一种自发电定位终端的制作方法

1.本发明属于车载定位领域，更具体地，涉及一种自发电定位终端。


背景技术：

2.现有的车载定位终端通常通过点烟器或者车辆保险盒向车载电瓶取电，在车辆停放较长时间时，例如一个晚上，为了防止车载电瓶亏电，需要断开车载定位终端与车载电瓶的连接，然而这种方式使得车主在车辆长时间停放时无法获取到车辆的定位信息。为了解决这一问题，一些车载定位终端厂商开发出采用锂电池供电的车载定位终端，即车载定位终端不再通过车载电瓶进行取电，直接采用锂电池进行供电。然而，这种采用锂电池供电的车载定位终端的续航时间较短，无法满足车主对于车载定位终端的长续航要求，需要经常将车载定位终端取下进行充电，给车主带来诸多不便。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有采用锂电池供电的车载定位终端的续航时间短的问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种自发电定位终端，该自发电定位终端设置在车辆上，包括卫星定位单元、用于为所述卫星定位单元提供工作电压的电池、至少一个自发电单元和整流单元；
5.所述自发电单元包括：
6.绝缘管道，具有相对的第一端口和第二端口；
7.第一磁铁，固设在所述第一端口处；
8.第二磁铁，固设在所述第二端口处；
9.第三磁铁，设置在所述绝缘管道内并能够在所述绝缘管道的径向上做线性运动，所述第三磁铁的第一端与所述第一磁铁的第一端相对且极性相同，所述第三磁铁的第二端与所述第二磁铁的第一端相对且极性相同；
10.感应线圈，套设在所述绝缘管道上，用于在所述第三磁铁因所述车辆加速或者减速而在所述第一磁铁与所述第二磁铁之间往复运动时产生感应电流；
11.所述整流单元用于将所述感应电流转换为直流电，所述直流电用于对所述电池进行充电。
12.作为可选的是，所述卫星定位单元支持北斗定位、gps定位、格洛纳斯定位和/或伽利略定位。
13.作为可选的是，所述电池包括至少一节镍氢充电电池；
14.当所述镍氢充电电池的数量大于1时，所述镍氢充电电池之间串联。
15.作为可选的是，所述第一磁铁和所述第二磁铁均设置在所述绝缘管道内，所述第一端口和所述第二端口均为半封闭状态；
16.所述自发电单元还包括：
17.第一挡件，设置在所述第一端口上，并与所述第一磁铁的第二端相对；
18.第二挡件，设置在所述第二端口上，并与所述第一磁铁的第二端相对。
19.作为可选的是，所述第三磁铁为条形磁铁，所述第三磁铁的在所述绝缘管道的径向上的四条棱边均倒角设置；
20.所述绝缘管道的内部空间与所述第三磁铁的外形相匹配。
21.作为可选的是，所述第三磁铁的第一端和所述第一磁铁的第一端均为n极，所述第三磁铁的第二端与所述第二磁铁的第一端均为s极；
22.或者，所述第三磁铁的第一端和所述第一磁铁的第一端均为s极，所述第三磁铁的第二端与所述第二磁铁的第一端均为n极。
23.作为可选的是，当所述自发电单元的数量大于1时，所述自发电单元的感应线圈之间串联或者并联；
24.所述整流单元用于将串联的感应线圈或者并联的感应线圈输出的感应电流转换为直流电。
25.作为可选的是，所述自发电定位终端还包括：
26.滤波单元，用于对所述直流电进行滤波；
27.稳压单元，用于对滤波后的直流电进行稳压，稳压后的直流电用于对所述电池进行充电。
28.作为可选的是，所述自发电定位终端还包括机壳；
29.所述机壳包括第一壳体和第二壳体；
30.所述第一壳体的第一侧开放设置，在所述第一壳体内设置有电池背板，所述电池设置在所述电池背板上；
31.所述第二壳体的第一侧开放设置，所述卫星定位单元、所述至少一个自发电单元和所述整流单元均设置在所述第二壳体内；
32.所述第一壳体的第一侧与所述第二壳体的第一侧互合设置。
