供电装置、传感器装置及对车轮的故障监测方法

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种供电装置、传感器装置及对车轮的故障监测方法。

背景技术

在车行驶的过程中，需要对车轮的状态进行实时监测，避免车轮出现裂痕等故障情况以影响车的运行安全。

如将现有的检测装置安装在转动的车轮处，则需要为检测装置配备容量较大的独立电源，或者检测装置需要通过连接线与车的供电装置电连接，上述结构存在装置占用空间大或者布线困难的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种供电装置、传感器装置及对车轮的故障监测方法，用于为传感器装置等器件提供电能。

本申请提供了一种供电装置，包括磁性构件和线圈构件；

所述线圈构件包括环状通道和安装于所述环状通道的导电线圈；

所述磁性构件位于所述环状通道内；所述线圈构件与运动设备连接，并在所述运动设备的带动下转动；

在所述磁性构件与所述环状通道之间的摩擦力小于预设值，以使所述线圈构件能够相对于所述磁性构件转动，所述导电线圈切割所述磁性构件的磁感线以产生电能。

在上述技术方案中，进一步地，所述环状通道为圆环通道，所述环状通道的横截面为圆环形；

所述磁性构件呈球状。

在上述技术方案中，进一步地，所述环状通道为环状真空管，所述环状通道的内径与所述磁性构件的外径适配；

或所述环状通道为非真空管，所述环状通道的内壁至少开设有一个气流通道，且所述气流通道沿所述环状通道形成的路径延伸。

在上述技术方案中，进一步地，所述导电线圈绕设于所述环状通道的外壁。

在上述技术方案中，进一步地，所述导电线圈的数量至少为一个；

当所述导电线圈的数量为多个时，沿所述环状通道的周向方向，多个所述导电线圈间隔缠绕于所述环状通道的外壁。

本申请还提供了一种传感器装置，包括上述方案所述的供电装置。

在上述技术方案中，进一步地，还包括与所述供电装置电连接的感应组件、控制器和通信装置；

所述感应组件用于检测运动设备的至少一个参数信息；所述控制器与所述感应组件通信连接，并根据至少一个所述参数信息输出信号；

所述通信装置与所述控制器通信连接，以对所述信号进行无线传输；和/或所述控制器设置有用于与外部设备连接的传输接口，以向所述外部设备传输所述信号。

在上述技术方案中，进一步地，所述感应组件包括转速传感器和/或加速度传感器和/或温度传感器和/或声学传感器和/或电流电压传感器和/或姿态传感器。

在上述技术方案中，进一步地，还包括外壳，所述外壳包括底座和盖体；

所述底座与所述运动设备连接，所述盖体扣设于所述底座，并与所述底座之间形成第一容纳空间和第二容纳空间；

所述第一容纳空间位于所述第二容纳空间的周向，所述第一容纳空间呈环状并用于容置所述线圈构件，所述第二容纳空间用于容置所述感应组件、所述控制器和所述通信装置的电路板。

本申请还提供了一种对车轮的故障监测方法，应用于如上述方案所述的传感器装置，所述方法包括：

获取至少一个检测参数；

当其中一个所述检测参数超出对应的预设范围，发出警示信息。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的供电装置，利用磁性构件与线圈构件在转动方向上形成速度差来产生电能，合理利用车轮等转动设备产生的机械能，并将其转化为电能，从而实现对其他元件的供电。结构简单有效，更加节省能源。

本申请还提供了传感器装置，包括上述方案所述的供电装置。基于上述分析可知，传感器装置同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

本申请还提供了对车轮的故障监测方法，应用于如上述方案所述的传感器装置，同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请提供的供电装置在第一视角下的结构示意图；

图2为本申请提供的线圈构件的横截面示意图；

图3为本申请提供的供电装置在第二视角下的结构示意图；

图4为本申请提供的盖体的结构示意图。

图中：101-磁性构件；102-线圈构件；103-环状通道；104-导电线圈；105-气流通道；106-通信装置；107-底座；108-盖体；109-第一容纳空间；110-第二容纳空间；111-承载部；112-环状部；113-间隙；114-密封圈；115-密封槽；116-固定孔；117-电路板。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

参见图1至图4所示，本申请提供的供电装置包括磁性构件101和线圈构件102；线圈构件102包括环状通道103和安装于环状通道103的导电线圈104；磁性构件101位于环状通道103内；线圈构件102与运动设备连接，并在运动设备的带动下转动；在磁性构件101与环状通道103之间的摩擦力小于预设值，在摩擦力、环状通道103对磁性构件101的承托力及磁性构件101的重力的合力的作用下，线圈构件102能够相对于磁性构件101转动，以使导电线圈104切割磁性构件101的磁感线以产生电能。

具体来说，本申请提供的供电装置可以应用在做转动运动的运动设备，例如车的车轮等，利用电磁感应原理产生电能，以使供电装置能够将运动设备的机械能转换成电能。具体地，供电装置包括磁性构件101和线圈构件102，线圈构件102包括环状通道103，环状通道103形成了闭合的回路，以使磁性构件101能够沿回路运动，线圈构件102与运动设备连接，运动设备能够带动环状通道103转动。环状通道103在转动时，环状通道103与磁性构件101之间的摩擦力小，摩擦力无法带动磁性构件101同步运动。所以在转动方向上，位于环状通道103内的磁性构件101与环状通道103形成了速度差，安装于环状通道103并与环状通道103同步转动的导电线圈104能够切割磁性构件101的磁感线，从而产生电能。

本申请提供的供电装置，利用磁性构件101与线圈构件102在转动方向上形成速度差来产生电能，合理利用车轮等转动设备产生的机械能，并将其转化为电能，从而实现对其他元件的供电。结构简单有效，更加节省能源。

