用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置的制作方法

本发明涉及包装材料或容器，更具体地说，涉及一种用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置。

背景技术：

对于物品在长途运输过程中，如何进行位置或状态确定的问题，通常有两种解决方式，一个是在物品本身上设置rfid标签，并在运输工具上设置专用的接收单元(例如，读卡器)不断得到其位置和状态；另一种是在其包装材料或包装容器上设置通信单元，按时或按照设定间隔上报其位置或状态。对于大多数散装的、低附加值的物品以及多来源的运输工具而言，例如蔬菜的长途运输，在物品本身上设置rfid标签是不现实的，因此只能一方面对包装材料加以循环利用，另一方面在该包装材料或容器上设置通信单元。例如，在包装蔬菜的泡沫箱中设置通信单元，用于指示其位置以便回收该泡沫箱并循环使用。由于循环使用且在使用过程中需要不断上报该包装材料或包装容器的位置，该通信单元的内置电池可能不能提供足够的电源，这种情况可能导致不能完成一次长途运输(即在耗时较长的运输途中可能出现中途电池电量用完的情况)，或者出现较为频繁地使用外接电源对该电池进行充电，因此，在现有技术中，其应用范围较窄，使用不方便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述应用范围较窄、使用不方便的缺陷，提供一种应用范围较广、使用较为方便的用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置，包括电荷产生单元、电流方向转换单元、电荷存储单元和控制单元；所述电荷产生单元包括一个圆形的空心线圈和放置在所述空心线圈内的永磁体，所述永磁体在所述空心线圈内移动时使得所述空心线圈的两端产生感应电荷；所述心线圈到的两端连接在所述电流方向转换单元上，所述电流方向转换电路的还与所述电荷存储单元连接，将所述空心线圈两端的电荷输送到所述电荷存储单元；所述电荷存储单元还通过所述控制单元与电池连接，在所述控制单元检测到所述电荷存储单元的电位高于所述电池的电位时，为所述电池充电。

更进一步地，所述装置设置在转运包装容器内，使得所述转运包装容器在采用正常堆放方式进行运输时，所述空心线圈为平行于地面的圆形。

更进一步地，所述永磁体的形状为椭圆体，所述椭圆体的短轴小于所述空心线圈内径，其长轴的两端分别为不同磁性的磁极。

更进一步地，所述永磁体由两个形状相同、两端磁极相反的第一永磁体和第二永磁体通过其两端的磁极结合在一起而得到，所述第一永磁体和第二永磁体均为半个椭圆形，其结合端的磁极相反。

更进一步地，还包括保护层，所述保护层设置在所述永磁体和所述空心线圈之间，使得所述永磁体在移动时不会磨损所述空心线圈的导线。

更进一步地，所述电流方向转换单元通过二极管限制或转换所述空心线圈产生的感应电荷，并将其连接到所述电荷存储单元。

更进一步地，所述电流方向转换单元包括半波整流、全波整流或桥式整流电路。

更进一步地，所述电荷存储单元包括法拉电容或超级电容。

更进一步地，所述控制单元开关模块和控制模块，所述开关模块串接在所述电荷存储装置和所述电池之间，所述控制模块监测并比较所述电荷存储单元和所述电池的电位，并在所述电池的电位低于所述电荷存储单元电位时控制所述开关单元导通，为所述电池充电。

实施本发明的一种用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置，具有以下有益效果：由于设置了电荷产生单元，且该电荷产生单元在运输途中是一个平行于水平面的圆形，因此运输途中的晃动或抖动均可以使其产生电荷，从而不断地输入到电荷存储单元，使其电位增加。这样，在该装置中的内置电池由于负担通信活动而消耗电量，且其电位下降到低于上述电荷存储单元的电位时，上述电荷存储单元就能够在控制单元的作用下对其充电，这样就能够补充电池的消耗，增加通信单元的使用时间，使得直到该包装材料或包装容器被回收之前，均能确定其位置，为回收该材料或容器提供明确的指示，从而得到较为广泛的使用范围，且不需要频繁地外接电源进行充电，故其使用范围较广、使用较为方便。

附图说明

图1是本发明一种用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置实施例中该装置的结构示意图；

图2是所述实施例中空心线圈的结构示意图；

图3是图2的aa向剖视图；

图4是所述实施例中永磁体的结构示意图；

图5是所述实施例中空心线圈和永磁体之间的位置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明的一种用于对转运包装容器中的电池进行充电的装置实施例中，该装置包括电荷产生单元、电流方向转换单元、电荷存储单元和控制单元；所述电荷产生单元包括一个圆形的空心线圈(请参见图2和图3)和放置在所述空心线圈内的永磁体，所述空心线圈包括两个引出端(参见图2)，所述永磁体在所述空心线圈内移动时使得所述空心线圈的两端产生感应电荷；所述空心线圈的两个引出端(即空心线圈的两个接线端)连接在所述电流方向转换单元上，所述电流方向转换电路的还与所述电荷存储单元连接，将所述空心线圈两端的电荷输送到所述电荷存储单元；所述电荷存储单元还通过所述控制单元与电池连接，在所述控制单元检测到所述电荷存储单元的电位高于所述电池的电位时，为所述电池充电。

