專(zhuān)利名稱(chēng):汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用微小形變發(fā)電的裝置，尤其涉及一種汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
汽車(chē)輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)TPMS，即“Tire Pressure MonitoringSystem”，主要用于在汽車(chē)行駛時(shí)，適時(shí)地對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)輪胎漏氣造成低胎壓和高溫高胎壓防爆胎進(jìn)行預(yù)警，確保行車(chē)安全。
一般地，汽車(chē)輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)由發(fā)射檢測(cè)模塊(每個(gè)輪胎一個(gè))和接收顯示模塊(一個(gè))組成。不同類(lèi)型的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體組成不同。
但是，目前市場(chǎng)上TPMS大都采用電池饋電方式使安裝有胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的發(fā)射檢測(cè)模塊得以正常工作，而這種方式使TPMS系統(tǒng)壽命受到極大限制，且使其對(duì)氣壓的監(jiān)測(cè)采取周期性的節(jié)電方式而不能對(duì)氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且極大地影響了TPMS胎內(nèi)模塊的重量和體積。
為了解決上述問(wèn)題，有人提出了陶瓷壓電飽饋電的TPMS方案。壓電陶瓷產(chǎn)生電能的工作原理是正反壓電效應(yīng)，壓電陶瓷在應(yīng)力作用下通過(guò)壓電效應(yīng)可以產(chǎn)生數(shù)量可觀的電荷，在工作物質(zhì)上建立起很高的電勢(shì)，可以輸出不小的靜電能，實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)壓電電源。
壓電陶瓷在現(xiàn)有主動(dòng)式TPMS(主動(dòng)式TPMS是直接式TPMS中的一種，它利用安裝在每一個(gè)輪胎里的以鋰離子電池為電源的壓力傳感器來(lái)直接測(cè)量輪胎的氣壓)基礎(chǔ)上的改進(jìn)，解決了電池的問(wèn)題，而且發(fā)電模塊應(yīng)用面十分廣。但壓電陶瓷可以形變的次數(shù)有限，目前一般是幾十萬(wàn)次。假設(shè)汽車(chē)一天行駛100公里，車(chē)輪半徑為0.3米，周長(zhǎng)為1.88米，則每天輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)100*1000/1.88＝53191圈，也就是壓電陶瓷形變53191次。按目前壓電陶瓷的技術(shù)水平，壓電電源可以使用10天左右，或者是車(chē)行駛1000公里。就目前的技術(shù)而言，離實(shí)用還有距離。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00410067821.3的發(fā)明公開(kāi)了一種微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要包括殼體1，在殼體內(nèi)設(shè)有磁鋼3，在磁鋼3左右兩側(cè)設(shè)有與其配合的兩組線(xiàn)圈2，磁鋼3上下兩端面分別通過(guò)兩彈簧4與殼體1的上下內(nèi)壁相連接。在汽車(chē)上下顛簸時(shí)，該裝置能夠?qū)⒄駝?dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，為汽車(chē)內(nèi)的小型電器充電。
該發(fā)明的微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)雖然能夠?qū)⑵?chē)振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，但是由于路況的關(guān)系，汽車(chē)在行駛過(guò)程中，振動(dòng)的頻率和振動(dòng)的幅度都是不可預(yù)知的，因此由振動(dòng)產(chǎn)生的電源將是斷續(xù)且沒(méi)有周期的，無(wú)法為需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的TPMS提供的可靠的供電。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的上述TPMS的壽命、監(jiān)測(cè)密度、重量和體積等問(wèn)題，而提出一種使用壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、發(fā)電穩(wěn)定的汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，安裝在輪胎內(nèi)表面與輪輞之間；其特點(diǎn)是，包括磁體、線(xiàn)圈、以及以彈性支撐面；所述的磁體的頂端固定在輪胎內(nèi)表面；所述的彈性支撐面為一球面，覆蓋在磁體上方，其周邊與輪胎內(nèi)表面固定連接，內(nèi)部形成一空腔；所述的線(xiàn)圈纏繞在骨架上，所述的骨架固定在彈性支撐面的內(nèi)面，與磁體相對(duì)。
