一種利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，結(jié)構(gòu)中包括輪軸、支承組件和輪胎，所述輪胎內(nèi)鋪設(shè)一層壓電復(fù)合材料層，后者包括沿其長邊設(shè)置的、徑向延伸的普通輪胎纖維和沿其短邊設(shè)置的緯向延伸的壓電纖維，經(jīng)、緯兩項(xiàng)纖維相互交織形成柔軟堅(jiān)韌的壓電復(fù)合材料層，每條壓電纖維的兩端分別與金屬絲相連接，這些壓電纖維兩端的金屬絲分別與輪胎兩側(cè)的、相互絕緣的輪軸電學(xué)連接，兩組輪軸上分別設(shè)置碳刷機(jī)構(gòu)采集電能，兩組碳刷機(jī)構(gòu)通過穩(wěn)壓裝置與車載蓄電池連接并對(duì)其進(jìn)行充電。本實(shí)用新型提供了一種利用壓電效應(yīng)收集車身壓力能量實(shí)現(xiàn)自發(fā)電并為車載蓄電池充電的裝置。
【專利說明】一種利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車和能源利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種利用汽車車身壓力經(jīng)過壓電效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電、供電的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車車載蓄電池的充電均是通過汽車馬達(dá)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，依據(jù)壓電效應(yīng)研宄開發(fā)的各式各樣的壓電技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，最常見的就是壓電打火機(jī)，目前已經(jīng)即為普遍。由于車身在行駛中時(shí)刻都對(duì)輪胎進(jìn)行施壓，輪胎上的各個(gè)受力點(diǎn)隨汽車的行進(jìn)時(shí)刻都在循環(huán)經(jīng)歷著“壓力載入-壓力釋放”的過程，根據(jù)壓電效應(yīng)的基本原理，可以考慮收集這一部分能量轉(zhuǎn)化為電能并代替電機(jī)為車載蓄電池充電。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種利用壓電效應(yīng)收集車身壓力能量實(shí)現(xiàn)自發(fā)電并為車載蓄電池充電的裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0005]一種利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，結(jié)構(gòu)中包括輪軸和套接在輪軸上由輪轂、輪輻、輪輞組成的支承組件，輪胎套接在此支承組件的外周，所述輪胎內(nèi)鋪設(shè)一層壓電復(fù)合材料層，此壓電復(fù)合材料層沿輪胎周向鋪設(shè)，其長度與輪胎周長相當(dāng)，其寬度與輪胎寬度相當(dāng)；此壓電復(fù)合材料層內(nèi)包括沿其長邊設(shè)置的、徑向延伸的普通輪胎纖維和沿其短邊設(shè)置的瑋向延伸的壓電纖維，經(jīng)、瑋兩項(xiàng)纖維相互交織形成柔軟堅(jiān)韌的壓電復(fù)合材料層；所述瑋向設(shè)置的諸多壓電纖維在汽車行駛中受壓發(fā)生壓電效應(yīng)形成微電池，此微電池的正、負(fù)極即每條壓電纖維的兩端分別與金屬絲相連接，這些壓電纖維兩端的金屬絲分別與輪胎兩側(cè)的、相互絕緣的輪軸電學(xué)連接，兩組輪軸上分別設(shè)置碳刷機(jī)構(gòu)采集電能，兩組碳刷機(jī)構(gòu)通過穩(wěn)壓裝置與車載蓄電池連接并對(duì)其進(jìn)行充電。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述壓電纖維外包裹設(shè)置一層增韌絕緣塑膠層；壓電復(fù)合材料層的輪胎纖維和壓電纖維相互交織成型后整體熔鑄到一層增韌塑膠層中，形成壓電復(fù)合材料層。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述輪胎纖維在壓電復(fù)合材料層中的呈直線繃緊布設(shè)，所述壓電纖維呈正弦波樣布設(shè)。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述支承組件采用絕緣的工程塑料材質(zhì)，同時(shí)與壓電纖維連接的金屬絲采用高強(qiáng)合金材料，工程塑料與金屬絲形成類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述碳刷機(jī)構(gòu)外側(cè)設(shè)置防護(hù)罩。
