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申请/专利权人：太原理工大学;山西潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿

摘要：本发明涉及一种面向掘进机的自俘能无线传感网络节点及其使用方法，属于井下监测设备技术领域。面向掘进机的自俘能无线传感网络节点安装于掘进机上，包括第一压电装置、至少一个第二压电装置、压电接口电路、能量收集与存储模块、AD转换模块、微控制器和无线模块。通过掘进机振动，第一压电装置利用掘进机的振动产生电荷，利用压电接口电路和能量收集与存储模块对AD转换模块、微控制器和无线模块供电；第二压电装置利用掘进机的振动产生电荷，将电荷通过AD转换模块、微控制器和无线模块发送至外部控制器，实现对掘进机振动情况的感知。本发明既实现了对掘进机振动能量的收集，提供稳定能量供给，又实现了感知掘进机振动情况的功能。

主权项：1.一种面向掘进机的自俘能无线传感网络节点，其特征在于，所述面向掘进机的自俘能无线传感网络节点安装于掘进机上，包括：第一压电装置（1）、至少一个第二压电装置（2）、压电接口电路（3）、能量收集与存储模块（4）、AD转换模块（5）、微控制器（6）和无线模块（7）；所述第一压电装置（1）与所述压电接口电路（3）连接，所述压电接口电路（3）与所述能量收集与存储模块（4）连接，所述能量收集与存储模块（4）与AD转换模块（5）、所述微控制器（6）、无线模块（7）均连接；第一压电装置（1）用于利用掘进机的振动产生电荷，压电接口电路（3）用于将第一压电装置（1）产生的电荷传递至能量收集与存储模块（4）中，能量收集与存储模块（4）用于存储电荷并为AD转换模块（5）、微控制器（6）和无线模块（7）供电；所述第二压电装置（2）与所述AD转换模块（5）连接，所述AD转换模块（5）与所述微控制器（6）连接，所述微控制器（6）与所述无线模块（7）连接，所述无线模块（7）与外部控制器电性连接；所述第二压电装置（2）用于利用掘进机的振动产生电荷，并将产生的电荷传递至AD转换模块（5），AD转换模块（5）用于将接收的电荷转换成微控制器（6）可识别的信号后传递至微控制器（6），微控制器（6）用于分析所接收的信号获得掘进机运行的振动信号后将振动信号通过无线模块（7）发送至外部控制器；所述第二压电装置（2）包括四个第二磁铁块（21）、第二底座、两个第二感应基板（22）、两个第二悬臂梁（23）、两个第二压电双晶片（24）、两个第二质量块、第二连接肋板（25）、两个第二卡板（26）、四个第二紧固件（27）和两个第一限位块（28），所述第二底座固定在所述掘进机上，所述第二底座的顶面中部开设有第三凹槽，所述第二底座的顶面左右两侧开设有第四凹槽，所述第二连接肋板（25）可滑动地连接在所述第三凹槽中，两个所述第二悬臂梁（23）的一端端部分别贯穿两个第四凹槽后与第二连接肋板（25）的左右两侧连接，且所述第二悬臂梁（23）的一端被第二卡板（26）压紧后通过两个第二紧固件（27）固定在第四凹槽中，两个第二感应基板（22）均为U型板，两个所述第二感应基板（22）的开口端分别与所述第二底座的左右两侧连接；两个所述第二压电双晶片（24）分别与两个所述第二悬臂梁（23）的一端上表面连接，两个所述第二质量块分别与两个所述第二感应基板（22）未开口端的下表面连接，其中两个所述第二磁铁块（21）分别与两个所述第二悬臂梁（23）的另一端上表面连接，另外两个所述第二磁铁块（21）分别与两个所述第二感应基板（22）未开口端的上表面连接，位于第二底座同侧的两个第二磁铁块（21）的磁极互相排斥；当所述第二连接肋板（25）滑动至所述第三凹槽的左侧或者右侧时，两个所述第一限位块（28）均置于第三凹槽内并分别卡在右侧或者左侧的所述第二悬臂梁（23）与第二连接肋板（25）连接处的两侧；两个所述第二压电双晶片（24）均与所述AD转换模块（5）连接。

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