33.作为可选的是，在所述第二壳体上设置有sim卡盖，所述sim卡盖与所述卫星定位单元的sim卡放置区相对布置。
34.本发明的有益效果在于：
35.本发明的自发电定位终端，包括卫星定位单元、用于为卫星定位单元提供工作电压的电池、至少一个自发电单元和整流单元，在预定的车辆工况条件下，自发电单元能够通过整流单元向电池充电，以延长自发电定位终端的续航时间。其中，自发电单元的发电原理如下：
36.车辆加速时，在绝缘管道内，第三磁铁因惯性而朝向第一磁铁做线性运动，在第三磁铁接近第一磁铁时，由于受到第一磁铁的排斥力，第三磁铁反向朝向第二磁铁做线性运动，在第三磁铁接近第二磁铁时，由于受到第二磁铁的排斥力，第三磁铁反向朝向第一磁铁做线性运动，并如此往复地在第一磁铁与第二磁铁之间进行线性运动，直至恢复静止状态。而由于绝缘管道上套设有感应线圈，第三磁铁在第一磁铁与第二磁铁之间往复运动在实质上相当于感应线圈不断切割磁场，基于电磁感应原理可知，感应线圈上将产生感应电流，即自发电单元实现自发电；
37.车辆减速时自发电单元的发电原理与上述车辆加速时自发电单元的发电原理相
类似，仅在第三磁铁的初始运动方向上有所不同，在此不再赘述。
38.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
39.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
40.图1示出了根据本发明的实施例的自发电定位终端的电气原理框图；
41.图2示出了根据本发明的实施例的自发电定位终端的爆炸图；
42.图3示出了根据本发明的实施例的一种自发电单元的结构示意图；
43.图4示出了根据本发明的实施例的另一种自发电单元的结构示意图；
44.图5示出了根据本发明的实施例的机壳的结构示意图。
具体实施方式
45.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
46.实施例：图1示出了本发明实施例的自发电定位终端的电气原理框图，图2示出了本发明实施例的自发电定位终端的爆炸图，图3示出了本发明实施例的一种自发电单元的结构示意图。参照图1至图3，本发明实施例的自发电定位终端，水平设置在车辆上，包括卫星定位单元1、用于为卫星定位单元1提供工作电压的电池2、至少一个自发电单元3和整流单元4；
47.自发电单元3包括：
48.绝缘管道301，具有相对的第一端口和第二端口；
49.第一磁铁306，固设在绝缘管道301的第一端口处；
50.第二磁铁307，固设在绝缘管道301的第二端口处；
51.第三磁铁302，设置在绝缘管道301内并能够在绝缘管道301的径向上做线性运动，第三磁铁302的第一端与第一磁铁306的第一端相对且极性相同，第三磁铁302的第二端与第二磁铁307的第一端相对且极性相同，其中，绝缘管道301的径向为其长度方向；
52.感应线圈303，套设在绝缘管道301上，用于在第三磁铁302因车辆加速或者减速而在第一磁铁306与第二磁铁307之间往复运动时产生感应电流；
53.整流单元4用于将感应线圈303产生的感应电流转换为直流电，该直流电用于对电池2进行充电。
54.示例性地，本发明实施例中，整流单元4采用半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路之中的任一种。
55.进一步地，本发明实施例中，卫星定位单元1支持北斗定位、gps定位、格洛纳斯定位和/或伽利略定位。
56.示例性地，本发明实施例中，卫星定位单元1为北斗定位模块。
57.再进一步地，本发明实施例中，电池2包括至少一节镍氢充电电池；
58.当镍氢充电电池的数量大于1时，镍氢充电电池之间串联。
