一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：固定裝置、輪胎監(jiān)測(cè)模塊、儲(chǔ)能裝置和至少一個(gè)發(fā)電裝置；固定裝置安裝于輪胎內(nèi)部的輪轂上，輪胎監(jiān)測(cè)模塊、儲(chǔ)能裝置和至少一個(gè)發(fā)電裝置固定安裝于固定裝置上；發(fā)電裝置依靠輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，并向儲(chǔ)能裝置的輸入端輸送電能；儲(chǔ)能裝置對(duì)發(fā)電裝置輸送的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，并且儲(chǔ)能裝置的輸出端為輪胎監(jiān)測(cè)模塊提供電能；輪胎監(jiān)測(cè)模塊在電能下工作，監(jiān)測(cè)輪胎內(nèi)的壓力和溫度，并發(fā)送壓力信號(hào)和溫度信號(hào)。本實(shí)用新型提供的自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，使輪胎內(nèi)部的輪胎監(jiān)測(cè)模塊正常工作。
【專利說明】一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輪胎監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]有數(shù)據(jù)表明，由爆胎引起的車禍在惡性交通事故中所占的比例非常高，而所有會(huì)造成爆胎的因素中，胎壓不足為首要因素。
[0003]當(dāng)胎壓過高時(shí)，會(huì)減小輪胎與地面的接觸面積，而此時(shí)輪胎所承受的壓力相對(duì)提高，輪胎的抓地力會(huì)受到影響。另外，當(dāng)車輛經(jīng)過溝坎或顛簸路面時(shí)，輪胎內(nèi)沒有足夠空間吸收震動(dòng)，除了影響行駛的穩(wěn)定性和乘坐舒適性外，還會(huì)造成對(duì)懸掛系統(tǒng)的沖擊力度加大，由此也會(huì)帶來(lái)危害。同時(shí),在高溫時(shí)爆胎的隱患也會(huì)相應(yīng)的增加。
[0004]輪胎壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備(Remotetire pressure monitoring system,簡(jiǎn)稱 TPMS)的主要功能是自動(dòng)監(jiān)測(cè)行駛車輛輪胎氣壓，對(duì)壓力過高、漏氣和欠壓進(jìn)行報(bào)警，以預(yù)防由于汽車輪胎爆裂或欠壓引發(fā)的交通事故、避免欠壓引起的油耗增加和輪胎磨損加劇。TPMS系統(tǒng)主要由安裝在駕駛室的“監(jiān)視器”和安裝在每個(gè)輪胎里的檢測(cè)發(fā)射模塊構(gòu)成。現(xiàn)有的檢測(cè)發(fā)射模塊包括:具有壓力、溫度信號(hào)采集與處理功能的裝置、RF射頻發(fā)射芯片、電池和天線，其功能是檢測(cè)輪胎內(nèi)部壓力信號(hào)與溫度信號(hào)并將其發(fā)射出去，監(jiān)視器則接收檢測(cè)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)并顯示與報(bào)警。然而現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題:由于輪胎壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備主要由電池進(jìn)行供電，因此需要定期更換電池，在電池能量耗盡時(shí)無(wú)法報(bào)警而形成安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型提供一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因電池耗盡無(wú)法正常供電帶來(lái)的安全隱患以及更換電池步驟繁瑣的問題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:固定裝置、輪胎監(jiān)測(cè)模塊、儲(chǔ)能裝置和至少一個(gè)發(fā)電裝置；
[0007]固定裝置安裝于輪胎內(nèi)部的輪轂上，輪胎監(jiān)測(cè)模塊、儲(chǔ)能裝置和至少一個(gè)發(fā)電裝置固定安裝于固定裝置上；
[0008]發(fā)電裝置依靠輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，并向儲(chǔ)能裝置的輸入端輸送電能；
[0009]儲(chǔ)能裝置對(duì)發(fā)電裝置輸送的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，并且儲(chǔ)能裝置的輸出端為輪胎監(jiān)測(cè)模塊提供電能；
[0010]輪胎監(jiān)測(cè)模塊在儲(chǔ)能裝置提供的電能下工作，監(jiān)測(cè)輪胎內(nèi)的壓力和溫度，并發(fā)送壓力信號(hào)和溫度信號(hào)。
[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括:穩(wěn)壓整流濾波單元；
[0012]發(fā)電裝置通過穩(wěn)壓整流濾波單元與儲(chǔ)能裝置電連接；穩(wěn)壓整流濾波單元將發(fā)電裝置輸送的電能進(jìn)行穩(wěn)壓、整流和濾波處理后輸送至儲(chǔ)能裝置的輸入端。
[0013]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，固定裝置包括:連接帶和鎖緊結(jié)構(gòu)；
[0014]連接帶的兩端通過鎖緊結(jié)構(gòu)連接在一起并環(huán)繞在輪轂的外側(cè)凹槽上；連接帶的長(zhǎng)度與輪轂的外側(cè)凹槽的周長(zhǎng)相適應(yīng)；連接帶由多個(gè)弧形板兩兩之間通過連接件連接構(gòu)成；弧形板的弧度與輪轂的弧度相適應(yīng)；每個(gè)發(fā)電裝置固定安裝于弧形板上。
[0015]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，連接件為鉸鏈連接副。
[0016]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)電裝置包括:支撐桶、連接桿、撞球和至少一個(gè)發(fā)電機(jī)；
[0017]至少一個(gè)發(fā)電機(jī)鋪設(shè)于支撐桶的內(nèi)部端面和/或內(nèi)部柱面上，至少一個(gè)發(fā)電機(jī)串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起后形成兩個(gè)信號(hào)輸出端；
[0018]撞球位于支撐桶內(nèi)部，支撐桶通過連接桿固定連接于弧形板上；
[0019]當(dāng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)時(shí)，撞球在支撐桶的內(nèi)部自由活動(dòng)而碰撞擠壓發(fā)電機(jī)，使得發(fā)電機(jī)從兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出電能，兩個(gè)信號(hào)輸出端與儲(chǔ)能裝置的輸入端電連接。
[0020]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，連接桿為中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)與支撐桶內(nèi)部連通，從中空結(jié)構(gòu)中引出與兩個(gè)信號(hào)輸出端分別相連的兩個(gè)電極引線，儲(chǔ)能裝置的輸入端與兩個(gè)電極引線連接。
[0021]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，至少一個(gè)發(fā)電裝置中的支撐桶的長(zhǎng)度分別被設(shè)置為適用于輪胎的不同速度范圍。
[0022]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)包括摩擦發(fā)電機(jī)或者氧化鋅壓電發(fā)電機(jī)。
[0023]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)電裝置包括:摩擦發(fā)電機(jī)和質(zhì)量塊；