上述汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其中，所述的磁體的頂端采用膠粘劑固定在輪胎內(nèi)表面。
上述汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其中，所述的彈性支撐面為一中間向外突起的球面，其覆蓋在磁體上，周邊與輪胎內(nèi)表面固定連接；所述的線(xiàn)圈纏繞在骨架上，所述的骨架固定在彈性支撐面的中間向外突起部位的邊緣上，與磁體相對(duì)。
上述汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其中，所述的骨架中間是貫通的，其內(nèi)徑大于磁體的外徑。
上述汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其中，所述的骨架的底部端采用膠粘劑固定在彈性支撐面的內(nèi)面。
上述汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其中，所述的彈性支撐面上設(shè)有至少一個(gè)通氣孔。
汽車(chē)啟動(dòng)后，輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)磁體安裝處的輪胎受到汽車(chē)自重而形變，向內(nèi)凹陷，帶動(dòng)磁體進(jìn)入線(xiàn)圈，線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生一脈沖電壓；當(dāng)磁體安裝處的輪胎不再受到汽車(chē)自重，則由于內(nèi)部氣壓的作用恢復(fù)形狀，帶動(dòng)磁體退出線(xiàn)圈，線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生一與前次脈沖電壓反向的脈沖電壓。汽車(chē)在高速行駛的過(guò)程過(guò)程中，輪胎每轉(zhuǎn)一圈，磁體將穿過(guò)和退出線(xiàn)圈一次，因此只要汽車(chē)在行駛過(guò)程中，線(xiàn)圈就可產(chǎn)生持續(xù)的電流。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，在車(chē)啟動(dòng)后就能連續(xù)發(fā)電，其自供電TPMS技術(shù)(無(wú)電池饋電技術(shù))可使TPMS系統(tǒng)工作壽命下限在20年以上，大大降低產(chǎn)品的成本。
本發(fā)明的具體性能特征由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00410067821.3公開(kāi)的微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置安裝在輪胎上整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明在使用狀態(tài)時(shí)的輪胎面未與地面接觸時(shí)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(一般狀態(tài)下)，其中a是本發(fā)明安裝在輪胎內(nèi)的使用狀態(tài)圖，b是a中虛框部分的放大示意圖。
圖4是本發(fā)明在使用狀態(tài)時(shí)輪胎與地面接觸時(shí)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是本發(fā)明安裝在輪胎內(nèi)的使用狀態(tài)圖，b是a中虛框部分的放大示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖2。本發(fā)明汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置10，安裝在輪輞20和輪胎30內(nèi)表面之間。
請(qǐng)參閱圖2。本發(fā)明汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置10包括磁體11、線(xiàn)圈12、以及以彈性支撐面13。其中磁體11的頂端采用膠粘劑固定在輪胎30的內(nèi)表面；彈性支撐面為13一球面，中間有一個(gè)向外的突起131，該彈性支撐面13覆蓋在磁體上方，彈性支撐面13周邊與輪胎30內(nèi)表面固定連接，內(nèi)部形成一空腔A；線(xiàn)圈12纏繞在骨架14上，骨架14底部采用膠粘劑固定在彈性支撐面13的內(nèi)面，與磁體相對(duì)。骨架14中間是貫通的，其內(nèi)徑大于磁體11的外徑。
彈性支撐面13上設(shè)有至少一個(gè)通氣孔132，該通氣孔是為了使彈性支撐面13與輪胎30內(nèi)表面組成的空腔A內(nèi)的氣壓與輪胎30內(nèi)的氣壓相同，從而可防止的空腔A的形狀受到外部氣壓的變化而變化。