59.示例性地，参照图2，本发明实施例中，电池2包括第一镍氢充电电池201和第二镍氢充电电池202，第一镍氢充电电池201与第二镍氢充电电池202串联，第一镍氢充电电池201和第二镍氢充电电池202均为3.7v、900mah的电池。
60.本发明实施例采用可充电的镍氢电池为卫星定位单元1供电，镍氢电池是一种性能良好的蓄电池，镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为ni(oh)2(称nio电极)，负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金(电极称储氢电极)，电解液为6mol/l氢氧化钾溶液。
61.本发明实施例的自发电定位终端，采用3.7v、900mah的镍氢充电电池，与现有车载定位终端所采用的锂离子电池相比，镍氢充电电池的使用寿命(循环充电次数寿命)高达1000次。
62.再进一步地，参照图3(感应线圈303未示出)，本发明实施例中，第一磁铁306和第二磁铁307均设置在绝缘管道301内，第一磁铁306的第二端与绝缘管道301的第一端口平齐，第二磁铁307的第二端与绝缘管道301的第二端口平齐；
63.绝缘管道301的第一端口和第二端口均为半封闭状态，在第一磁铁306与绝缘管道301的内壁之间留有第一气道308，在第二磁铁307与绝缘管道301的内壁之间留有第二气道309；
64.自发电单元3还包括：
65.第一挡件304，设置在绝缘管道301的第一端口上，并与第一磁铁306的第二端相对；
66.第二挡件305，设置在绝缘管道301的第二端口上，并与第二磁铁307的第二端相对。
67.示例性地，参照图3，本发明实施例中，第一挡件304为堵条组件，包括第一堵条和第二堵条，第一堵条和第二堵条平行设置在绝缘管道301的第一端口上，以防止绝缘管道301内的第一磁铁306脱落。第二挡件305与第一挡件304的结构相同，用于防止绝缘管道301内的第二磁铁307脱落。
68.再进一步地，参照图2和图3，本发明实施例中，第三磁铁302为条形磁铁，第三磁铁302的在绝缘管道301的径向上的四条棱边均倒角设置；
69.绝缘管道301的内部空间与第三磁铁302的外形相匹配。
70.具体地，本发明实施例中，第三磁铁302与绝缘管道301的内壁相接触，当第三磁铁302在第一磁铁306与第二磁铁307之间往复运动时，第三磁铁302与绝缘管道301的内壁发生滑动摩擦，绝缘管道301的内壁光滑设置，绝缘管道301为塑料材质。
71.示例性地，本发明实施例中，第一磁铁306和第二磁铁307均为块状磁铁，第一磁铁306与第二磁铁307的尺寸相同。在绝缘管道301的径向上，第一磁铁306的长度小于第三磁铁302的长度。
72.再进一步地，本发明实施例中，第三磁铁302的第一端和第一磁铁306的第一端均为n极，第三磁铁302的第二端与第二磁铁307的第一端均为s极；
73.或者，第三磁铁302的第一端和第一磁铁306的第一端均为s极，第三磁铁302的第
二端与第二磁铁307的第一端均为n极。
74.再进一步地，本发明实施例中，当自发电单元3的数量大于1时，自发电单元3的感应线圈303之间串联或者并联；
75.整流单元4用于将串联的感应线圈303或者并联的感应线圈303输出的感应电流转换为直流电。
76.示例性地，参照图2，本发明实施例中，自发电单元3的数量为2，两个自发电单元3的感应线圈303并联设置。
77.再进一步地，本发明实施例的自发电定位终端还包括：
78.滤波单元，用于对整流单元4输出的直流电进行滤波；
79.稳压单元，用于对滤波单元滤波后的直流电进行稳压，稳压后的直流电用于对电池2充电。
80.示例性地，参照图2，本发明实施例中，滤波单元和稳压单元基于滤波稳压器5实现。