[0010]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本實(shí)用新型依據(jù)壓電效應(yīng)的原理，通過多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)輪胎壓力的電能轉(zhuǎn)化和利用，具有實(shí)用、高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0011]首先，本實(shí)用新型獨(dú)創(chuàng)了類似布料結(jié)構(gòu)的“壓電復(fù)合材料層”，此壓電復(fù)合材料層包括沿其長邊設(shè)置的、徑向延伸的普通輪胎纖維和沿其短邊設(shè)置的瑋向延伸的壓電纖維，經(jīng)、瑋兩項(xiàng)纖維相互交織形成柔軟堅(jiān)韌的壓電復(fù)合材料層，這樣能夠很好的鋪設(shè)到汽車輪胎內(nèi)，并且性能穩(wěn)定，耐用性高！更進(jìn)一步的，本實(shí)用新型在壓電纖維外包裹設(shè)置一層增韌絕緣塑膠層，同時(shí)在徑向的輪胎纖維和瑋向的壓電纖維相互交織成型后整體熔鑄到一層增韌塑膠層中，形成高穩(wěn)定性、高強(qiáng)度、高耐用的壓電復(fù)合材料層！另外，本實(shí)用新型的輪胎纖維在壓電復(fù)合材料層中的呈直線繃緊布設(shè)，而壓電纖維呈正弦波樣布設(shè)，這樣的設(shè)計(jì)使得輪胎纖維承受汽車行駛中的各種應(yīng)力，同時(shí)大大減少了施加到壓電纖維上的應(yīng)力，可以顯著的提高產(chǎn)品的使用壽命！
[0012]本實(shí)用新型在支承組件中布設(shè)金屬絲、同時(shí)采用碳刷機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓電能源的便捷、穩(wěn)定采集和傳輸。與此同時(shí)，本實(shí)用新型的支承組件采用絕緣的工程塑料材質(zhì)，而與壓電纖維連接的金屬絲采用高強(qiáng)合金材料，工程塑料與金屬絲形成類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)！這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一舉兩得，一方面適應(yīng)了電學(xué)線路連接的要求，同時(shí)也提高了裝置的強(qiáng)度，使之滿足車輛載重的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2顯示壓電復(fù)合材料層中的壓電纖維與支承組件中的金屬絲一一連接。
[0015]圖3顯示壓電纖維及其外層的增韌絕緣塑膠層。
[0016]圖4是利用壓電輪胎向車載蓄電池進(jìn)行充電的電路簡圖。
[0017]圖中:1、輪軸；11、碳刷機(jī)構(gòu)；2、支承組件；21、金屬絲；3、輪胎；4、壓電復(fù)合材料層；41、輪胎纖維；42、壓電纖維；43、增韌絕緣塑膠層；5、穩(wěn)壓裝置；6、車載蓄電池。

【具體實(shí)施方式】
[0018]參看附圖，本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中包括輪軸I和套接在輪軸I上由輪轂、輪輻、輪輞組成的支承組件2，輪胎3套接在此支承組件2的外周，輪胎3內(nèi)鋪設(shè)一層壓電復(fù)合材料層4，此壓電復(fù)合材料層4沿輪胎3周向鋪設(shè)，其長度與輪胎3周長相當(dāng)，其寬度與輪胎3寬度相當(dāng)；此壓電復(fù)合材料層4內(nèi)包括沿其長邊設(shè)置的、徑向延伸的普通輪胎纖維41和沿其短邊設(shè)置的瑋向延伸的壓電纖維42，壓電纖維42外包裹設(shè)置一層增韌絕緣塑膠層43，壓電復(fù)合材料層4的輪胎纖維41和壓電纖維42相互交織成型后整體熔鑄到一層增韌塑膠層中，形成壓電復(fù)合材料層4 ;瑋向設(shè)置的諸多壓電纖維42在汽車行駛中受壓發(fā)生壓電效應(yīng)形成微電池，此微電池的正、負(fù)極即每條壓電纖維42的兩端分別與金屬絲21相連接，這些壓電纖維42兩端的金屬絲分別與輪胎3兩側(cè)的、相互絕緣的輪軸I電學(xué)連接?’支承組件2采用絕緣的工程塑料材質(zhì)，同時(shí)與壓電纖維連接的金屬絲21采用高強(qiáng)合金材料，工程塑料與金屬絲21形成類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；兩組輪軸I上分別設(shè)置碳刷機(jī)構(gòu)11采集電能，碳刷機(jī)構(gòu)11外側(cè)設(shè)置防護(hù)罩，兩組碳刷機(jī)構(gòu)11通過穩(wěn)壓裝置5與車載蓄電池6連接并對(duì)其進(jìn)行充電。
