CN111038548A - 基于震动传感器的低功耗减速顶 - Google Patents

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Abstract

本发明所设计的基于震动传感的低功耗减速顶，包括减速顶和数字监测模块，数字监测模块主要包括震动传感器，震动传感器包括基板、导针、导电滚珠和导电外壳，导电滚珠设置在导电外壳内，导针穿过基板与设置在导电外壳内的导电异形件连接，导电外壳和导电异形件通过绝缘层隔离；所述的导电异形件包括向导电外壳内壁凸起的楔形凸起部，楔形凸起部的一边与导电外壳内壁之间形成状态夹角使得导电滚珠能在重力的作用下落入到状态夹角内，所述的状态夹角的角平分线与铅垂线成α角，α角大于等于10°。这种结构的特点在于，利用震动传感器检测震动从而实现通过检测震动控制减速顶的数字监测模块的工作状态的目的。

Description

基于震动传感器的低功耗减速顶
技术领域
本发明属于铁路运输的检测领域，特别是一种基于震动传感的低功耗减速顶。
背景技术
近几十年以来，减速顶设备在铁路系统应用范围广，使用数量多，而人工检测需要耗费大量的人力，因此需要实现减速顶在线实时监测系统，降低维护成本，并可以随时监控减速顶工作状况，但减速顶的数字化需要需要外部电源供电。在安装作业中，站场内需要开挖电缆沟，先铺设电缆，穿越路基，安装电缆盒作业，若施工时把关不严或者出现质量问题，很难保证铁路系统的人身和财产安全。这对铁路系统路来说，不但增加了施工难度，还增加了铁路安全风险。减速顶在线实时监测系统存在落地难、实施难的局限。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种无需外部电源供电，实现低功耗待机，使用寿命长的基于震动传感的低功耗减速顶。
为了达到上述目的，本发明所设计的基于震动传感的低功耗减速顶，包括减速顶和数字监测模块，数字监测模块由设置在PCB板上的主控模块、震动传感器和NB-IOT模块，以及设置在减速顶上的压力传感器构成，所述的震动传感器包括基板、导针、导电滚珠和导电外壳，导电外壳设置在基板上并在其内部形成容纳空间，导电滚珠设置在导电外壳内，导针穿过基板与设置在导电外壳内的导电异形件连接，导电外壳和导电异形件通过绝缘层隔离；所述的导电异形件包括向导电外壳内壁凸起的楔形凸起部，楔形凸起部的一边与导电外壳内壁之间形成状态夹角使得导电滚珠能在重力的作用下落入到状态夹角内，所述的状态夹角的角平分线与铅垂线成α角，α角大于等于10°。这种结构的特点在于，利用导电滚珠在状态夹角内的晃动，实现导针与导电外壳的通断电转换，从而实现通过检测震动控制减速顶的数字监测模块的工作状态的目的。
进一步的方案是，所述的导电外壳内壁是导电外壳的上底面内壁，上底面内壁与铅垂线成β角，β角大于等于10°。通过设置导电外壳的上底面内壁的角度，进一步控制导电夹角的状态，保证其与铅垂线的角度，从而控制导电滚珠的活动范围。
更进一步的方案是，所述的导电外壳通过焊接结构连接在基板上；所述的基板和PCB板为同一块板。通过进一步优化结构，降低生产成本。
与现有技术相比，本发明基于震动传感的低功耗减速顶，通过震动传感器控制整个数字监测模块的运行状态，且数字监测模块内包含NB-IOT通信模块，可直接无线发送信息，整个减速顶在待机模式下功率可降低到3mW左右，如果使用7000mAh锂电供电，电池供电时间超过5年。同时由于无需进一步挖缆沟布线，也大大降低了施工安装的成本。
附图说明
图1是实施例1震动传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例描述的基于震动传感的低功耗减速顶，包括减速顶和数字监测模块，数字监测模块由设置在PCB板1上的主控模块、震动传感器和NB-IOT模块，以及设置在减速顶上的压力传感器构成，所述的震动传感器包括PCB板1、导针2、导电滚珠3和导电外壳4，导电外壳4焊接在基板上并在其内部形成容纳空间，导电滚珠3设置在导电外壳4内，导针2穿过基板与设置在导电外壳4内的导电异形件5连接，导电外壳4和导电异形件5通过绝缘层6隔离，导针2和导电外壳4作为震动传感器的两个引脚工作；所述的导电异形件5包括向导电外壳4内壁凸起的楔形凸起部7，楔形凸起部7的一边与导电外壳4的上底面内壁之间形成状态夹角使得导电滚珠3能在重力的作用下落入到状态夹角内，所述的状态夹角的角平分线与铅垂线成α角，α角16°。上底面内壁与铅垂线成β角，β角为13°。
这种基于震动传感的低功耗减速顶，施工安装完毕后，接通内置电源。由于重力的作用，震动传感器的导电滚珠3落在导电夹角内导针2和导电外壳4处于导通状态，整个数字监测模块处于IDEL状态。同时减速顶自身的压力传感器一般无需外置供电，其供电是通过火车经过时产生的瞬时压力对减速顶做功发电获得，所以整个减速顶处于低耗电状态。当火车接近后，其震动传递到震动传感器上，导电滚珠3在夹角内晃动，导针2和导电外壳4出现通断状态，唤醒主控模块进入到工作状态，此时主控模块在一个工作时间段放弃对震动传感器的监测，等待火车的经过，当火车经过减速顶上的压力传感器得到压力数据后，主控模块通过NB-IOT模块发送数据，工作时间段结束，主控模块再次进入到IDEL状态，并监测震动传感器。

Claims (4)

1.一种基于震动传感的低功耗减速顶，包括减速顶和数字监测模块，数字监测模块由设置在PCB板上的主控模块、震动传感器和NB-IOT模块，以及设置在减速顶上的压力传感器构成，其特征是所述的震动传感器包括基板、导针、导电滚珠和导电外壳，导电外壳设置在基板上并在其内部形成容纳空间，导电滚珠设置在导电外壳内，导针穿过基板与设置在导电外壳内的导电异形件连接，导电外壳和导电异形件通过绝缘层隔离；所述的导电异形件包括向导电外壳内壁凸起的楔形凸起部，楔形凸起部的一边与导电外壳内壁之间形成状态夹角使得导电滚珠能在重力的作用下落入到状态夹角内，所述的状态夹角的角平分线与铅垂线成α角，α角大于等于10°。
2.根据权利要求1所述的基于震动传感的低功耗减速顶，其特征是所述的导电外壳内壁是导电外壳的上底面内壁，上底面内壁与铅垂线成β角，β角大于等于10°。
3.根据权利要求1或2所述的基于震动传感的低功耗减速顶，其特征是所述的导电外壳通过焊接结构连接在基板上。
4.根据权利要求3所述的基于震动传感的低功耗减速顶，其特征是所述的基板和PCB板为同一块板。
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