[0024]摩擦發(fā)電機(jī)的下端固設(shè)于弧形板上，摩擦發(fā)電機(jī)所在平面與弧形板所在平面垂直且摩擦發(fā)電機(jī)所在平面與輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直；摩擦發(fā)電機(jī)內(nèi)部具有摩擦界面，
[0025]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的一個(gè)面為懸臂梁，質(zhì)量塊固設(shè)于懸臂梁的上端，構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的另一個(gè)面的高度保證質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)時(shí)不被阻擋；輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)使質(zhì)量塊帶動(dòng)懸臂梁運(yùn)動(dòng)，使得摩擦界面產(chǎn)生摩擦進(jìn)而從摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出電能，信號(hào)輸出端與儲(chǔ)能裝置的輸入端電連接。
[0026]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，摩擦發(fā)電機(jī)的下端固設(shè)于支撐弧板上，支撐弧板固設(shè)于弧形板上。
[0027]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，輪胎監(jiān)測(cè)模塊包括:壓力傳感器、溫度傳感器、微控制器和無(wú)線發(fā)射單元；
[0028]微控制器連接壓力傳感器、溫度傳感器和無(wú)線發(fā)射單元，微控制器接收壓力傳感器發(fā)送的壓力信號(hào)并經(jīng)過處理后通過無(wú)線發(fā)射單元發(fā)出，微控制器接收溫度傳感器發(fā)送的溫度信號(hào)并經(jīng)過處理后通過無(wú)線發(fā)射單元發(fā)出。
[0029]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，輪胎監(jiān)測(cè)模塊集成在弧形面板上，弧形面板安裝在多個(gè)弧形板中的其中一個(gè)上。
[0030]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，摩擦發(fā)電機(jī)為三層結(jié)構(gòu)、四層結(jié)構(gòu)或者五層結(jié)構(gòu)，摩擦發(fā)電機(jī)至少包含構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面。
[0031]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
[0032]本實(shí)用新型提供的自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不需電池進(jìn)行供電，僅僅通過將車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，就可以使輪胎內(nèi)部的輪胎監(jiān)測(cè)模塊正常工作，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中因電池耗盡無(wú)法正常供電帶來(lái)的安全隱患以及更換電池步驟繁瑣的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎局部剖開立體示意結(jié)構(gòu)和輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置一體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路示意圖；
[0037]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的包括穩(wěn)壓整流濾波單元的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路示意圖；
[0038]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7a為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7b為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的正視剖面圖；
[0041]圖7c為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的側(cè)視剖面圖；
[0042]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的工作原理示意圖；
[0043]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎監(jiān)測(cè)模塊的電路示意圖；
[0044]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎監(jiān)測(cè)模塊和弧形面板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖1la為本實(shí)用新型實(shí)施例的包括另一發(fā)電裝置的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖1lb為圖1la輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包含的懸臂梁式摩擦發(fā)電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖12a為本實(shí)用新型示例一中的一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖；
[0048]圖12b為本實(shí)用新型示例一中的另一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖；
[0049]圖12c為本實(shí)用新型示例一中的摩擦發(fā)電機(jī)、質(zhì)量塊和懸臂梁的正視剖面圖；
[0050]圖13a為本實(shí)用新型示例二中的一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖；
[0051]圖13b為本實(shí)用新型示例二中的另一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖；
[0052]圖14為本實(shí)用新型示例三中的摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖；
[0053]圖15a為本實(shí)用新型示例四中的摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖；
[0054]圖15b為本實(shí)用新型示例四中的摩擦發(fā)電機(jī)、質(zhì)量塊和懸臂梁的正視剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]為充分了解本實(shí)用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不僅僅限于此。
[0056]為解決現(xiàn)有技術(shù)中因電池耗盡無(wú)法正常供電帶來(lái)的安全隱患以及更換電池步驟繁瑣的問題，本實(shí)用新型提供一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:固定裝置2、輪胎監(jiān)測(cè)模塊3、儲(chǔ)能裝置4和至少一個(gè)發(fā)電裝置I。固定裝置2安裝于輪胎內(nèi)部的輪轂上，輪胎監(jiān)測(cè)模塊3、儲(chǔ)能裝置4和至少一個(gè)發(fā)電裝置I通過焊接或機(jī)械連接等形式固定安裝于固定裝置2上。
