[发明专利]智能数据采集和自发电一体化装置及方法

权利要求书

1.一种智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，包括表壳、叶轮、叶轮盒、线圈、电源管理模块、计数机构以及两个换向片，所述表壳上设有进水端和出水端，所述叶轮容置于所述叶轮盒内，所述叶轮盒容置于所述表壳内；其中，所述叶轮能在转动时驱动所述计数机构对用水量进行计数；

所述叶轮包括叶轮轴和多个叶片，多个所述叶片环设于所述叶轮轴的外侧壁上；所述叶轮盒的上方设有第一磁体，所述叶轮盒的下方设有第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体磁性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体相对设置；

所述线圈绕设在所述叶轮上，以形成绕制区域，所述绕制区域与所述叶轮轴的轴线垂直，所述线圈用于在所述叶轮转动时切割所述第一磁体和所述第二磁体之间的磁感线，以使穿过所述绕制区域的磁通量发生变化；两个所述换向片分别固定连接在所述叶轮轴上，且两个所述换向片相对设置，所述线圈的第一端连接在其中一个所述换向片上，所述线圈的第二端连接在另一个所述换向片上；两个所述换向片通过电刷与所述电源管理模块电连接。

2.如权利要求1所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，所述绕制区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与所述第二子区域对称设置。

3.如权利要求2所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，所述第一子区域和所述第二子区域均是圆心角为90°的扇形结构。

4.如权利要求3所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，所述第一磁极的横截面形状和所述第二磁极的横截面形状均与所述绕制区域的形状相同。

5.如权利要求1-4任一项所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，至少4个所述叶片的顶部上设有凹槽，所述线圈连接在所述凹槽上。

6.如权利要求1-4任一项所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，两个所述换向片分别固定连接在所述叶轮轴的顶部上；所述电刷的数量为2个，两个所述电刷相对设置在两个所述换向片的外侧，以使在所述叶轮转动时，两个所述电刷与两个所述换向片交替接触。

7.如权利要求1-4任一项所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，所述电源管理模块包括整流电路、稳压电路和充电电路；所述稳压电路包括稳压芯片；

所述整流电路包括第一交流输入端、第二交流输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一交流输入端与其中一个所述电刷连接，所述第二交流输入端与另一个所述电刷连接，所述第一输出端与所述稳压芯片的输入端连接，所述稳压芯片的接地端与所述第二输出端连接；

所述充电电路包括电源管理芯片、可充电电源和第一电容，所述电源管理芯片的输入端与所述稳压芯片的输出端连接，所述电源管理芯片的接地端与所述第二输出端连接，所述电源管理芯片的输出端分别与所述第一电容的第一端和所述可充电电源的正端连接，所述第一电容的第二端和所述可充电电源的负端分别与所述第二输出端连接。

8.如权利要求7所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，所述电源管理模块还包括第二电容和第三电容，所述第二电容的第一端与所述第一输出端连接，所述第二电容的第二端与所述第二输出端连接；所述第三电容的第一端与所述稳压芯片的输出端连接，所述第三电容的第二端与所述第二输出端连接。

9.如权利要求7所述的智能数据采集和自发电一体化装置，其特征在于，所述智能数据采集和自发电一体化装置还包括控制机构和显示机构，所述控制机构分别与所述电源管理模块和所述显示机构电连接；所述控制机构设有通信模块，所述通信模块用于与外部设备通信连接。

10.一种智能数据采集和自发电一体化方法，其特征在于，包括：

将线圈绕设在叶轮上，以形成绕制区域；其中，所述叶轮包括所述叶轮轴和多个叶片，多个所述叶片环设于所述叶轮轴的外侧壁上，所述绕制区域与所述叶轮轴的轴线垂直；

将所述线圈的第一端连接在一个换向片上，并将所述线圈的第二端连接在另一个换向片上，使两个所述换向片通过电刷与电源管理模块电连接；

将叶轮安装在叶轮盒内，以使所述线圈在所述叶轮转动时切割叶轮盒上的第一磁体和第二磁体之间的磁感线，从而使穿过所述线圈的磁通量发生变化；其中，所述第一磁体设于所述叶轮盒的上方，所述第二磁体设于所述叶轮盒的下方，所述第一磁体和所述第二磁体的磁性相反，且所述第一磁体和所述第二磁体相对设置；

将叶轮盒安装在表壳内；其中，所述表壳上设有进水端和出水端，所述叶轮能在转动时驱动计数机构对用水量进行计数。