本發(fā)明屬于煤礦井下安全領(lǐng)域，涉及一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、aq1119-2023《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術(shù)條件》中要求：不可更換電池的定位卡的電池壽命應(yīng)不小于2年，可更換電池的定位卡的電池壽命應(yīng)不小于6個(gè)月。這要求礦用微型定位設(shè)備在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，需要想辦法減少電池電量的損耗。

2、本發(fā)明所指的礦用微型定位設(shè)備包括定位卡、礦燈、車輛定位卡等微型定位設(shè)備，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，存在以下問(wèn)題：

3、1)定位設(shè)備在出廠前，電池電量為滿格，可是，當(dāng)定位設(shè)備被運(yùn)輸?shù)矫旱V時(shí)，并沒(méi)有被馬上使用，而是被存放了起來(lái)，有的存放超過(guò)6個(gè)月，甚至1年以上；

4、2)在設(shè)備正常啟用前，設(shè)計(jì)為低功耗模式。低功耗模式下，電路存在微小電流，電池持續(xù)帶負(fù)載放電。電池與主板之間未實(shí)現(xiàn)物理斷開(kāi)。只有當(dāng)操作人員給一大批定位設(shè)備發(fā)送無(wú)線信號(hào)開(kāi)機(jī)指令時(shí)，處于無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的定位設(shè)備開(kāi)機(jī)。

5、以上問(wèn)題導(dǎo)致在運(yùn)輸和存放過(guò)程中，電池一直持續(xù)的帶負(fù)載放電工作，這種情況減少了電池的壽命，從而導(dǎo)致定位設(shè)備實(shí)際在啟用以后，無(wú)法滿足aq1119-2023中關(guān)于電池壽命的使用年限要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法及裝置。礦用微型定位設(shè)備在啟用前，由于電池與主板電路之間并沒(méi)有物理斷開(kāi)，導(dǎo)致電池一直處于帶負(fù)載的放電工作狀態(tài)，如果運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)，存放時(shí)間久，將導(dǎo)致電池電量無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2、采用本發(fā)明，定位設(shè)備的電池與硬件電路物理斷開(kāi)，電池處于無(wú)負(fù)載放電狀態(tài)，進(jìn)一步減少電池電量損耗，保護(hù)電池。無(wú)需在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)按鍵，簡(jiǎn)化整機(jī)結(jié)構(gòu)，提高防水防塵性能；防止按鍵被誤按開(kāi)機(jī)或者按鍵壞導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)機(jī)等情況。無(wú)需發(fā)送無(wú)線信號(hào)指令批量開(kāi)機(jī)，避免一部分本身不需要開(kāi)機(jī)的定位設(shè)備受到無(wú)線信號(hào)開(kāi)機(jī)指令導(dǎo)致開(kāi)機(jī)的情況出現(xiàn)。

3、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法，包括以下步驟：

5、將礦用微型定位設(shè)備的電池與硬件電路通過(guò)開(kāi)關(guān)單元物理斷開(kāi)，使電池處于無(wú)負(fù)載放電狀態(tài)；

6、當(dāng)需要啟用設(shè)備時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定幅度和時(shí)間的搖晃振動(dòng)；

7、設(shè)備內(nèi)的壓電轉(zhuǎn)換單元將搖晃振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并由儲(chǔ)電單元儲(chǔ)存；

8、當(dāng)儲(chǔ)電單元儲(chǔ)存的電能達(dá)到一定大小后，經(jīng)過(guò)限流單元限流，促使開(kāi)關(guān)單元閉合，將電池與硬件電路連接；

9、判斷單元對(duì)電流大小和設(shè)備姿態(tài)進(jìn)行判斷，若符合開(kāi)機(jī)設(shè)定要求，則保持開(kāi)關(guān)單元閉合狀態(tài)，完成設(shè)備開(kāi)機(jī)；若不符合開(kāi)機(jī)設(shè)定要求，則斷開(kāi)開(kāi)關(guān)單元，電池回到無(wú)負(fù)載放電狀態(tài)。

10、進(jìn)一步，所述壓電轉(zhuǎn)換單元包括壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)；壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)之間存在機(jī)械連接，以將振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)的振動(dòng)傳遞給壓電纖維復(fù)合材料，使其產(chǎn)生電能。

11、進(jìn)一步，所述判斷單元包括mcu芯片和姿態(tài)傳感器；mcu芯片和姿態(tài)傳感器之間存在數(shù)據(jù)的傳輸，以實(shí)現(xiàn)mcu芯片獲取設(shè)備的姿態(tài)信息并進(jìn)行判斷。

