一種基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置的製作方法
2024-03-11 07:07:15
專利名稱：一種基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種車輛發電供能領域的胎壓供能裝置，具體是一種基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置。
背景技術：
近年來，隨著車輛發電供能的研究開發越來越得到重視，特別是能適應不同應用背景、綠色環保的問題。傳統的車輛發電供能包含有機械傳動裝置，對於使用輪胎壓力的變化作為能量來源的話，這種方式的發電效率很低，並且故障率與維護率都比較高，在實際應用中受到了 一定的限制。中國申請號CN 201110259455. 1，申請公開號CN 102338053 A，該專利中公開了一種輪胎壓力發電機構，該技術方案要點是，包括輪胎本體設置有至少被分成兩段且密封的壓力腔，每段壓力腔均設有活塞組件，活塞組件包括活塞缸、活塞和活塞杆，活塞組件的活塞杆相對壓力腔的另一端聯動連接有傳動組件，傳動組件聯動連接有發電機齒輪，發電機齒輪連接有發電機，發電機連接有送電組件。雖然這種方法可以發電，但是系統相對複雜，能量有一部分損耗在機械傳動中，發電效率受到了限制。中國申請號CN 201110035645. 5，申請公開號CN 102192113 A，該專利中公開了一種彈性觸發壓電裝置及其應用，是將彈簧的一端A端與輪胎上的輪輞連接來定位在輪輞上，另一端B端與傳導線的一端連接，使輪胎內氣體壓力的能量轉變為機械能量儲存在處於壓縮狀態的彈簧中，與地面接觸的重力驅動處於壓縮狀態的彈簧釋放機械能量去對壓電元件接觸產生輸出電荷來提供電能。這種方法利用了輪胎滾動的能量發電，但是直接採集的不是由於輪胎壓力變化的能量，並且可能會對輪胎造成機械損傷，在實際應用中會受到一定的限制。綜上，雖然車輛發電供能得到了一定的研究，但是文獻中未見報導基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，可以通過該裝置把輪胎內部壓力變化的能量轉化為電能，實現胎壓供能。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括彈性氣囊、壓電振動薄膜、薄膜上表面電極連線、薄膜下表面電極連線、固定點、氣嘴。所述的彈性氣囊是指一個密封的具有一定內部壓力的彈性封閉裝置。所述的彈性氣囊的體積為輪胎內部體積的O. 1_60%。所述的彈性氣囊的壓力為輪胎內部壓力的20-300%。所述的彈性氣囊的氣囊壁的厚度為O. 01-20毫米。所述的彈性氣囊的形狀可以根據需要調整，以不與輪胎外壁接觸為準則。所述的壓電振動薄膜是具有壓電性質的薄膜，典型的是聚偏氟乙烯(PVDF)。
所述的壓電振動薄膜緊貼在彈性氣囊表面，二者之間的距離為O. 1-800微米。所述的壓電振動薄膜的厚度為O. 1-3000微米。所述的壓電振動薄膜上下表面具有電極連接點，用來連接薄膜上、下表面的電極連線。所述的壓電振動薄膜上下表面的電極連接點的形狀和數量可以根據需要設計。所述的薄膜上表面電極連線是指用來連接壓電振動薄膜上表面的電極連線。所述的薄膜上表面電極連線的數量與直徑可以根據需要調整。所述的薄膜下表面電極連線是指用來連接壓電振動薄膜下表面的電極連線。所述的薄膜下表面電極連線的數量與直徑可以根據需要調整。所述的固定點是用來把裝置固定在輪胎中心的模塊。所述的氣嘴是輪胎用來充氣的模塊。所述的氣嘴的內層與外層絕緣，內層與外層分別作為薄膜上、下表面的電極連線的連接點，把電能傳輸到輪胎外部。當車輛開動時，輪胎內部氣壓會隨著路況的變化發生變化。輪胎內部的彈性氣囊的內部總量是固定的，當輪胎內部氣壓發生變化時，彈性氣囊的體積會隨之發生變化，從而驅動壓電振動薄膜發生形變，產生電位差。通過上、下表面的電極連線把電能從氣嘴引出輪胎內部，供用電部件使用。綜上，本發明結構簡單，可以使用彈性氣囊與壓電振動薄膜從輪胎壓力的變化中採集電能，實現胎壓供能。
圖1為本發明結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例1如圖1所示，本實施例所述的基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置包括彈性氣囊1、壓電振動薄膜2、薄膜上表面電極連線3、薄膜下表面電極連線4、固定點5、氣嘴6。本實施例中，所述的彈性氣囊I是指一個密封的具有一定內部壓力的彈性封閉裝置。本實施例中，所述的彈性氣囊I的體積為輪胎內部體積的O.1-60%ο本實施例中，所述的彈性氣囊I的壓力為輪胎內部壓力的20-300%。本實施例中，所述的彈性氣囊I的氣囊壁的厚度為O. 01-20毫米。本實施例中，所述的彈性氣囊I的形狀可以根據需要調整，以不與輪胎外壁接觸為準則。本實施例中，所述的壓電振動薄膜2是具有壓電性質的薄膜，典型的是聚偏氟乙烯(PVDF)。