81.示例性地，本发明实施例中，自发电单元3的最大输出功率为2w；整流单元4的功率损耗为10％，输出功率为1.8w，输出电压为4.2v，最大输出电流为0.4a，稳压单元的输出电压为5v。
82.作为一种可选的方式，图4示出了本发明实施例的另一种自发电单元的结构示意图，参照图4(感应线圈303未示出)，本发明实施例中，自发电单元还可以采用如图4所示的结构，该自发电单元与图3所示的自发电单元在结构上的不同之处在于：
83.在第三磁铁302的第一端上固设有第一弹簧309，在第三磁铁302的第二端上固设有第二弹簧310，第一弹簧309的朝向第一磁铁306的一端为其自由端，第二弹簧310的朝向第二磁铁307的一端为其自由端，第一弹簧309和第二弹簧310均采用绝缘材料制成；
84.在第一磁铁306的第一端的端面上设置有第一环形凹槽311，第一环形凹槽311的位置和形状均与第一弹簧309的自由端相匹配；
85.在第二磁铁307的第一端的端面上设置有第二环形凹槽312，第二环形凹槽312的位置和形状均与第二弹簧310的自由端相匹配。
86.本发明实施例中，第一环形凹槽311与第一弹簧309的自由端相对，第一环形凹槽311与第一弹簧309的自由端在形状上相匹配。当车辆急加速时，由于惯性的作用，第三磁铁302会朝向第一磁铁306做高速的线性运动，在这种情况下，由于第一弹簧309的存在，能够避免第三磁铁302与第一磁铁306发生碰撞。另一方面，由于第一环形凹槽311具有一定的深度，第一环形凹槽311的存在允许第一弹簧309的一部分伸入第一磁铁306内，如此一来，能够在避免第三磁铁302与第一磁铁306发生碰撞的情况下，尽可能地缩小第三磁铁302与第一磁铁306的间距，从而使得第三磁铁302承受更大的来自第一磁铁306的排斥力，以使得第三磁铁302以更大的速度反向朝向第二磁铁307做线性运动。而在上述过程中，受到压缩的第一弹簧309同样会对第三磁铁302施加一个反弹力，从而进一步地提升第三磁铁302反向朝向第二磁铁307做线性运动的初始速度；
87.对于第二环形凹槽312和第二弹簧310，二者之间相互配合所起到的有益效果与上述第一环形凹槽311和第一弹簧309相配合所起到的有益效果相同，在此不再赘述；
88.根据以上内容可知，在相同程度的车辆触发工况(加速或者减速)下，对于图4所示
的自发电单元，第三磁铁302在第一磁铁306与第二磁铁307之间所在的线性运动的次数更多，因此该自发电单元的发电量更大。
89.再进一步地，图5示出了本发明实施例的机壳的结构示意图，参照图2和图5，本发明实施例的自发电定位终端还包括机壳6；
90.机壳6包括第一壳体601和第二壳体602；
91.第一壳体601的第一侧开放设置，在第一壳体601内设置有电池背板603，电池2设置在电池背板603上；
92.第二壳体602的第一侧开放设置，卫星定位单元1、至少一个自发电单元3、整流单元4和滤波稳压器5均设置在第二壳体602内；
93.第一壳体601的第一侧与第二壳体602的第一侧互合设置。
94.示例性地，参照图2，本发明实施例中，电池背板603为钣金件，电池背板603上具有凹陷的电池放置区，该电池放置区的构造与第一镍氢充电电池201和第二镍氢充电电池202的外形相匹配。
95.再进一步地，参照图2，本发明实施例中，第一壳体601具有与其第一侧相对的第二侧，第一壳体601的第二侧基于边框和位于边框内的麦拉片604实现封闭设置，其中，麦拉片604设置为可拆卸，在麦拉片604的内侧设置有吸附磁铁，本发明实施例的自发电定位终端通过吸附磁铁牢固吸附在车辆的预定位置上；