[0057]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎截面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，橡膠材料的輪胎5卡設(shè)在輪轂51上，輪胎5的氣腔52內(nèi)充入高壓氣體，本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在輪轂51的外側(cè)凹槽511處。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎局部剖開立體結(jié)構(gòu)和輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置一體的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)位于輪胎5內(nèi)部的輪轂51上，為了表達(dá)清晰，圖中的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做了放大繪制處理，在實(shí)際制作以及應(yīng)用中，本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可微型化制作，不會(huì)影響橡膠輪胎的拆裝以及輪胎的正常運(yùn)行等。
[0058]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路示意圖，如圖4所示，發(fā)電裝置I連接儲(chǔ)能裝置4的輸入端，輪胎監(jiān)測(cè)模塊3連接儲(chǔ)能裝置4的輸出端。
[0059]發(fā)電裝置I依靠輪轂51轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，并向儲(chǔ)能裝置4的輸入端輸送電能。儲(chǔ)能裝置4對(duì)發(fā)電裝置I輸送的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，并且儲(chǔ)能裝置4的輸出端為輪胎監(jiān)測(cè)模塊3提供電能。輪胎監(jiān)測(cè)模塊3在電能下工作，監(jiān)測(cè)輪胎5內(nèi)的壓力和溫度，并發(fā)送壓力信號(hào)和溫度信號(hào)。
[0060]當(dāng)車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，輪轂5轉(zhuǎn)動(dòng)并將轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能通過固定裝置2傳遞至發(fā)電裝置I，和/或，當(dāng)車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)，固定裝置2將輪轂5震動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能傳遞至發(fā)電裝置1，發(fā)電裝置I依靠來(lái)自于輪轂5轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械能產(chǎn)生并輸送電能至儲(chǔ)能裝置4，儲(chǔ)能裝置4存儲(chǔ)電能并向輪胎監(jiān)測(cè)模塊3提供電能，使輪胎監(jiān)測(cè)模塊3在不需要電池的情況下，僅依靠發(fā)電裝置I的電能也能正常工作。輪胎監(jiān)測(cè)模塊3將檢測(cè)到的輪胎內(nèi)部的壓力信號(hào)和溫度信號(hào)等其他信號(hào)后發(fā)送至駕駛室的監(jiān)視器，可以使駕駛員在車輛行駛時(shí)，實(shí)時(shí)獲取到輪胎內(nèi)部的胎壓和溫度。本實(shí)用新型的自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不需電池進(jìn)行供電，僅僅通過將車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力等其他信號(hào)的檢測(cè)，保證輪胎內(nèi)部的輪胎監(jiān)測(cè)模塊正常工作，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中因電池耗盡無(wú)法正常供電帶來(lái)的安全隱患以及更換電池步驟繁瑣的問題，更進(jìn)一步具有制作、使用成本低，對(duì)于汽車行駛時(shí)的壓力、溫度檢測(cè)可靠性高的技術(shù)效果。
[0061]儲(chǔ)能裝置4可設(shè)置在輪胎監(jiān)測(cè)模塊3上，也可以獨(dú)立設(shè)置。儲(chǔ)能裝置4還能夠進(jìn)一步將發(fā)電裝置I產(chǎn)生的多余的電能存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)汽車靜止不動(dòng)時(shí)也能保證輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作；而且儲(chǔ)能裝置為各用電部件提供更加穩(wěn)定的電能，能夠增加本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用壽命。
[0062]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的包括穩(wěn)壓整流濾波單元的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路示意圖，如圖5所示，輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括:穩(wěn)壓整流濾波單元6 ;
[0063]發(fā)電裝置I通過穩(wěn)壓整流濾波單元6與儲(chǔ)能裝置4電連接；穩(wěn)壓整流濾波單元6將發(fā)電裝置I輸送的電能進(jìn)行穩(wěn)壓、整流和濾波處理后輸送至儲(chǔ)能裝置4的輸入端。
[0064]具體地，穩(wěn)壓整流濾波單元6的輸入端與發(fā)電裝置I相連，穩(wěn)壓整流濾波單元6的輸出端與儲(chǔ)能裝置4的輸入端相連。輪胎監(jiān)測(cè)模塊3需要在穩(wěn)定的直流電下工作，而發(fā)電裝置I通過機(jī)械能轉(zhuǎn)化為的電能一般為交流電，因此穩(wěn)壓整流濾波單元6對(duì)發(fā)電裝置I產(chǎn)生的交流電進(jìn)行整流、濾波和穩(wěn)壓處理后，再輸入至儲(chǔ)能裝置4，使儲(chǔ)能裝置4能夠?yàn)檩喬ケO(jiān)測(cè)模塊提3供穩(wěn)定的直流電的電能。穩(wěn)壓整流濾波單元6具體包括整流橋等電路模塊。
[0065]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，固定裝置2包括:連接帶21和鎖緊結(jié)構(gòu)22。
[0066]連接帶21的兩端通過鎖緊結(jié)構(gòu)22連接在一起并環(huán)繞在輪轂5的外側(cè)凹槽51上；連接帶21的長(zhǎng)度與輪轂5的外側(cè)凹槽51的周長(zhǎng)相適應(yīng)；連接帶21由多個(gè)弧形板211兩兩之間通過連接件212連接構(gòu)成；弧形板211的弧度與輪轂5的弧度相適應(yīng)；每個(gè)發(fā)電裝置固定安裝于弧形板211上。
[0067]弧形板211為具備機(jī)械強(qiáng)度的硬質(zhì)材料，例如鋼鐵、鋁合金，以及亞克力等高分子聚合物材料。若干塊弧形板211通過連接件212兩兩連接在一起形成一種類似于鏈條結(jié)構(gòu)的連接帶21，弧形板211的塊數(shù)及尺寸大小由輪轂的尺寸大小決定，可以使固定裝置適合于多種尺寸的輪轂，方便加工。鎖緊結(jié)構(gòu)22安裝在連接帶21的兩端，通過鎖緊結(jié)構(gòu)22的連接使固定裝置2形成一個(gè)封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠環(huán)繞在輪轂的外側(cè)凹槽上。固定裝置I 一方面有利于機(jī)械能的傳導(dǎo)，另一方面使本實(shí)用新型的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與輪轂相貼合，結(jié)構(gòu)緊湊，不會(huì)發(fā)生零件散落在輪胎內(nèi)部，造成安全隱患。
[0068]進(jìn)一步地，連接件為鉸鏈連接副。
[0069]若干塊弧形板通過鉸鏈連接副兩兩連接在一起。鉸鏈連接副具有兩個(gè)連接端，兩個(gè)連接端將兩個(gè)弧形板一端連接一起，可以避免弧形板在輪轂上相對(duì)滑動(dòng)。
[0070]圖7a為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖7b為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的正視剖面圖，圖7c為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的側(cè)視剖面圖，如圖7a、7b和7c所示，可選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中一種結(jié)構(gòu)的發(fā)電裝置I包括:支撐桶12、連接桿13、撞球14和至少一個(gè)發(fā)電機(jī)11。
