CN110726469A - 一种无源振动记录装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种无源振动记录装置，包括：振动感应模块用于感应物体的振动并将物体的振动信号转化为电信号；整流模块与振动感应模块连接，用于将振动感应模块输出的电信号转化为直流电信号；稳压模块与整流模块连接，用于将整流模块输出的直流电信号转化为稳定供电电压，通过供电电压向记录模块供电；记录模块与稳压模块连接，以供电电压作为工作电压开始工作，以记录物体的振动数据。实现了对运输过程中物体振动的监测和记录，以判断物体在运输过程中是否发生跌落或激烈碰撞，为物体损坏的责任判定提供参考依据，且不需要额外的独立电源(即电池)供电，从而使无源振动记录装置的体积更小。
Description
技术领域
本发明实施例涉及物体运输领域，尤其涉及一种无源振动记录装置。
背景技术
近年来，物体运输在人类生活中的重要性越来越高，人们生活中的绝大多数物品都涉及物体运输，包括一些易碎品和精密仪器。
物体运输是用交通工具把物资从一个地方运送到另一地方，是实现物体空间位置变化的活动。易碎品和精密仪器在运输过程中，由于运输方操作不当，可能使物体跌落或激烈碰撞而造成物体损坏，而现有运输过程中没有用于监控物体跌落或碰撞的装置，难以追踪到是发货方发出的物体本身已经被损害，还是运输方在运输过程中致使物体跌落而造成物体损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种无源振动记录装置，以实现监控运输过程中物体是否发生跌落或激烈碰撞。
本发明实施例提供的无源振动记录装置包括：振动感应模块、整流模块、稳压模块和记录模块；
所述振动感应模块用于感应物体的振动并将物体的振动信号转化为电信号；
所述整流模块与所述振动感应模块连接，用于将所述振动感应模块输出的电信号转化为直流电信号；
所述稳压模块与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的直流电信号转化为稳定供电电压，通过所述供电电压向所述记录模块供电；
所述记录模块与所述稳压模块连接，以所述供电电压作为工作电压开始工作，以记录物体的振动数据。
进一步的，所述记录模块包括时钟信号发生单元、数据控制单元和存储单元；
所述时钟信号发生单元与所述数据控制单元连接，用于向所述数据控制单元发送一定频率的时钟信号；
所述数据控制单元与所述存储单元连接，用于根据所述时钟信号向所述存储单元写入振动数据；
所述存储单元用于存储所述数据控制单元写入的振动数据。
进一步的，所述时钟信号发生单元、所述数据控制单元和所述存储单元均与所述稳压模块连接。
进一步的，所述装置还包括峰值检测模块，所述峰值检测模块与所述振动感应模块连接，用于检测所述振动感应模块产生的电信号的最大幅值。
进一步的，所述峰值检测模块还与所述记录模块连接，用于将检测的电信号的最大幅值发送到所述记录模块，以使所述记录模块记录电信号的最大幅值。
进一步的，还包括滤波模块，所述滤波模块包括第一滤波电容，所述第一滤波电容与所述整流模块的输出端连接，用于对所述整流模块输出的直流电信号进行滤波。
进一步的，所述滤波模块还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容与所述稳压模块的输出端连接，用于对所述稳压模块输出的供电电压进行滤波。
进一步的，所述装置外形为薄片形。
本发明实施例提供的一种无源振动记录装置包括振动感应模块、整流模块、稳压模块和记录模块实现了对运输过程中物体振动的监测和记录，以判断物体在运输过程中是否发生跌落或激烈碰撞，为物体损坏的责任判定提供参考依据。通过振动感应模块、整流模块和稳压模块将物体振动产生的振动能量转为电能，使得本发明实施例所提供的无源振动记录装置不要额外的独立电源(即电池)为记录模块供电，从而使无源振动记录装置的体积小。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种无源振动记录装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的物体振动波形示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种无源振动记录装置的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种无源振动记录装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的一种无源振动记录装置的结构示意图；
图6为本发明实施例五提供的一种无源振动记录装置的应用示意图；
图7为本发明实施例六提供的一种无源振动记录装置的数据读取示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种无源振动记录装置的结构示意图，可适用于记录运输过程中物体是否发生跌落。如图1所示，本发明实施例一提供的一种无源振动记录装置100包括：振动感应模块110、整流模块120、稳压模块130和记录模块140。