在本实施例中，具体而言，上述空心线圈是使用一段导线在一个圆环状的骨架上围绕该圆环绕制，最后脱出该骨架而得到上述空心线圈，也可以先将一段导线绕制为一个圆柱形的空心线圈，然后在将其通过模具拉伸为一个圆形(即使得该线圈的头尾相接近，而该线圈的其余部分在其头尾所在平面形成一个圆形)。总之，该线圈的头尾及中间部分环绕为处于同一平面上的圆环状，其导线环绕的中空部分也是圆形，其形状类似于将一个直线状弹簧弯曲使其头尾接近而形成的环状。请参见图2。

在本实施例中，上述各单元均安装在一个电路板上，在电路板上通过印制线或线缆实现各单元或部件之间的连接。值得一提的是，在本实施例中，为了保证在使用过程中上述电荷产生单元中的空心线圈不会因为受到外力的作用，例如挤压、冲击等，产生变形，上述空心线圈及其中的部件(保护层和永磁体)是安装在一个支架中的，该支架具有和该空心线圈外形相同的放置空间，使得该空心线圈能够放入其中，同时，上述支架中还设置有填充物，以保证上述空心线圈在上述支架中不会移动，也不会受到挤压而变形。在本实施例中，上述填充物包括快干胶水或某种具有缓冲作用的柔性材料，例如海绵或泡沫等等。当上述空心线圈安放在上述支架上后，其两端由支架中引出，直接焊接或通过线缆焊接在上述电路板上的对应点上，以实现该空心线圈和其他单元的连接。

在本实施例中，该装置设置在转运包装容器内，使得所述转运包装容器在采用正常堆放方式进行运输时，所述空心线圈为平行于地面的圆形。这样的设置是为了最大限度地使用在运输途中产生的摇动或晃动，使得设置在上述空心线圈中的永磁体不断地移动，从而不断切割磁力线而得到感应电荷。换句话说，在本实施例中，上述空心线圈的设置位置对于包装材料或包装箱而言，可以设置在其正常放置的顶面或底面，也可以设置在其侧壁上，但是不管设置在任何位置，都需要保证该包装材料或包装箱在正常放置或堆叠时，该空心线圈的圆环所在的平面是平行与水平面或底面的。

在本实施例中，请参见图4，所述永磁体的形状为椭圆体，所述椭圆体的短轴小于所述空心线圈内径，其长轴的两端分别为不同磁性的磁极。一个较佳的例子是，所述永磁体由两个形状相同、两端磁极相反的第一永磁体和第二永磁体通过其两端的磁极相吸结合在一起而得到(请参见图4)，所述第一永磁体和第二永磁体均为半个椭圆形，其结合端的磁极相反。值得一提的是，上述永磁体的结构和形状，不仅仅有利于其在空心线圈的空心部分内的移动，而且能够提供的磁力线的数量较多，因此其在相同的移动条件下(或移动相同的距离时)能够产生较多的电荷。同时，上述永磁体的结构还能够适应空心线圈的环形形状，不容易在移动过程中被卡在上述环状(或圆形)的某个位置。

在本实施例中，请参见图5，由于上述永磁体设在上述空心线圈的空心部分(即在空心线圈的导线包围中)，且随其所在的包装材料的运输过程中产生的晃动或摇动而移动，因此其与上述空心线圈的导线之间会产生摩擦，为了减少上述摩擦，保护导线不被磨损，在本实施例中，上述装置还包括保护层，所述保护层设置在所述永磁体和所述空心线圈之间，使得所述永磁体在移动时不会磨损所述空心线圈的导线。通常来讲，上述保护层是由绝缘材料制成的中空的管状，其管壁较薄，该管状的保护层设置在上述空心线圈内，永磁体位于上述管状保护层的中空部分(即管中)，这样，当上述永磁体移动时，上述空心线圈的导线同样能够切割磁力线，但是永磁体并不会与上述导线接触，避免产生磨损，同时保证移动顺畅。在一些情况下，上述保护层的内侧(与永磁体相邻一侧)还可以设置少量的润滑油，以保证移动不会受到阻碍。具体在实际的操作中，上述保护层可以先放在工装上，线圈在其上绕制而成；也可以首先得到直线状的线圈，然后放入上述保护层，将保护层和线圈一起折弯成圆环状。

此外，在本实施例中，所述电流方向转换单元通过二极管限制或转换所述空心线圈产生的感应电荷，并将其连接到所述电荷存储单元。该电流方向转换单元可以是任何现有的电流方向控制电路，例如，二极管半波或全波整流或桥式整流等等。

同时，在本实施例中，所述控制单元还可以包括开关模块和控制模块，所述开关模块串接在所述电荷存储装置和所述电池之间，所述控制模块监测并比较所述电荷存储单元和所述电池的电位，并在所述电池的电位低于所述电荷存储单元电位时控制所述开关单元导通，为所述电池充电，述电荷存储单元包括法拉电容或超级电容。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。