[0071]至少一個(gè)發(fā)電機(jī)11鋪設(shè)于支撐桶12的內(nèi)部端面和/或內(nèi)部柱面上，至少一個(gè)發(fā)電機(jī)11串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起后形成兩個(gè)信號(hào)輸出端。
[0072]撞球14位于支撐桶12內(nèi)部，支撐桶12通過連接桿13固定連接于弧形板211上。
[0073]當(dāng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)時(shí)，撞球14在支撐桶12的內(nèi)部自由活動(dòng)而碰撞擠壓發(fā)電機(jī)11，使得發(fā)電機(jī)11從兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出電能，兩個(gè)信號(hào)輸出端與輪胎監(jiān)測(cè)模塊電連接。
[0074]支撐桶12可以為圓柱桶形結(jié)構(gòu)或棱柱形結(jié)構(gòu)等，支撐桶12的兩個(gè)端口通過蓋板121封閉，支撐桶12的兩端面處分別設(shè)置有發(fā)電機(jī)11，支撐桶12的內(nèi)圓柱面上也設(shè)有發(fā)電機(jī)11，支撐桶12的材料為鐵、鋁合金、亞克力板等，具備較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，支撐桶12下垂直連接連接桿13。連接桿13起連接支撐桶12與弧形板211的作用，其連接形式可以為焊接或機(jī)械連接等，保證連接后支撐桶12不會(huì)與弧形板發(fā)生相對(duì)位移。撞球14為圓球狀，設(shè)置在支撐桶12內(nèi)部且可以自由活動(dòng)，當(dāng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)或者震動(dòng)時(shí)，撞球14與支撐桶12之間發(fā)生相對(duì)位移，擠壓支撐桶12的兩內(nèi)部端面及內(nèi)部柱面上的發(fā)電機(jī)11，使發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生電能。
[0075]如圖7a、7b和7c所示，進(jìn)一步地，連接桿13上設(shè)有中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)具體可以為通孔，中空結(jié)構(gòu)與支撐桶12內(nèi)部連通，從中空結(jié)構(gòu)中引出與發(fā)電機(jī)11的兩個(gè)信號(hào)輸出端分別相連的兩個(gè)電極引線15，儲(chǔ)能裝置4與兩個(gè)電極引線15連接。發(fā)電機(jī)11之間通過導(dǎo)線16連接，最后通過電極引線15引出，將產(chǎn)生的電能輸入儲(chǔ)能裝置。
[0076]具體地，發(fā)電機(jī)11可以為摩擦發(fā)電機(jī)或者氧化鋅壓電發(fā)電機(jī)。氧化鋅壓電發(fā)電機(jī)是基于規(guī)則的氧化鋅納米線形成的發(fā)電機(jī)，擠壓氧化鋅納米線能夠使氧化鋅壓電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。摩擦發(fā)電機(jī)的具體原理將在下邊具體詳述。[0077]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的一發(fā)電裝置的工作原理示意圖，如圖8所示，圖中以垂直方向和水平方向?yàn)榛鶞?zhǔn)將輪胎分為四個(gè)工作區(qū)域，分別為區(qū)域al至區(qū)域a4，同時(shí)以垂直方向與輪胎的交點(diǎn)以及水平方向與輪胎的交點(diǎn)為基準(zhǔn)，在輪胎選取四個(gè)典型位置，分別為位置bl至位置b4。在車輛以低于某限定速度勻速行駛過程中，在位置bl處的發(fā)電裝置的撞球14達(dá)到了力的平衡，其與支撐桶12無(wú)相對(duì)移動(dòng)，當(dāng)此發(fā)電裝置轉(zhuǎn)動(dòng)至區(qū)域al時(shí)，撞球14因自身重力作用，有沿支撐桶12內(nèi)壁向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，通過合理計(jì)算設(shè)置支撐桶12的長(zhǎng)度與車速之間的關(guān)系保證在發(fā)電裝置到達(dá)位置b2之前撞球14與支撐桶12的下端面發(fā)生撞擊，這一過程中，撞球14沿支撐桶12的內(nèi)壁滑動(dòng)擠壓了設(shè)置在支撐桶的柱面上的發(fā)電機(jī)，而且撞球14與支撐桶12的端面撞擊擠壓了設(shè)置在支撐桶的端面上的發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)因擠壓進(jìn)而發(fā)電。當(dāng)此發(fā)電裝置過了位置b2進(jìn)入?yún)^(qū)域a2時(shí)，在此過程中撞球14再一次達(dá)到了力的平衡，與支撐桶12無(wú)相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)此發(fā)電裝置過了位置b3進(jìn)入?yún)^(qū)域a3時(shí)，因撞球自身重力作用，撞球14有沿支撐桶12的內(nèi)壁向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，通過合理計(jì)算設(shè)置支撐桶12的長(zhǎng)度與車速之間的關(guān)系保證在發(fā)電裝置到達(dá)位置b4之前撞球14與支撐桶12的另一端面發(fā)生撞擊，這一過程中，撞球14沿支撐桶12的內(nèi)壁滑動(dòng)擠壓了支撐桶的柱面上的發(fā)電機(jī)，并且撞球14與支撐桶12的端面撞擊擠壓了支撐桶的端面上的發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)因擠壓進(jìn)而發(fā)電；當(dāng)此發(fā)電裝置過了位置b4進(jìn)入?yún)^(qū)域a4，在此過程中撞球14再一次達(dá)到了力的平衡，與支撐桶無(wú)相對(duì)移動(dòng)。此后發(fā)電裝置回到位置bl。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的各發(fā)電裝置隨車輛的勻速運(yùn)行不斷的重復(fù)上述過程產(chǎn)生電能，為輪胎監(jiān)測(cè)模塊提供所需電能。
[0078]當(dāng)車輛速度過快，撞球14在離心力作用下與支撐桶12之間不能發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，但是因車輛高速行駛不可避免的會(huì)發(fā)生顛簸與速度變化，所以此時(shí)撞球還是會(huì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)進(jìn)而擠壓支撐桶內(nèi)部的端面和柱面上的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。
[0079]當(dāng)車輛在加速或減速過程中，因離心力的變化，撞球會(huì)隨速度的變化給支撐桶端面上的發(fā)電機(jī)施加不同的力以使發(fā)電裝置發(fā)電。
[0080]當(dāng)車輛運(yùn)行中顛簸時(shí)，撞球也會(huì)隨顛簸不規(guī)律地撞擊支撐桶的端面和柱面上的發(fā)電機(jī)進(jìn)而使發(fā)電裝置產(chǎn)生電能。
[0081]根據(jù)上述運(yùn)行情況，在車輛行駛時(shí)，本案的發(fā)電裝置均可連續(xù)的發(fā)電，提供電能給輪胎監(jiān)測(cè)模塊使用。
[0082]進(jìn)一步，至少一個(gè)發(fā)電裝置中的支撐桶的長(zhǎng)度分別被設(shè)置為適用于輪胎的不同速度范圍。
[0083]將發(fā)電裝置的支撐桶設(shè)置不同長(zhǎng)度，以適應(yīng)不同速度下的發(fā)電。如每個(gè)輪轂上的發(fā)電裝置設(shè)置四組長(zhǎng)度的支撐桶，每組支撐桶的長(zhǎng)度分別以L1、L2、L3和L4表示且LI >L2 > L3 > L4。LI長(zhǎng)度最長(zhǎng)，適用于汽車行駛速度為0_30碼時(shí)發(fā)電；L2相對(duì)LI短一些，適用于汽車行駛速度為0-60碼時(shí)發(fā)電；L3相對(duì)L2短一些，適用于汽車行駛速度為0-90時(shí)發(fā)電；L4最短，適用于汽車行駛速度為0-120碼時(shí)發(fā)電。支撐桶越長(zhǎng)的發(fā)電裝置，一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期(輪轂旋轉(zhuǎn)一周)的發(fā)電量會(huì)越大。