振动感应模块110用于感应物体的振动并将物体的振动信号转化为电信号。在传输过程中，物体的跌落或激烈碰撞必然导致物体有一定强度的振动，通常情况下，可以用波形来表征物体的振动情况，如图2所示，将物体的振动过程进行划分，[t0,t1]时间段为起振阶段，[t1,t2]时间段为峰值阶段，[t2,t3]时间段为衰减阶段，t3时间点之后则几乎无振动了，表示物体由跌落引起的振动已经衰减完毕，物体进入跌落后的状态。物体的振动会产生能量，将物体的振动能量转化为电能，则可以通过物体的振动为无源振动记录装置产生电能，从而使得无源振动记录装置不需要额外的电源来供电。振动感应模块110感受到物体跌落而产生的振动后，可以将物体的振动信号转化电信号，通常情况下，是将物体[t0,t2]时间段内的振动信号转化为电信号。本实施例中，振动感应模块110可以是任意能够将物体的振动信号转为电信号的装置，优选的，振动感应模块110为振动应力片，是一种能够将振动信号转为电信号的薄片型物体。
整流模块120与振动感应模块110连接，用于将振动感应模块110输出的电信号转化为脉动直流电信号；稳压模块130与整流模块120连接，用于将整流模块120输出的脉动直流电信号转化为稳定供电电压，通过供电电压向记录模块140供电。振动感应模块110输出的电信号，其大小(电压的高低)和方向(电压的正负)均是随着时间不断变化的，而通常元器件的供电电压是需要稳定的直流电电压，即大小和方向均不随时间变化的电压。故通过整流模块120对振动感应模块110输出的交流电信号进行整流，使交流电信号转为直流电信号，而整流模块120输出的直流电信号通常不稳定，且其电压大小也不一定符合后续模块所需的供电电压的大小，故需要通过稳压模块130对整流模块120输出的直流电信号进行转化，以输出大小合适且稳定的直流电信号。本实施例中，整流模块120可以是任意能够将交流电转化为直流电的整流电路，例如半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路。稳压模块130可以任意能够将整流模块120的输出直流电信号转为后记录模块140所需稳定直流电信号的稳压电路，例如串联型稳压电路。
记录模块140与稳压模块130连接，以稳压模块130输出的供电电压作为工作电压开始工作，以记录物体的振动数据。稳压模块130输出的大小合适且稳定的供电电压可以为记录模块140供电，当记录模块140获得工作电压后开始工作，根据物体的振动记录数据，当物体振动停止后，振动感应模块110反应不到振动信号，从而使得稳压模块130输出的供电电压为0，记录模块140则停止工作。故可以通过记录模块140从开始工作到停止工作所记录的数据量，判断物体是否发生振动及振动发生的时长，例如，记录模块140记录数据的速度为1KB/s，即记录模块140每秒钟可以记录1KB大小的数据量，若记录模块记录140的数据量大小为2KB，则可以判断物体发生了振动且振动时长为2秒，从而判断物体发生了跌落或激烈碰撞事件；若记录模块140的数据量为0，则可以判断物体没有发生振动，从而判断物体没有发生跌落或激烈碰撞事件。
本发明实施例一提供的一种无源振动记录装置包括振动感应模块、整流模块、稳压模块和记录模块实现了对运输过程中物体振动的监测和记录，以判断物体在运输过程中是否发生跌落或激烈碰撞，为物体损坏的责任判定提供参考依据。通过振动感应模块、整流模块和稳压模块将物体振动产生的振动能量转为电能，使得本发明实施例所提供的无源振动记录装置不要额外的独立电源(即电池)为记录模块供电，从而使无源振动记录装置的体积小。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种无源振动记录装置的结构示意图，本实施例是对上述实施例的进一步优化。如图2所示，本发明实施例二提供的一种无源振动记录装置100包括：振动感应模块110、整流模块120、稳压模块130、记录模块140和滤波模块150，其中，振动感应模块110、整流模块120和稳压模块130的结构和功能与上述实施例相同，在此不再赘述。
滤波模块150包括第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。第一滤波电容C1与整流模块120的输出端连接。整流模块120虽然将振动感应模块110输出的交流电信号转化成了脉动直流电信号，但是整流模块120输出的脉动直流电信号中仍然存在一定成分的交流电信号，第一滤波电容C1的作用则是滤除整流模块120输出的脉动直流电信号中的交流成分，增加稳压模块120的输入电信号中的直流成分。此外，第一滤波电容C1还可以存储整流模块120输出的脉动直流电信号中的交流电信号的能量，以提高稳压模块130的输入电信号的持续性和稳定性。