该实施例可选的方案中，环状通道103为圆环通道，环状通道103的横截面为圆环形；磁性构件101呈球状。

在该实施例中，环状通道103为圆环通道，在车轮转动时，环状通道103为磁性构件101提供了圆形的运动路径，以使磁性构件101的运动更加顺畅。且磁性构件101呈球状，环状通道103的横截面为圆环形，可进一步减小磁性构件101与环状通道103的摩擦力。

该实施例可选的方案中，环状通道103为环状真空管，环状通道103的内径与磁性构件101的外径适配；或环状通道103为非真空管，环状通道103的内壁至少开设有一个气流通道105，且气流通道105沿环状通道103形成的路径延伸。

在该实施例中，环状通道103包括两种方案：其一，环状通道103为环状真空管，即对密封的环状通道103抽真空，以减小环状通道103内的空气，在环状通道103转动时，真空状态的环状通道103可以减小与磁性构件101之间的空气阻力，从而在转动方向上增大二者的速度差；

其二，当环状通道103为非真空状态时，为了减小空气阻力，在环状通道103的内壁，即磁性构件101的周围开设气流通道105，气流顺着磁性构件101的圆润的外形轮廓在磁性构件101的周围流动，气流通道105为气流提供流动空间。参见图2所示，图中示出了气流通道105的一种结构形式，但气流通道105不局限于图中示出的结构，也可以设置为其他形式。

该实施例可选的方案中，磁性构件101位于环状通道103内，越靠近环状通道103的位置磁密越强，导电线圈104绕设于环状通道103的外壁，以使导电线圈104能够切割更多的磁感线，从而产生更多的电能。

该实施例可选的方案中，导电线圈104的数量至少为一个；当导电线圈104的数量为多个时，沿环状通道103的周向方向，多个导电线圈104间隔缠绕于环状通道103的外壁。

在该实施例中，当环状通道103转动时，绕设于环状通道103各处的导电线圈104均能够对磁性构件101的磁感线进行切割，多个导电线圈104共同作用以形成更多的电能，以实现更好的供电效果。

该实施例可选的方案中，多个导电线圈104均匀排布，以实现电能输出的稳定性。

该实施例可选的方案中，还包括储能器件，具体为储能电池；储能电池通过电源管理电路与线圈构件102电连接，以将电能存储至储能电池中，通过储能电池为其他元器件供电，在运动设备未处于运动状态时也能输出电能，且电源更稳定。

实施例二

本申请的实施例二提供了一种传感器装置，包括上述实施例的供电装置，因而，具有上述实施例的供电装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

该实施例可选的方案中，传感器装置还包括与供电装置电连接的感应组件、控制器和通信装置106；感应组件用于检测运动设备的至少一个参数信息；控制器与感应组件通信连接，并根据至少一个参数信息输出信号，信号具体可包括状态信息、报警信息等；通信装置106与控制器通信连接，以对信号进行无线传输；和/或控制器设置有用于与外部设备连接的传输接口，以向外部设备传输信号。

在该实施例中，通信装置106可包括无线传输和有线传输两种方式，其中，无线传输的通信装置106包括北斗天线、蓝牙天线、射频识别器、4G或者5G传输器及LTE-M通讯设备等中至少一个，从而可利用多种无线传输方式进行信息传递，以对检测结果进行及时传输；或者通过传输接口实现信息的有线传输。

该实施例可选的方案中，感应组件包括转速传感器和/或加速度传感器和/或温度传感器和/或声学传感器和/或电流电压传感器和/或姿态传感器等。

在该实施例中，在车轮发生故障时，车轴与轴承之间的振动造成运动参数(例如转速、加速度)、温度、噪声或运动姿态的变化，通过上述传感器，对相关参数进行实时监测，进一步对车辆的运行状态(例如车轴的温度及振动)进行监测及数据比对，为维修系统提供数据支撑，从而保证车辆运行安全可靠。

该实施例可选的方案中，传感器装置还包括外壳，外壳包括底座107和盖体108；底座107与运动设备连接，盖体108扣设于底座107，并与底座107之间形成第一容纳空间109和第二容纳空间110；第一容纳空间109位于第二容纳空间110的周向，第一容纳空间109呈环状并用于容置线圈构件102，第二容纳空间110用于容置感应组件、控制器和通信装置106的电路板117。

在该实施例中，底座107包括位于中间的承载部111和周向的环状部112，设置有控制器、电器元件及相关电路的电路板117可安装于承载部111，线圈构件102安装于环状部112。承载部111和环状部112形成间隙113，盖体108形成有插接部以插设于间隙113内，并将盖体108与底座107之间分隔形成第一容纳空间109和第二容纳空间110。

第一容纳空间109呈环状，以和线圈构件102的形状适配，从而实现对线圈构件102的可靠固定。承载部111和盖体108之间围设形成第二容纳空间110，优选地，承载部111或盖体108开设有密封槽115，用于安装围设在电路板117周围的密封圈114，防止电路板117处进水。

可选地，底座107和/或盖体108开设有固定孔116，用于将传感器装置与运动设备相连接。

实施例三

本申请实施例三提供了一种对车轮的故障监测方法，应用于上述实施例二的传感器装置，方法包括：

获取至少一个检测参数；检测参数分别由上述转速传感器、加速度传感器、温度传感器、声学传感器、姿态传感器采集；

当其中一个检测参数超出对应的预设范围，发出预警、报警等信息；通过对获取的检测参数进行处理，且输出检测结果，并通过通信装置106对检测结果及时传输。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。