12、一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)裝置，包括：

13、壓電轉(zhuǎn)換單元，用于將搖晃過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；

14、儲(chǔ)電單元，用于將壓電轉(zhuǎn)換單元輸出的電能進(jìn)行儲(chǔ)存；

15、限流單元，用于對(duì)電路進(jìn)行限流；

16、判斷單元，用于對(duì)電流大小進(jìn)行判斷、對(duì)定位設(shè)備的姿態(tài)進(jìn)行判斷、控制開(kāi)關(guān)單元的閉合；

17、開(kāi)關(guān)單元，用于開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)控制；

18、電池單元，用于定位設(shè)備的供電。

19、進(jìn)一步，所述壓電轉(zhuǎn)換單元包括壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)；壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)之間存在機(jī)械連接，以將振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)的振動(dòng)傳遞給壓電纖維復(fù)合材料，使其產(chǎn)生電能。

20、進(jìn)一步，所述判斷單元包括mcu芯片和姿態(tài)傳感器；mcu芯片和姿態(tài)傳感器之間存在數(shù)據(jù)的傳輸，以實(shí)現(xiàn)mcu芯片獲取設(shè)備的姿態(tài)信息并進(jìn)行判斷。

21、本發(fā)明的有益效果在于：采用本發(fā)明，設(shè)備的電池壽命得到最大限度保護(hù)，同時(shí)屏蔽無(wú)效搖晃導(dǎo)致的開(kāi)機(jī)，保證了設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)，提供設(shè)備使用效率。

22、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法，其特征在于：所述壓電轉(zhuǎn)換單元包括壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)；壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)之間存在機(jī)械連接，以將振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)的振動(dòng)傳遞給壓電纖維復(fù)合材料，使其產(chǎn)生電能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法，其特征在于：所述判斷單元包括mcu芯片和姿態(tài)傳感器；mcu芯片和姿態(tài)傳感器之間存在數(shù)據(jù)的傳輸，以實(shí)現(xiàn)mcu芯片獲取設(shè)備的姿態(tài)信息并進(jìn)行判斷。

4.一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)裝置，其特征在于：包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)裝置，其特征在于：所述壓電轉(zhuǎn)換單元包括壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)；壓電纖維復(fù)合材料和振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)之間存在機(jī)械連接，以將振動(dòng)輔助機(jī)構(gòu)的振動(dòng)傳遞給壓電纖維復(fù)合材料，使其產(chǎn)生電能。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)裝置，其特征在于：所述判斷單元包括mcu芯片和姿態(tài)傳感器；mcu芯片和姿態(tài)傳感器之間存在數(shù)據(jù)的傳輸，以實(shí)現(xiàn)mcu芯片獲取設(shè)備的姿態(tài)信息并進(jìn)行判斷。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種礦用微型定位設(shè)備的電池壽命保護(hù)方法及裝置，屬于煤礦井下安全領(lǐng)域。旨在解決現(xiàn)有礦用微型定位設(shè)備在運(yùn)輸和存放過(guò)程中電池電量損耗過(guò)快，導(dǎo)致無(wú)法滿足電池壽命標(biāo)準(zhǔn)要求的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)將電池與硬件電路物理斷開(kāi)，并利用壓電轉(zhuǎn)換單元、儲(chǔ)電單元、限流單元、判斷單元和開(kāi)關(guān)單元等組件，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)備啟用前電池?zé)o負(fù)載放電，同時(shí)通過(guò)搖晃振動(dòng)產(chǎn)生電能，并在滿足開(kāi)機(jī)條件時(shí)將電能傳輸?shù)诫姵貑卧?，從而?shí)現(xiàn)設(shè)備的開(kāi)機(jī)。本發(fā)明無(wú)需在設(shè)備外殼上布置按鍵結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了整機(jī)結(jié)構(gòu)，提高了防水防塵性能，同時(shí)避免了誤按開(kāi)機(jī)或按鍵損壞導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)機(jī)的情況。本發(fā)明還通過(guò)定數(shù)定時(shí)開(kāi)機(jī)，最大限度地保護(hù)電池壽命，提高了設(shè)備的使用效率。

技術(shù)研發(fā)人員：田軍,戴劍波,鄧飛,王飛,黃倩,溫賢培,周代勇,馬書(shū)敏,胡宇,劉亞輝,黃友勝,胡亮,邵嚴(yán),張鵬,胡英杰,任高建,張金豪,林引,賀奎,楊川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30