第二滤波电容C2与稳压模块130的输出端连接，用于对稳压模块130的输出的供电电压进行滤波，减少供电电压中由于稳压模块130进行的电压转化而产生的纹波，使稳压模块130输出的供电电压的波形更加平滑，即输出的供电电压更加稳定。
本发明实施例二通过滤波模块中的第一滤波电容对整流模块输出的电信号进行滤波，通过第二滤波电容对稳压模块输出的供电电压进行滤波，进一步提高了无源振动记录装置中电路的稳定性。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种无源振动记录装置的结构示意图，本实施例是对上述实施例中记录装置的进一步细化。如图4所示，本发明实施例三提供的一种无源振动记录装置100包括：振动感应模块110、整流模块120、稳压模块130、记录模块140和滤波模块150，其中，振动感应模块110、整流模块120、稳压模块130和滤波模块150的结构和功能与上述实施例相同，在此不再赘述。
记录模块140包括：时钟信号发生单元141、数据控制单元142和存储单元143。时钟信号发生单元141、数据控制单元142和存储单元143均与稳压模块130连接，当物体发生振动时，稳压模块130为时钟信号发生单元141、数据控制单元142和存储单元143提供稳定的工作电压。
时钟信号发生单元141与数据控制单元142连接，用于向数据控制单元142发送一定频率的时钟信号；数据控制单元142与存储单元143连接，用于根据数据控制单元142发出的时钟信号向存储单元143写入振动数据；存储单元143用于存储数据控制单元142写入的振动数据。当物体发生振动时，数据控制单元142用于像存储单元143写入数据以记录物体的振动情况，而数据控制单元142的进行工作还需要一个驱动信号，这个驱动信号就是时钟信号发生单元141发送的一定频率的时钟信号。数据控制单元142没接收到一个时钟信号，就往存储单元143中写入一次数据，当物体振动结束后，数据控制单元142断电，停止向存储单元143写入数据，通过存储单元143所存储的数据量判断物体是否发生振动及振动发生的时长。例如，时钟信号发生单元141发送的时钟信号的频率为50Hz，则表示数据控制单元142每秒向存储单元143写入50次数据，假设数据控制单元142每秒向存储单元143写入50次数据的数据量大小为1KB，若存储单元143存储的数据量大小为2KB，则可以判断物体发生了振动且振动时长为2秒，从而判断物体发生了跌落或激烈碰撞事件；若存储单元143存储的数据量为0，则可以判断物体没有发生振动，从而判断物体没有发生跌落或激烈碰撞事件。
在本实施例中，时钟信号发生单元141向数据控制单元142发送时钟信号的频率可以根据实际情况设置，数据控制单元142每秒向存储单元143写入数据的数据量大小也可以根据实际情况设置，本实施例不做限制。
进一步的，数据控制单元144还用于根据时钟信号发生单元141发出的时钟信号进行计数。物体发生振动时，稳压模块130向数据控制单元144提供稳定的工作电压，数据控制单元144的计数从0开始，数据控制单元144每接收到时钟信号发生单元141发送的一个时钟信号，计数信息加1并写入存储单元141中，当物体振动结束后，稳压模块130无法为数据控制单元144提供稳定的工作电压，数据控制单元144断电后将停止计数，待物体下一次发生振动时，数据控制单元144仍旧从0开始计数，通过查看存储单元144中的计数信息，则可以知道物体发生振动的次数。例如，存储单元144中的计数信息为0123450123456，说明物体发生了两次振动。
本发明实施例三提供的一种无源振动记录装置通过时钟信号发生单元、数据控制单元和存储单元完成物体振动期间数据的记录，从而判断物体是否发生了振动以及振动发生的时长，设计简单，易于实现。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种无源振动记录装置的结构示意，本实施例是对上述实施例的进一步优化。如图5所示，本发明实施例四提供的一种无源振动记录装置100包括：100包括：振动感应模块110、整流模块120、稳压模块130、记录模块140、滤波模块150和峰值检测模块160，其中，振动感应模块110、整流模块120、稳压模块130和滤波模块150的结构和功能与上述实施例相同，在此不再赘述。
峰值检测模块160与振动感应模块110连接，用于检测振动感应模块110产生的电信号的最大幅值。如图2所示，[t1,t2]时间段为振动的峰值阶段，此时物体的振动幅度达到了最大幅值，由于振动感应模块110将物体的振动信号转化成了电信号，当物体的振动信号达到最大幅值时，振动感应模块110输出的交流电信号也达到最大幅值，通过记录振动感应模块110产生的电信号的最大幅值，就可以知道物体振动的最大幅值。
记录模块140包括：时钟信号发生单元141、数据控制单元142和存储单元143。时钟信号发生单元141用于向数据控制单元142发送时钟信号；数据控制单元142用于根据时钟信号发生单元141发出的时钟信号向存储单元143写入数据，数据控制单元142还用于根据时钟信号发生单元141发出的时钟信号进行计数并将计数信息存入存储单元143中；存储单元143用于存储数据。