[0084]圖7a、7b和7c所示的發(fā)電裝置，充分利用車輛運(yùn)行過程中，輪轂的震動(dòng)及速度變化使撞球擠壓發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)在車輛勻速運(yùn)行時(shí)通過撞球的自身重力與輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的離心力的合成也可以使撞球擠壓發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)任何行駛狀態(tài)下均可發(fā)電，保證輪胎監(jiān)測(cè)模塊的連續(xù)穩(wěn)定工作。[0085]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎監(jiān)測(cè)模塊的電路示意圖，如圖9所示，微控制器34連接壓力傳感器31、溫度傳感器32和無(wú)線發(fā)射單元33，微控制器34接收壓力傳感器31發(fā)送的壓力信號(hào)并經(jīng)過處理后通過無(wú)線發(fā)射單元33發(fā)出，微控制器34接收溫度傳感器32發(fā)送的溫度信號(hào)并經(jīng)過處理后通過無(wú)線發(fā)射單元33發(fā)出。
[0086]其中，無(wú)線發(fā)射單元33可選為RF發(fā)射單元，微控制器34可選為單片機(jī)，溫度傳感器32可選為貼片式溫度傳感器。
[0087]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例的輪胎監(jiān)測(cè)模塊和弧形面板結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，進(jìn)一步地，輪胎監(jiān)測(cè)模塊集成在弧形面板7上，弧形面板7安裝在多個(gè)弧形板中的其中一個(gè)上。輪胎監(jiān)測(cè)模塊包括:壓力傳感器31、溫度傳感器32、微控制器34和無(wú)線發(fā)射單元33。其中，儲(chǔ)能裝置4設(shè)置在輪胎監(jiān)測(cè)模塊3上。
[0088]圖1la為本實(shí)用新型實(shí)施例的包括另一發(fā)電裝置的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1lb為圖1la輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包含的懸臂梁式摩擦發(fā)電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1la和Ilb所示，可選地，發(fā)電裝置包括:摩擦發(fā)電機(jī)111和質(zhì)量塊17。
[0089]摩擦發(fā)電機(jī)111的下端固設(shè)于弧形板211上，摩擦發(fā)電機(jī)111所在平面與弧形板211所在平面垂直且摩擦發(fā)電機(jī)111所在平面與輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直；摩擦發(fā)電機(jī)111內(nèi)部具有摩擦界面19，構(gòu)成摩擦界面19的兩個(gè)相對(duì)面中的一個(gè)面為懸臂梁18，質(zhì)量塊17固設(shè)于懸臂梁18的上端，構(gòu)成摩擦界面19的兩個(gè)相對(duì)面中的另一個(gè)面的高度保證質(zhì)量塊17運(yùn)動(dòng)時(shí)不被阻擋；輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)使質(zhì)量塊17帶動(dòng)懸臂梁18運(yùn)動(dòng)，使得摩擦界面19產(chǎn)生摩擦進(jìn)而從摩擦發(fā)電機(jī)111的兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出電能，信號(hào)輸出端與輪胎監(jiān)測(cè)模塊3電連接。
[0090]當(dāng)摩擦發(fā)電機(jī)損壞時(shí)，為了方便更換，可選地，可以將摩擦發(fā)電機(jī)111的下端通過支撐弧板8固設(shè)于弧形板211上，摩擦發(fā)電機(jī)111的下端固設(shè)于支撐弧板8上，支撐弧板8固設(shè)于弧形板211上，這樣當(dāng)摩擦發(fā)電機(jī)損壞時(shí)，可以直接拆卸支撐弧板，便可將其與弧形板分離。
[0091]圖1la和Ilb所示的摩擦發(fā)電機(jī)主要通過具有較大重量的質(zhì)量塊17帶動(dòng)懸臂梁18運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使摩擦發(fā)電機(jī)111中構(gòu)成摩擦界面19的兩個(gè)相對(duì)面進(jìn)行摩擦，產(chǎn)生能夠供輪胎監(jiān)測(cè)模塊連續(xù)工作的電能。
[0092]下面通過四個(gè)具體示例介紹本實(shí)用新型實(shí)施例的摩擦發(fā)電機(jī)的三層結(jié)構(gòu)、四層機(jī)構(gòu)和五層結(jié)構(gòu)。各層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)至少包含構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面，構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
[0093]示例一
[0094]圖12a為本實(shí)用新型示例一中的一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖，圖12b為本實(shí)用新型示例一中的另一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖，如圖12a和12b所示，三層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)包括:依次層疊設(shè)置的第一電極層1111，第一高分子聚合物絕緣層1112，以及第二電極層1113 ;其中，第一電極層1111設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層1112的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層1112的第二側(cè)表面朝向第二電極層1113設(shè)置，第一高分子聚合物絕緣層1112和第二電極層1113之間構(gòu)成摩擦界面，第一電極層1111和第二電極層1113構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的信號(hào)輸出端。
[0095]當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)受到壓力時(shí)，第二電極層1113與第一高分子聚合物絕緣層1112表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，從而導(dǎo)致第一電極層1111和第二電極層1113之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層1111和第二電極層1113之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)受到的壓力消失時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層1111和第二電極層1113之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層1111和第二電極層1113之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差。通過反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以在外電路中形成周期性的交流脈沖電信號(hào)?？梢酝ㄟ^穩(wěn)壓整流濾波單元將摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)化為單向的脈動(dòng)的直流電，再輸入至儲(chǔ)能裝置。
