[发明专利]电磁式振动换能装置、传感装置及轨道状态监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体而言，涉及一种电磁式振动换能装置、传感装置及轨道状态监测系统。

背景技术

铁路作为现有主要的交通运输方式，在国民生活中发挥着不可或缺的作用。铁路运营速度不断提高，路网规模不断增大，如何在不影响铁路正常运营的条件下对轨道结构等基础设施进行快速有效的维护管理是铁路管理者需要面对的巨大挑战。基于传感器、通信、数据存储、数据挖掘等技术的轨道结构健康状态监测系统的应用可以帮助运营者系统地掌握辖区内铁路轨道结构的服役状态，合理做出维护决策，避免事故发生，提高管理效率。

轨道结构健康状态无线监测系统对于能源供给提出了更高的要求。例如在数据采集、发送、中继及接收过程均需消耗能源，通常监测系统的能量需求可以通过现场的外接工作电源满足。但在一些偏远区域，外接工作电源短缺，人员到达困难，为这些区域轨道结构健康状态无线监测系统的搭建带来了困难。电池供电是目前普遍采用的解决方案，但电池容量有限，电池电量用尽意味着传感节点寿命的结束，这为轨道结构全生命周期的健康监测的实现带来了挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁式振动换能装置、传感装置及轨道状态监测系统，以能够改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种电磁式振动换能装置，所述电磁式振动换能装置包括：线圈、中空本体、第一磁体、第二磁体、第三磁体。所述线圈延所述中空本体的轴向方向套设于所述中空本体上。所述中空本体的一端设置有所述第一磁体，另一端设置有所述第二磁体。在所述第一磁体和所述第二磁体的排斥力作用下，所述第三磁体悬浮于所述中空本体的内部。当所述电磁式振动换能装置振动时，所述第三磁体产生与所述第一磁体、所述第二磁体的相对振动，从而所述线圈产生感应电流。

在本发明较佳的实施例中，上述电磁式振动换能装置还包括第一挡盖板和第二挡盖板。所述第一挡盖板与所述第一磁体固定连接。所述第二挡盖板与所述第二磁体固定连接。

在本发明较佳的实施例中，上述第一挡盖板和所述第二挡盖板由金属或工程塑料材质制成。

在本发明较佳的实施例中，上述电磁式振动换能装置还包括支撑组件。所述支撑组件与所述中空本体连接。

在本发明较佳的实施例中，上述支撑组件包括基座和连接件。所述中空本体设置于所述基座上。所述连接件的一端与所述基座连接，另一端用于与轨道的轨底连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种传感装置，所述传感装置包括处理器、传感器模块、通信模块、电源模块和上述的电磁式振动换能装置。所述处理器分别与所述传感器模块、所述通信模块、所述电源模块电连接。所述电源模块分别与所述传感器模块、所述通信模块、所述电磁式振动换能装置电连接。所述电源模块用于获取所述电磁式振动换能装置产生的感应电流为所述传感装置提供电源。所述传感器模块用于采集数据并发送给所述处理器。所述处理器用于对接收到的所述传感器模块采取的数据进行处理并发送给所述通信模块。所述通信模块用于将接收到的数据发送给服务器。

在本发明较佳的实施例中，上述传感装置还包括外壳。所述处理器、传感器模块、通信模块均设置在所述外壳内。

在本发明较佳的实施例中，上述通信模块包括无线通信模块和第一天线。所述无线通信模块分别与所述处理器、所述电源模块电连接。所述无线通信模块设置在所述外壳内。所述外壳的第一表面设置有第一通孔。所述第一天线的一端与所述无线通信模块电连接，另一端穿过所述第一通孔延伸于所述外壳外。

在本发明较佳的实施例中，上述传感器模块包括温湿度传感器和三轴加速度传感器。所述处理器分别与所述温湿度传感器、所述三轴加速度传感器电连接。

第三方面，本发明实施例提供了一种轨道状态监测系统，所述系统包括上述的传感装置、协调器模块和服务器。所述协调器模块分别与所述传感装置、所述服务器通过网络连接。所述传感装置用于采集轨道状态数据并发送给所述协调器模块。所述协调器模块用于将接收到的轨道状态数据发送给所述服务器。