进一步的，峰值检测模块160与记录模块140中的数据控制单元142连接。峰值检测模块160将检测到的振动感应模块110产生的电信号的最大幅值发送到数据控制单元143，数据控制单元143将该最大幅值写入存储单元143进行存储。
本实施例中的存储单元143存储的数据包括表示物体振动时长的数据、表示物体振动次数的数据以及表示物体振动最大幅值的数据，从多个方面对物体的振动进行了记录，通过表示物体振动时长的数据可知物体发生跌落或激烈碰撞持续的时间，通过表示物体振动次数的数据可知物体发生跌落或激烈碰的次数，通过表示物体振动最大幅值的数据可知物体发生跌落或激烈碰撞的强度或激烈程度。
本发明实施例四提供的一种无源振动记录装置通过峰值检测模块检测物体振动的最大幅值，通过数据控制单元和存储单元对物体振动的最大幅值、物体振动时长以及物体振动次数进行记录，从多个方面对物体振动进行了记录，进一步提高了对物品在运输过程中是否发生了跌落或激烈碰撞的判断的可靠性。
实施例五
图6为本发明实施例五提供的一种无源振动记录装置的应用示意图。如图6所示，本发明实施例五提供的一种无源振动记录装置100为薄片形，其包括本发明任意实施例提供的一种无源振动记录装置100的结构和功能，且可以粘贴在箱体200的侧壁上，其中箱体200为物品运输过程中的包装箱，箱体200可以是任意形式的包装箱，不限于本实施例中图6所展示的形式。
本发明实施例五提供的一种无源振动记录装置体积小、外形薄，且能够将物体的振动能量转化为电能，不需要电池供电，从而可以做到一次性使用，在运输过程中不需要花费用于人工维护和回收的经费，减少了物品运输的成本。
实施例六
图7为本发明实施例六提供的一种无源振动记录装置的数据读取示意图。如图7所示，本发明任意实施例提供的一种无源振动记录装置100的记录模块140记录的数据由数据读取模块300读取，数据读取模块300可以是任意能够从存储器中读取数据的装置，例如，数据读取模块300可以采用有源有线的方式读取，也可以采用有源无线的方式读取，还可以采用无源无线的方式读取，例如，通过无源RFID协议或者NFC协议读取数据。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种无源振动记录装置，其特征在于，包括：振动感应模块、整流模块、稳压模块和记录模块；
所述振动感应模块用于感应物体的振动并将物体的振动信号转化为电信号；
所述整流模块与所述振动感应模块连接，用于将所述振动感应模块输出的电信号转化为直流电信号；
所述稳压模块与所述整流模块连接，用于将所述整流模块输出的直流电信号转化为稳定供电电压，通过所述供电电压向所述记录模块供电；
所述记录模块与所述稳压模块连接，以所述供电电压作为工作电压开始工作，以记录物体的振动数据。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述记录模块包括时钟信号发生单元、数据控制单元和存储单元；
所述时钟信号发生单元与所述数据控制单元连接，用于向所述数据控制单元发送一定频率的时钟信号；
所述数据控制单元与所述存储单元连接，用于根据所述时钟信号向所述存储单元写入振动数据；
所述存储单元用于存储所述数据控制单元写入的振动数据。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述时钟信号发生单元、所述数据控制单元和所述存储单元均与所述稳压模块连接。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括峰值检测模块，所述峰值检测模块与所述振动感应模块连接，用于检测所述振动感应模块产生的电信号的最大幅值。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述峰值检测模块还与所述记录模块连接，用于将检测的电信号的最大幅值发送到所述记录模块，以使所述记录模块记录电信号的最大幅值。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块包括第一滤波电容，所述第一滤波电容与所述整流模块的输出端连接，用于对所述整流模块输出的直流电信号进行滤波。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述滤波模块还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容与所述稳压模块的输出端连接，用于对所述稳压模块输出的供电电压进行滤波。
8.如权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置外形为薄片形。
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