[0096]對(duì)于示例一的摩擦發(fā)電機(jī)，第一高分子聚合物絕緣層1112為選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一種。
[0097]第一電極層1111所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；其中，金屬是金、銀、鉬、鈕、招、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或fL ;合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0098]第二電極層1113所用材料是金屬或合金；其中，金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭
I=1-Wl O
[0099]可選地，構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。如圖12b所示，第一高分子聚合物絕緣層1112的第二側(cè)表面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)1117。當(dāng)摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓時(shí)，微納結(jié)構(gòu)1117能夠使第一高分子聚合物絕緣層1112與第二電極層1113的相對(duì)表面更好地接觸摩擦，并在第一電極層1111和第二電極層1113處感應(yīng)出較多的電荷。上述的微納結(jié)構(gòu)1117具體可以采取如下兩種可能的實(shí)現(xiàn)方式:第一種方式為，該微納結(jié)構(gòu)是微米級(jí)或納米級(jí)的非常小的凹凸結(jié)構(gòu)。第二種方式為，該微納結(jié)構(gòu)是納米級(jí)孔狀結(jié)構(gòu)。
[0100]圖12c為本實(shí)用新型示例一中的摩擦發(fā)電機(jī)、質(zhì)量塊和懸臂梁的正視剖面圖，如圖12c所不，對(duì)應(yīng)圖1lb不出的發(fā)電裝置，該摩擦發(fā)電機(jī)與12a和12b中摩擦發(fā)電機(jī)的不同之處在于第一高分子聚合物絕緣層1112和第二電極層1113之間構(gòu)成的摩擦界面19的兩個(gè)相對(duì)面中的一個(gè)面，即第二電極層1113的上端設(shè)有質(zhì)量塊17，并且第二電極層1113為該發(fā)電裝置的懸臂梁18。車輛行駛時(shí)，質(zhì)量塊17帶動(dòng)懸臂梁18運(yùn)動(dòng)，使第一高分子聚合物絕緣層1112和第二電極層1113在摩擦界面19處摩擦產(chǎn)生電能。
[0101]示例二
[0102]圖13a為本實(shí)用新型示例二中的一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖，圖13b為本實(shí)用新型示例二中的另一摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖，如圖13a和13b所示，四層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)包括:依次層疊設(shè)置的第一電極層1111，第一高分子聚合物絕緣層1112，第二高分子聚合物絕緣層1114以及第二電極層1113 ;其中，第一電極層1111設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層1112的第一側(cè)表面上；第二電極層1113設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層1114的第一側(cè)表面上；第一高分子聚合物絕緣層1112的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層1114的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置，第一高分子聚合物絕緣層1112和第二高分子聚合物絕緣層1114之間構(gòu)成摩擦界面，第一電極層1111和第二電極層1113構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的信號(hào)輸出端。
[0103]圖13a和圖13b所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理與示例一所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理類似。區(qū)別僅在于，當(dāng)圖示例二中所示的摩擦發(fā)電機(jī)的各層受到擠壓時(shí)，是由第一高分子聚合物絕緣層與第二高分子聚合物絕緣層的表面相互摩擦來(lái)產(chǎn)生靜電荷的。因此，關(guān)于示例二中的的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理此處不再贅述。
[0104]對(duì)于示例二的摩擦發(fā)電機(jī)，第一高分子聚合物絕緣層1112和第二高分子聚合物絕緣層1114所用的材料可以與示例一的第一高分子聚合物絕緣層1112所用的材料相同，此處不再贅述。
[0105]第一高分子聚合物絕緣層1112和第二高分子聚合物絕緣層1114的材質(zhì)可以相同，也可以不同。如果兩層高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)都相同，會(huì)導(dǎo)致摩擦起電的電荷量很小。優(yōu)選地，第一高分子聚合物絕緣層1112與第二高分子聚合物絕緣層1114的材質(zhì)不同。
[0106]第一電極層1111和第二電極層1113所用的材料可以與示例一的第一電極層1111所用的材料相同，此處不再贅述。
[0107]可選地，構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)表面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。如圖13b所示，第一高分子聚合物絕緣層1112的第二側(cè)表面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)1117。當(dāng)摩擦發(fā)電機(jī)受到擠壓時(shí)，微納結(jié)構(gòu)1117能夠使第一高分子聚合物絕緣層1112與第二高分子聚合物絕緣層1114的相對(duì)表面更好地接觸摩擦，并在第一電極層1111和第二電極層1113處感應(yīng)出較多的電荷。上述的微納結(jié)構(gòu)1117可以參照示例一的微納結(jié)構(gòu)設(shè)置，此處不再贅述。
[0108]示例二中的摩擦發(fā)電機(jī)還可以為在圖12c中三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一層高分子聚合物絕緣層的四層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)，即該摩擦發(fā)電機(jī)包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層。第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層之間構(gòu)成摩擦界面。質(zhì)量塊可以設(shè)置在以下結(jié)構(gòu)中任意之一的上端:第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層、第二高分子聚合物絕緣層、第二電極層。上端具有質(zhì)量塊的結(jié)構(gòu)即為該發(fā)電裝置的懸臂梁。車輛行駛時(shí)，質(zhì)量塊帶動(dòng)懸臂梁運(yùn)動(dòng)，使構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面進(jìn)行摩擦產(chǎn)生電能。
[0109]示例三