[0019]參看附圖，本實(shí)用新型的工作原理在于:本實(shí)用新型的壓電復(fù)合材料層4包括沿其長邊設(shè)置的、徑向延伸的普通輪胎纖維41和沿其短邊設(shè)置的瑋向延伸的壓電纖維42，經(jīng)、瑋兩項(xiàng)纖維相互交織形成柔軟堅(jiān)韌的壓電復(fù)合材料層4，這樣能夠很好的鋪設(shè)到汽車輪胎內(nèi)，并且性能穩(wěn)定，耐用性高！更進(jìn)一步的，本實(shí)用新型在壓電纖維42外包裹設(shè)置一層增韌絕緣塑膠層43，同時(shí)在徑向的輪胎纖維41和瑋向的壓電纖維42相互交織成型后整體熔鑄到一層增韌塑膠層中，形成高穩(wěn)定性、高強(qiáng)度、高耐用的壓電復(fù)合材料層4 !本實(shí)用新型在支承組件2中布設(shè)金屬絲21、同時(shí)采用碳刷機(jī)構(gòu)11實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓電能源的便捷、穩(wěn)定采集和傳輸。與此同時(shí)，本實(shí)用新型的支承組件2采用絕緣的工程塑料材質(zhì)，而與壓電纖維42連接的金屬絲21采用高強(qiáng)合金材料，工程塑料與金屬絲形成類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)！這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一舉兩得，一方面適應(yīng)了電學(xué)線路連接的要求，同時(shí)也提高了裝置的強(qiáng)度，使之滿足車輛載重的要求?？梢姡緦?shí)用新型依據(jù)壓電效應(yīng)的原理，通過多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)輪胎壓力的電能轉(zhuǎn)化和利用，具有實(shí)用、高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0020]上述描述僅作為本實(shí)用新型可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對(duì)其技術(shù)方案本身的單一限制條件。
【權(quán)利要求】
1.一種利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，結(jié)構(gòu)中包括輪軸(I)和套接在輪軸(I)上由輪轂、輪輻、輪輞組成的支承組件(2)，輪胎(3)套接在此支承組件(2)的外周，其特征在于: 所述輪胎(3)內(nèi)鋪設(shè)一層壓電復(fù)合材料層(4)，此壓電復(fù)合材料層(4)沿輪胎(3)周向鋪設(shè)，其長度與輪胎(3)周長相當(dāng)，其寬度與輪胎(3)寬度相當(dāng)；此壓電復(fù)合材料層(4)內(nèi)包括沿其長邊設(shè)置的、徑向延伸的普通輪胎纖維(41)和沿其短邊設(shè)置的瑋向延伸的壓電纖維(42)，經(jīng)、瑋兩項(xiàng)纖維相互交織形成柔軟堅(jiān)韌的壓電復(fù)合材料層(4); 所述瑋向設(shè)置的諸多壓電纖維(42)在汽車行駛中受壓發(fā)生壓電效應(yīng)形成微電池，此微電池的正、負(fù)極即每條壓電纖維(42)的兩端分別與金屬絲(21)相連，這些壓電纖維(42)兩端的金屬絲分別與輪胎(3)兩側(cè)的、相互絕緣的輪軸(I)電學(xué)連接，兩組輪軸(I)上分別設(shè)置碳刷機(jī)構(gòu)(11)采集電能，兩組碳刷機(jī)構(gòu)(11)通過穩(wěn)壓裝置(5)與車載蓄電池(6)連接并對(duì)其進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，其特征在于:所述壓電纖維(42)外包裹設(shè)置一層增韌絕緣塑膠層(43);壓電復(fù)合材料層(4)的輪胎纖維(41)和壓電纖維(42)相互交織成型后整體熔鑄到一層增韌塑膠層中，形成壓電復(fù)合材料層
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，其特征在于:所述輪胎纖維(41)在壓電復(fù)合材料層(4)中的呈直線繃緊布設(shè)，所述壓電纖維(42)呈正弦波樣布設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，其特征在于:所述支承組件(2)采用絕緣的工程塑料材質(zhì)，同時(shí)與壓電纖維連接的金屬絲(21)采用高強(qiáng)合金材料，工程塑料與金屬絲(21)形成類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用車身行駛壓力實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的裝置，其特征在于:所述碳刷機(jī)構(gòu)(11)外側(cè)設(shè)置防護(hù)罩。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK204156753SQ201420687727
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】紀(jì)文剛 申請(qǐng)人:紀(jì)文剛