96.在位于第一壳体601的第二侧的边框上还设置有透明窗607，在卫星定位单元1所在的pcba板上设置有光感传感器，该光感传感器与透明窗607相对且之间无遮挡，当自发电定位终端吸附在车辆上时，透明窗607被车身遮挡，光感传感器感受不到外界光线；当自发电定位终端被取下时，透明窗607不再被遮挡，光感传感器感受到外界光线，向卫星定位单元1输出电信号，卫星定位单元1根据该电信号向车主的智能终端发送自发电定位终端被取下的提醒信号，从而实现自发电定位终端的取下提示及被盗提醒。
97.再进一步地，参照图5，本发明实施例中，在第二壳体602上设置有sim卡盖606，sim卡盖606与卫星定位单元1的sim卡放置区相对布置，当sim卡盖606开启时，可进行sim卡的安装与拆卸。
98.再进一步地，参照图5，本发明实施例中，第二壳体602具有与其第一侧相对的第二侧，第二壳体602的第二侧基于盖板605实现封闭设置，sim卡盖606设置在盖板605上。
99.本发明实施例中，机壳6的各个构件均为塑料材质，其中，麦拉片604为采用麦拉工艺制成的塑料片，这种采用麦拉工艺制成的塑料片与采用其他工艺制成的塑料片相比具有更小的厚度，可以做到0.5毫米厚，从而使得自身对吸附磁铁的吸附效果的负面影响较小，进而使得本发明实施例的自发电定位终端能够更加牢固地吸附在车辆上；透明窗607采用透明塑料制成。
100.本发明实施例中，在机壳6内，在第一镍氢充电电池201和第二镍氢充电电池202与卫星定位单元1、自发电单元3、整流单元4和滤波稳压器5之间设置有泡棉，以使第一镍氢充电电池201和第二镍氢充电电池202与卫星定位单元1、自发电单元3、整流单元4和滤波稳压器5间隔开来，泡棉的顶面构造与位于泡棉之上的部件的造型相匹配，泡棉的底面构造与位于泡棉之下的部件的造型相匹配。
101.以下参照图3详细地说明本发明实施例中自发电单元的工作原理：
102.一方面，车辆加速时，在绝缘管道301内，第三磁铁302因惯性而朝向第一磁铁306做线性运动，在第三磁铁302接近第一磁铁306时，由于受到第一磁铁306的排斥力，第三磁铁302反向朝向第二磁铁307做线性运动，在第三磁铁302接近第二磁铁307时，由于受到第二磁铁307的排斥力，第三磁铁302反向朝向第一磁铁306做线性运动，并如此往复地在第一磁铁306与第二磁铁307之间进行线性运动，直至恢复静止状态。而由于绝缘管道301上套设有感应线圈303，第三磁铁302在第一磁铁306与第二磁铁307之间往复运动在实质上相当于感应线圈303不断切割磁场，基于电磁感应原理可知，感应线圈303上将产生感应电流，即自发电单元实现自发电；
103.另一方面，车辆减速时，在绝缘管道301内，第三磁铁302因惯性而朝向第二磁铁307做线性运动，在第三磁铁302接近第二磁铁307时，由于受到第二磁铁307的排斥力，第三磁铁302反向朝向第一磁铁306做线性运动，在第三磁铁302接近第一磁铁306时，由于受到第一磁铁306的排斥力，第三磁铁302反向朝向第二磁铁307做线性运动，并如此往复地在第二磁铁307与第一磁铁306之间进行线性运动，直至恢复静止状态。而由于绝缘管道301上套设有感应线圈303，第三磁铁302在第二磁铁307与第一磁铁306之间往复运动在实质上相当于感应线圈303不断切割磁场，在切割磁场时感应线圈303上将产生感应电流，即自发电单元实现自发电。
104.感应线圈303因切割磁场而产生感应电流属于电磁感应现象，电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流(感生电流)。
105.在感应线圈303上产生感应电流之后，整流单元4将感应线圈303输出的感应电流自交流电转换为直流电，滤波单元和稳压单元依次对整流单元4输出的直流电进行滤波和稳压，以获得满足充电要求的直流电，进而为电池2充电，从而延长电池2的续航时间。
106.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。