[0110]圖14為本實(shí)用新型示例三中的摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖，如圖14所示，摩擦發(fā)電機(jī)包括:依次層疊設(shè)置的第一電極層1111，第一高分子聚合物絕緣層1112，居間薄膜層1115，第二高分子聚合物絕緣層1114以及第二電極層1113 ;其中，第一電極層1111設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層1112的第一側(cè)表面上；第二電極層1113設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層1114的第一側(cè)表面上；居間薄膜層1115為聚合物薄膜層，設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層1112的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層1114的第二側(cè)表面之間，第一高分子聚合物絕緣層1112和居間薄膜層1115之間形成摩擦界面，和/或，第二高分子聚合物絕緣層1114和居間薄膜層1115之間形成摩擦界面，第一電極層1111和第二電極層1113構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的信號(hào)輸出端。[0111]其中，居間薄膜層1115和第一高分子聚合物絕緣層1112相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)相對(duì)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)(圖未示)，和/或居間薄膜層1115和第二高分子聚合物絕緣層1114相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)相對(duì)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)(圖未示)，關(guān)于微納結(jié)構(gòu)的具體設(shè)置方式可參照上文描述，此處不再贅述。
[0112]在圖14所示的實(shí)現(xiàn)方式中，居間薄膜層1115是一層聚合物薄膜，因此實(shí)質(zhì)上與圖13a和圖13b所示的實(shí)現(xiàn)方式類似，仍然是通過聚合物(居間薄膜層1115)和聚合物(第一高分子聚合物絕緣層1112)和/或聚合物(居間薄膜層1115)和聚合物(第二高分子聚合物絕緣層1114)之間的摩擦來(lái)發(fā)電的。因此，關(guān)于圖14所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理此處不再贅述。
[0113]對(duì)于示例三中的摩擦發(fā)電機(jī)，第一高分子聚合物絕緣層1112、第二高分子聚合物絕緣層1114和居間薄膜層1115所用的材料可以與示例一的第一高分子聚合物絕緣層1112所用的材料相同，此處不再贅述。
[0114]第一高分子聚合物絕緣層1112、第二高分子聚合物絕緣層1114和居間薄膜層1115的材質(zhì)可以相同，也可以不同。如果三層高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)都相同，會(huì)導(dǎo)致摩擦起電的電荷量很小。優(yōu)選地，第一高分子聚合物絕緣層1112與居間薄膜層1115的材質(zhì)不同。第一高分子聚合物絕緣層1112與第二高分子聚合物絕緣層1114優(yōu)選相同，能減少材料種類，使本實(shí)用新型的制作更加方便。
[0115]第一電極層1111和第二電極層1113所用的材料可以與示例一的第一電極層1111所用的材料相同，此處不再贅述。
[0116]示例三中的摩擦發(fā)電機(jī)還可以為在圖12c中三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一層高分子聚合物絕緣層及一層居間薄膜層的五層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)，該摩擦發(fā)電機(jī)的包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間薄膜層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層。質(zhì)量塊可以設(shè)置在居間薄膜層的上端。居間薄膜層的上端具有質(zhì)量塊，居間薄膜層為該發(fā)電裝置的懸臂梁。車輛行駛時(shí)，質(zhì)量塊帶動(dòng)懸臂梁運(yùn)動(dòng)，使構(gòu)成摩擦界面的相對(duì)面進(jìn)行摩擦產(chǎn)生電能。
[0117]示例四
[0118]圖15a為本實(shí)用新型示例四中的摩擦發(fā)電機(jī)的正視剖面圖，如圖15a所示，摩擦發(fā)電機(jī)包括:依次層疊設(shè)置的第一電極層1111，第一高分子聚合物絕緣層1112，居間電極層1116，第二高分子聚合物絕緣層1114以及第二電極層1113 ;其中，第一電極層1111設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層1112的第一側(cè)表面上；第二電極層1113設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層1114的第一側(cè)表面上；居間電極層1116設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層1112的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層1114的第二側(cè)表面之間，第一高分子聚合物絕緣層1112和居間電極層1116之間形成摩擦界面，和/或，第二高分子聚合物絕緣層1114和居間電極層1116之間形成摩擦界面，居間電極層1116、第一電極層1111和第二電極層1113相連構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的第一信號(hào)輸出端，居間電極層1116構(gòu)成摩擦發(fā)電機(jī)的第二信號(hào)輸出端。
[0119]其中，第一高分子聚合物絕緣層1112相對(duì)居間電極層1116的面和居間電極層1116相對(duì)第一高分子聚合物絕緣層1112的結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)(圖未示)和/或第二高分子聚合物絕緣層1114相對(duì)居間電極層1116的面和居間電極層1116相對(duì)第二高分子聚合物絕緣層1114的面中的至少一個(gè)面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)(圖未示)。關(guān)于微納結(jié)構(gòu)的具體設(shè)置方式可參照上文描述，此處不再贅述。
[0120]圖15a所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理與圖14所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理類似。區(qū)別僅在于，當(dāng)圖14所示的摩擦發(fā)電機(jī)的各層受到壓力而形變時(shí)，是由居間電極層1116與第一高分子聚合物絕緣層1112和/或居間電極層1116與第二高分子聚合物絕緣層1114的表面相互摩擦來(lái)產(chǎn)生靜電荷的。因此，關(guān)于圖15a所示的摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理此處不再贅述。
[0121]對(duì)于示例四的摩擦發(fā)電機(jī)，第一高分子聚合物絕緣層1112和第二高分子聚合物絕緣層1114所用的材料可以與示例一的第一高分子聚合物絕緣層1112所用的材料相同，此處不再贅述。
[0122]第一高分子聚合物絕緣層1112和第二高分子聚合物絕緣層1114的材質(zhì)可以相同，也可以不同。優(yōu)選的，第一高分子聚合物絕緣層1112與第二高分子聚合物絕緣層1114的材質(zhì)相同，能減少材料種類，使本實(shí)用新型的制作更加方便。
[0123]第一電極層1111和第二電極層1113所用的材料可以與示例一的第一電極層1111所用的材料相同，此處不再贅述。
[0124]居間電極層1116所用的材料可以與示例一的第二電極層1112所用的材料相同，此處不再贅述。
[0125]圖15b為本實(shí)用新型示例四中的摩擦發(fā)電機(jī)、質(zhì)量塊和懸臂梁的正視剖面圖，如圖15b所示，該摩擦發(fā)電機(jī)包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1111，第一高分子聚合物絕緣層1112，居間電極層1116，第二高分子聚合物絕緣層1114以及第二電極層1113。第一高分子聚合物絕緣層1112和居間電極層1116之間形成摩擦界面19，和，第二高分子聚合物絕緣層1114和居間電極層1116之間形成摩擦界面19。構(gòu)成摩擦界面19的一個(gè)面，即居間電極層1116的上端設(shè)有質(zhì)量塊17，并且居間電極層1116為該發(fā)電裝置的懸臂梁18。車輛行駛時(shí)，質(zhì)量塊17帶動(dòng)懸臂梁18運(yùn)動(dòng)，使居間電極層1116和第一高分子聚合物絕緣層1112在摩擦界面19處摩擦產(chǎn)生電能，和，使居間電極層1116和第二高分子聚合物絕緣層1114在摩擦界面19處摩擦產(chǎn)生電能。
[0126]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行改動(dòng)和變型，倘若這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自供電的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括:固定裝置、輪胎監(jiān)測(cè)模塊、儲(chǔ)能裝置和至少一個(gè)發(fā)電裝置； 所述固定裝置安裝于輪胎內(nèi)部 的輪轂上，所述輪胎監(jiān)測(cè)模塊、所述儲(chǔ)能裝置和所述至少一個(gè)發(fā)電裝置固定安裝于所述固定裝置上； 所述發(fā)電裝置依靠所述輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，并向所述儲(chǔ)能裝置的輸入端輸送電能； 所述儲(chǔ)能裝置對(duì)所述發(fā)電裝置輸送的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，并且所述儲(chǔ)能裝置的輸出端為所述輪胎監(jiān)測(cè)模塊提供電能； 所述輪胎監(jiān)測(cè)模塊在所述儲(chǔ)能裝置提供的電能下工作，監(jiān)測(cè)所述輪胎內(nèi)的壓力和溫度，并發(fā)送壓力信號(hào)和溫度信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括:穩(wěn)壓整流濾波單元; 所述發(fā)電裝置通過所述穩(wěn)壓整流濾波單元與所述儲(chǔ)能裝置電連接；所述穩(wěn)壓整流濾波單元將所述發(fā)電裝置輸送的電能進(jìn)行穩(wěn)壓、整流和濾波處理后輸送至所述儲(chǔ)能裝置的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述固定裝置包括:連接帶和鎖緊結(jié)構(gòu)； 所述連接帶的兩端通過所述鎖緊結(jié)構(gòu)連接在一起并環(huán)繞在所述輪轂的外側(cè)凹槽上；所述連接帶的長(zhǎng)度與所述輪轂的外側(cè)凹槽的周長(zhǎng)相適應(yīng)；所述連接帶由多個(gè)弧形板兩兩之間通過連接件連接構(gòu)成；所述弧形板的弧度與所述輪轂的弧度相適應(yīng)；每個(gè)所述發(fā)電裝置固定安裝于所述弧形板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述連接件為鉸鏈連接副。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括:支撐桶、連接桿、撞球和至少一個(gè)發(fā)電機(jī)； 所述至少一個(gè)發(fā)電機(jī)鋪設(shè)于所述支撐桶的內(nèi)部端面和/或內(nèi)部柱面上，所述至少一個(gè)發(fā)電機(jī)串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起后形成兩個(gè)信號(hào)輸出端； 所述撞球位于所述支撐桶內(nèi)部，所述支撐桶通過所述連接桿固定連接于所述弧形板上； 當(dāng)所述輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)時(shí)，所述撞球在所述支撐桶的內(nèi)部自由活動(dòng)而碰撞擠壓所述發(fā)電機(jī)，使得所述發(fā)電機(jī)從所述兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出電能，所述兩個(gè)信號(hào)輸出端與所述儲(chǔ)能裝置的輸入端電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述連接桿為中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)與所述支撐桶內(nèi)部連通，從所述中空結(jié)構(gòu)中引出與所述兩個(gè)信號(hào)輸出端分別相連的兩個(gè)電極引線，所述儲(chǔ)能裝置的輸入端與所述兩個(gè)電極引線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)發(fā)電裝置中的所述支撐桶的長(zhǎng)度分別被設(shè)置為適用于輪胎的不同速度范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)包括摩擦發(fā)電機(jī)或者氧化鋅壓電發(fā)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括:摩擦發(fā)電機(jī)和質(zhì)量塊；所述摩擦發(fā)電機(jī)的下端固設(shè)于所述弧形板上，所述摩擦發(fā)電機(jī)所在平面與所述弧形板所在平面垂直且所述摩擦發(fā)電機(jī)所在平面與所述輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直；所述摩擦發(fā)電機(jī)內(nèi)部具有摩擦界面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)成所述摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的一個(gè)面為懸臂梁，所述質(zhì)量塊固設(shè)于所述懸臂梁的上端，構(gòu)成所述摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的另一個(gè)面的高度保證所述質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)時(shí)不被阻擋；所述輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)和/或震動(dòng)使所述質(zhì)量塊帶動(dòng)所述懸臂梁運(yùn)動(dòng)，使得所述摩擦界面產(chǎn)生摩擦進(jìn)而從所述摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)信號(hào)輸出端輸出電能，所述信號(hào)輸出端與所述儲(chǔ)能裝置的輸入端電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)的下端固設(shè)于支撐弧板上，所述支撐弧板固設(shè)于所述弧形板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輪胎監(jiān)測(cè)模塊包括:壓力傳感器、溫度傳感器、微控制器和無(wú)線發(fā)射單元； 所述微控制器連接所述壓力傳感器、所述溫度傳感器和所述無(wú)線發(fā)射單元，所述微控制器接收所述壓力傳感器發(fā)送的所述壓力信號(hào)并經(jīng)過處理后通過所述無(wú)線發(fā)射單元發(fā)出，所述微控制器接收所述溫度傳感器發(fā)送的所述溫度信號(hào)并經(jīng)過處理后通過所述無(wú)線發(fā)射單兀發(fā)出。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輪胎監(jiān)測(cè)模塊集成在弧形面板上，所述弧形面板安裝在所述多個(gè)弧形板中的其中一個(gè)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求 8或9或10所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)為三層結(jié)構(gòu)、四層結(jié)構(gòu)或者五層結(jié)構(gòu)，所述摩擦發(fā)電機(jī)至少包含構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)成所述摩擦界面的兩個(gè)相對(duì)面中的至少一個(gè)面上設(shè)有微納結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B60C23/20GK203713439SQ201420041090
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】徐傳毅, 趙軍偉 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司