所述地下钻孔内监测仪50可包括一转接环56，用于连接所述电池仓52以及所述电路仓54，此时，优选地，所述电池筒20的一部分可设置在转接环56中，从而更换电池时只需将电池仓这一端打开，避免损坏电路部分。所述电池仓52以及电路仓54与所述转接环56之间可通过螺纹或其它装配方式连接。

进一步地，所述地下钻孔内监测仪50包括一个或多个传感器58，该一个或多个传感器58设置在所述电路仓54外，且与所述电路板542电连接，所述电路板54可用于控制所述一个或多个传感器58的数据采集和数据传输。所述传感器58可以为弦式压力传感器，惯性传感器，PH值传感器，温湿度传感器，融氧传感器，离子传感器等。

进一步地，所述地下钻孔内监测仪50包括一个天线59，该天线59设置在所述电路仓54外，且与所述电路板542电连接，所述天线59可用于传输所述电路板54采集所述一个或多个传感器58的数据。所述天线59可以为GPRS天线，北斗卫星天线，ZigBee天线，Wi-Fi天线，蓝牙天线等。

根据本申请实施例提供的应用于地下钻孔内监测仪的电池容纳装置，由于采用与电池筒分体设置的转接部件来实现地下钻孔内监测仪的电池与电路板之间的供电连接，从而所述地下钻孔内监测仪在更换电池的过程中电池仓与电路仓相对独立，易于拆卸。另外，由于所述电池筒采用弹性电极，该弹性电极具有一定的伸缩空间，从而在地下钻孔内监测仪的电池仓和电路仓在连接装配的过程中，所述弹性电极可以始终与所述转接部件具有良好的电接触，进而保证了与所述电路板之间良好的电连接。而且，由于所述弹性电极与转接部件为弹性电接触，因此，在拆卸的过程中，从结构和电路上都不会影响所述地下钻孔内监测仪的电路仓以及电池仓，从而大大降低了装配拆卸工艺的难度。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，其特征在于，包括电池筒以及转接部件，所述电池筒与所述转接部件为分体结构，所述转接部件用于与地下钻孔内监测仪的电路板连接，所述电池筒包括：

筒体，用于容纳电池；

弹性正极，所述弹性正极包括相对的第一端和第二端，所述弹性正极的第一端设置在所述筒体内用于与所述电池的正极电连接，所述弹性正极的第二端设置在所述筒体外与所述转接部件弹性电接触；

弹性负极，与所述弹性电极间隔设置，所述弹性负极包括相对的第一端和第二端，所述弹性负极的第一端设置在所述筒体内用于与所述电池的负极电连接，所述弹性负极的第二端设置在所述筒体外与所述转接部件弹性电接触；

所述弹性正极和弹性负极与所述转接部件弹性电接触以用于通过所述转接部件分别与地下钻孔内监测仪的电路板的正负极端子电连接。

2.根据权利要求1所述的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，其特征在于，所述弹性正极、弹性负极与所述转接部件弹性电接触的第二端为球面结构。

3.根据权利要求1所述的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，其特征在于，所述电池容纳装置还包括设置在所述筒体内的至少一负极导电连接件，所述负极导电连接件的一端与所述弹性负极的第一端固定连接，另一端与所述电池的负极电连接，所述负极导电连接件为一L型导电片；所述筒体的内壁设置有至少一凹槽，所述负极导电连接件设置在所述筒体内壁的凹槽中。

4.根据权利要求1所述的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，其特征在于，所述电池容纳装置还包括一紧固部件，该紧固部件设置在所述筒体内，用于将所述弹性正极以及弹性负极的第一端与所述筒体固定；

所述紧固部件包括一绝缘板，该绝缘板具有一与所述弹性正极的第一端位置对应的开孔，所述紧固部件进一步包括一正极导电连接件设置在所述开孔中，该正极导电连接件的一端与所述弹性正极的第一端连接，另一端与所述电池的正极电连接。

5.根据权利要求1所述的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，其特征在于，所述电池筒还包括一装配所述电池的开口，以及用于盖合在所述筒体的开口的一底盖。

6.根据权利要求1所述的地下钻孔内监测仪用电池容纳装置，其特征在于，所述转接部件包括承载元件以及设置在该承载元件上的正极转接电极以及负极转接电极，所述正极转接电极与所述弹性正极弹性接触，所述负极转接电极与所述弹性负极弹性接触；

所述承载元件包括一正极凹槽和负极凹槽，所述正极转接电极设置在所述正极凹槽中，所述负极转接电极设置在所述负极凹槽中；

所述正极转接电极包括：

导电圆片，该导电圆片与所述弹性正极电接触，以及

正极导电出部，该正极导电出部与该导电圆片连接；

所述负极转接电极进一步包括：

导电环片，该导电环片与所述弹性负极电接触，所述导电圆片设置在所述导电环片内且与所述导电环片间隔设置，以及

负极导电出部，该负极导电出部与该导电环片连接；

所述正极凹槽为圆形凹槽，所述负极凹槽为环形凹槽，所述正极凹槽设置在所述负极凹槽的中心区域；

所述承载元件进一步包括一正极抽芯孔以及负极抽芯孔，所述正极导电出部从所述正极抽芯孔中引出，用于与所述电路板的正极端子电连接，所述负极导电出部从所述负极抽芯孔中引出用于与所述电路板的负极端子电连接；

所述承载元件为镂空凸台结构。

7.一种供电装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的电池容纳装置以及设置在所述电池容纳装置的电池筒中的电池。

8.一种地下钻孔内监测仪，其特征在于，该地下钻孔内监测仪包括分体设置的电池仓以及电路仓，所述电池仓包括如权利要求7所述的供电装置，所述电路仓包括电路板以及与所述电路板连接的所述转接部件。

9.根据权利要求8所述的地下钻孔内监测仪，其特征在于，所述监测仪还包括一转接环，用于连接所述电池仓以及所述电路仓，所述转接部件设置在所述转接环中。

10.根据权利要求9所述的地下钻孔内监测仪，其特征在于，包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器设置在所述电路仓外，且与所述电路板电连接。