[发明专利]具有动能电力配置的无线传感器

说明书

背景技术

压实机机械被广泛地应用于建筑工程中以压实土壤、沥青、砂砾和其他类似材料。典型的这种机械包括以受控频率和振幅振动同时按压在待压实的材料的表面上的机构。这种机械和控制是在2006年8月15日授予Potts的美国专利No.7,089,823中公开的一种机械控制，该专利的公开内容作为参考并入本文。Potts示出了使用压实辊内的振动机械的振动压实机。当所述压实机机械行驶在增强压实处理的表面上时，振动被给予所述辊。每个振动机构通常包括绕公共轴转动的重量，通过关于所述公共轴而偏轴地定位所述重量而在转动期间产生程度变化的不平衡。通过改变偏轴重量的相对位置从而改变质量的平均分布，由所述配置产生的振动的振幅被改变。改变绕其公共轴的重量的转动速度改变了由所述配置产生的振动的频率。

已知的是通过监控被返回到压实机机械的反射的振动来确定材料的压实程度。这些反射的振动可以通过装载在所述机械上的适当的传感器感测。事实上，所述振动可以通过所述辊从压实表面经过，并且由在辊支撑物上或在辊支撑物附近恰当定位的传感器检测。众所周知，最优压实因材料不同而变化，而优选的是材料不被压实得过多或过少。为实现此目的，压实的程度可以由机械上的接收动能的反射的传感器确定。所述传感器被安装为距机械控制器一定距离，并且因此，传感器的输出必须被提供到机械控制器，通常由电缆提供。此外，传感器通常需要电源，而这种电力还基于额外的电线或电缆被提供。然而，这种电线或电缆可以因许多原因而存在问题。例如，所述电线或电缆分布到可能处于恶劣环境的机械的各个部分，使得所述电线或电缆被相当快地破坏或破裂。进一步地，传感器电线和电缆可以限制机械组件的相对移动。

发明内容

一种用于感测由具有振动压实辊的类型的压实机机械引起的表面压实的系统向压实机机械提供表示被感测的表面压实的传感器信号。所述传感器信号可以被提供到安装在压实机机械上的控制器。所述系统包括用于感测压实并且提供表示被感测的表面压实的信号的传感器。所述传感器被安装在压实机机械的压实辊支撑物上。所述系统进一步包括振动-电能转换器，其与传感器一起安装在压实辊支撑物上并且承受振动。所述转换器将振动转换为电能并且将该能量提供到传感器。所述系统还包括由来自振动-电能转换器的电能供电并且响应于所述传感器以发射传感器信号的发射机。最后，所述系统具有在所述机械上的接收机，该接收机用于接收来自发射机的传感器信号并且将该传感器信号提供到控制器。所述振动-电能转换器可以包括具有永久磁体的发电机。所述发电机可以包括线性永久磁体发电机。

一种用于感测表面压实并且向压实机机械提供表示表面压实的传感器信号的方法，所述表面压实由具有振动压实辊的类型的压实机机械引起，所述方法包括以下步骤：当辊使用振动-电能转换器振动时，将压实机机械辊的振动运动转换为电能，将所述电能提供到振动压实辊支撑物上的振动传感器，由振动传感器产生信号并且将该信号提供到短程发射机，并且将所述信号无线地发射到所述机械。所述方法可以进一步包括以下步骤：由接收机接收无线发射到所述机械的信号，并且之后将接收到的信号提供到机械控制器。所述接收到的信号之后可以显示在所述机械的显示器上。所述方法可以进一步包括以下步骤：基于传感器信号控制压实机机械的操作。所述方法可以进一步包括以下步骤：感测反射的振动以提供压实水平的指示。将所述信号无线地发射到所述机械的步骤可以包括经由无线电传输将所述信号无线地发射到所述机械的步骤。

所述系统可以进一步包括第二发射机和第二接收机，所述第二发射机用于使所述机械与传感器通信，所述第二接收机用于接收来自所述第二发射机的通信。此外，所述系统可以包括连接到传感器的电池，该电池用于结合所述转换器对传感器供电。所述方法可以进一步包括以下步骤：从所述压实机机械向传感器无线通信。所述方法还可以包括以下步骤：使用结合所述转换器的电池对所述传感器供电。

附图说明

图1是振动压实机的侧视图，其中振动压实机的一些部分被去除以揭示内部组件；

图2是传感器和控制器以及相关联组件的示意性框图；

图3是振动-电能转换器的第一变型；

图4是振动-电能转换器的第二变型；以及

图5是图2中的传感器和控制器以及相关联组件的变型的示意性框图，其中相同元件被标记为与图2中使用的相同的附图标记。

具体实施方式