本實施例中，所述的壓電振動薄膜2緊貼在彈性氣囊表面，二者之間的距離為O. 1-800 微米。本實施例中，所述的壓電振動薄膜2的厚度為O. 1-3000微米。本實施例中，所述的壓電振動薄膜2上下表面具有電極連接點，用來連接薄膜上、下表面的電極連線。本實施例中，所述的壓電振動薄膜2上下表面的電極連接點的形狀和數量可以根據需要設計。本實施例中，所述的薄膜上表面電極連線3是指用來連接壓電振動薄膜上表面的電極連線。本實施例中，所述的薄膜上表面電極連線3的數量與直徑可以根據需要調整。本實施例中，所述的薄膜下表面電極連線4是指用來連接壓電振動薄膜下表面的電極連線。本實施例中，所述的薄膜下表面電極連線4的數量與直徑可以根據需要調整。本實施例中，所述的固定點5是用來把裝置固定在輪胎中心的模塊。本實施例中，所述的氣嘴6是輪胎用來充氣的模塊。本實施例中，所述的氣嘴6的內層與外層絕緣，內層與外層分別作為薄膜上、下表面的電極連線的連接點，把電能傳輸到輪胎外部。
本實施例的工作原理為一般情況下當車輛開動時，輪胎內部氣壓會隨著路況的變化發生變化，輪胎內部的體積也會發生變化。但是輪胎內部的彈性氣囊中的內部氣體總量是固定的，當輪胎內部氣壓發生變化時，彈性氣囊的體積會隨之發生變化，從而驅動壓電振動薄膜發生形變，產生電位差。接著通過上、下表面的電極連線把電能從氣嘴引出輪胎內部，供用電部件使用。具體連接方式為上、下表面的電極連線分別連接氣嘴的內層與外層，然後再從氣嘴位置把電能傳輸到用電模塊。如表I所示,本實施例的實際應用要求如表所示。表I基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置的一組典型設計參數
權利要求
1.一種可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，所述的裝置包括彈性氣囊1、壓電振動薄膜2、薄膜上表面電極連線3、薄膜下表面電極連線4、固定點5、氣嘴6。
2.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的彈性氣囊是指一個密封的具有一定內部壓力的彈性封閉裝置，彈性氣囊的體積為輪胎內部體積的 0.1-60%o
3.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的彈性氣囊的壓力為輪胎內部壓力的20-300%。
4.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的彈性氣囊的氣囊壁的厚度為0. 01-20毫米。
5.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的壓電振動薄膜是具有壓電性質的薄膜，典型的是聚偏氟乙烯(PVDF)。
6.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的壓電振動薄膜緊貼在彈性氣囊表面，二者之間的距離為0. 1-800微米。
7.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的壓電振動薄膜的厚度為0. 1-3000微米。
8.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的壓電振動薄膜上下表面具有電極連接點，用來連接薄膜上、下表面的電極連線，並且上下表面的電極連接點的形狀和數量可以根據需要設計。
9.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，壓電振動薄膜上下表面電極連線，用來連接薄膜上、下表面的電極連線點，並且上下表面的電極連接線的直徑和數量可以根據需要設計。
10.根據權利要求1所述的可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，其特徵是，所述的固定點是用來把裝置固定在輪胎中心的模塊。
全文摘要
本發明公開一種可基於輪胎壓力變化的胎壓供能裝置，所述的裝置包括彈性氣囊1、壓電振動薄膜2、薄膜上表面電極連線3、薄膜下表面電極連線4、固定點5、氣嘴6。本發明結構簡單，可以使用彈性氣囊與壓電振動薄膜從輪胎壓力的變化中採集電能，實現胎壓供能，並且不對輪胎造成機械性的影響。
文檔編號H02N2/18GK103036476SQ20121051434
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者康曉洋 申請人:崑山冠強軟體科技有限公司, 康曉洋