本發(fā)明的發(fā)電原理如下當(dāng)本發(fā)明汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置10安裝位置處的輪胎30表面未與地面接觸時(shí)，如圖3所示。因?yàn)楸景l(fā)明安裝位置的輪胎面沒(méi)有變形，連接在輪胎30內(nèi)表面的磁體11處在線(xiàn)圈12的上端。當(dāng)輪胎在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，輪胎30由于受到汽車(chē)自重的影響，與地面接觸處的表面會(huì)變形。當(dāng)致發(fā)電裝置10安裝磁體11位置處的輪胎表面與地面接觸時(shí)(如圖3所示)，由于本發(fā)明磁體11安裝在輪胎內(nèi)表面上，輪胎30的變形將使彈性支撐面13上表面沿輪軸方向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)磁體11運(yùn)動(dòng)，磁體11將逐漸穿過(guò)線(xiàn)圈12。由于磁體11穿過(guò)線(xiàn)圈12運(yùn)動(dòng)引起穿過(guò)線(xiàn)圈12的磁通量的變化，從而使線(xiàn)圈12產(chǎn)生一脈沖電壓。當(dāng)輪胎30由于旋轉(zhuǎn)，致發(fā)電裝置10安裝位置處的輪胎表面離開(kāi)地面后，輪胎30由于內(nèi)部氣壓的作用會(huì)自動(dòng)復(fù)原，此時(shí)由于磁體11固定連接在輪胎內(nèi)表面上，所以磁體11也會(huì)隨輪胎30的張力一起運(yùn)動(dòng)，此時(shí)磁體12向反方向運(yùn)動(dòng)，磁體11退出線(xiàn)圈12(如圖4所示)，這一運(yùn)動(dòng)使穿過(guò)線(xiàn)圈12的磁通量產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致發(fā)電線(xiàn)圈產(chǎn)生一與前次脈沖電壓反向的脈沖電壓。汽車(chē)在行駛的過(guò)程過(guò)程中，輪胎30每轉(zhuǎn)一圈，磁體11將穿過(guò)和退出線(xiàn)圈12一次。如此往復(fù)，汽車(chē)在行駛過(guò)程中線(xiàn)圈12可產(chǎn)生持續(xù)的電流。
權(quán)利要求
1.汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，安裝在輪胎內(nèi)表面與輪輞之間；其特征在于，包括磁體、線(xiàn)圈、以及以彈性支撐面；所述的磁體的頂端固定在輪胎內(nèi)表面；所述的彈性支撐面為一球面，覆蓋在磁體上方，其周邊與輪胎內(nèi)表面固定連接，內(nèi)部形成一空腔；所述的線(xiàn)圈纏繞在骨架上，所述的骨架固定在彈性支撐面的內(nèi)面，與磁體相對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其特征在于，所述的磁體的頂端采用膠粘劑固定在輪胎內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其特征在于，所述的彈性支撐面為一中間向外突起的球面，其覆蓋在磁體上，周邊與輪胎內(nèi)表面固定連接；所述的線(xiàn)圈纏繞在骨架上，所述的骨架固定在彈性支撐面的中間向外突起部位的邊緣上，與磁體相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其特征在于，所述的骨架中間是貫通的，其內(nèi)徑大于磁體的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其特征在于，所述的骨架的底部端采用膠粘劑固定在彈性支撐面的內(nèi)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或3所述的汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，其特征在于，所述的彈性支撐面上設(shè)有至少一個(gè)通氣孔。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車(chē)輪胎形變致發(fā)電裝置，安裝在輪輞和輪胎內(nèi)表面之間；其特點(diǎn)是，包括底座、外蓋、內(nèi)套、磁體、彈性體、線(xiàn)圈；所述的底座固連在輪輞上；所述的外蓋套在底座口部，其頂部頂在輪胎內(nèi)表面處；所述的內(nèi)套設(shè)在底座內(nèi)；所述的磁體鑲嵌在內(nèi)套內(nèi)；所述的彈性體套在內(nèi)套外；所述的線(xiàn)圈纏繞在內(nèi)套下部，與磁體底部相鄰。該裝置能夠在汽車(chē)行駛時(shí)將輪胎由于受到汽車(chē)自重而導(dǎo)致的形變轉(zhuǎn)化為電能。只要汽車(chē)在行駛過(guò)程中，線(xiàn)圈就可產(chǎn)生持續(xù)的電流。
文檔編號(hào)B60C19/08GK1992478SQ200510112003
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月26日
發(fā)明者李威, 陳旭琳, 詹汝楫, 楊從明 申請(qǐng)人:上海保隆實(shí)業(yè)股份有限公司, 上海群英汽車(chē)電子有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan