專利名稱：基于車輪振動的發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種用于汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的自供電裝置。
背景技術(shù)：
輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(Remote tire pressure monitoring system，簡稱TPMS)的主要功能是自動監(jiān)測行駛車輛輪胎氣壓，對壓力過高、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”和安裝在每個輪胎里的檢測發(fā)射模塊構(gòu)成。現(xiàn)有的檢測發(fā)射包括具有壓力、溫度信號采集與處理的裝置、RF射頻發(fā)射芯片、電池和天線，其功能是檢測輪胎內(nèi)部壓力與溫度信號并將其發(fā)射出去，監(jiān)視器則接收檢測發(fā)射裝置發(fā)射的信號并顯示與報(bào)警。目前，有關(guān)信號采集、發(fā)射與接收的技術(shù)已基本成熟，面臨的最大問題是由電池供電而帶來的定期更換、制作和使用成本高、可靠性低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種用于汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的自供電裝置，以解決目前汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的自供電裝置存在的由電池供電而帶來的定期更換、制作和使用成本高、可靠性低等問題。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是包括殼體，及兩端與殼體內(nèi)部固定連接的將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的壓電振子，該壓電振子的作用是將汽車運(yùn)行過程中的振動及速度變化等機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，為輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的信號采集處理及發(fā)射裝置提供脈沖能量，該壓電振子和具有整流及能量累積功能的電源電路導(dǎo)線連接。
在本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式中，包含至少兩個安裝平面不相互平行的壓電振子，且使其中一個所述壓電振子所在的安裝平面與輪緣的某個切平面平行。
在本實(shí)用新型的另一個實(shí)施方式中，所述壓電振子的結(jié)構(gòu)是彈性基板上粘貼壓電陶瓷片，集中質(zhì)量塊固定連接在該彈性基板的中部。
在本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式中，所述的電源電路由整流電路模塊、電壓檢測模塊和電壓輸出模塊三部分構(gòu)成，且整流電路模塊中包含與壓電振子數(shù)量相同、彼此并聯(lián)的整流橋，該整流電路模塊的整流橋作用是將壓電振子產(chǎn)生交流電轉(zhuǎn)換成直流電并在電容上累積，當(dāng)電容電壓達(dá)到所設(shè)定的參考電壓值時，電壓檢測模塊的比較器置1，電壓輸出模塊開始工作，輸出脈沖電壓。
本實(shí)用新型的基于車輪振動的發(fā)電裝置，在于依靠行駛車輛輪轂的振動和速度變化等激勵壓電振子使其產(chǎn)生彎曲變形，進(jìn)而在所述壓電振子的壓電元件兩端產(chǎn)生交流電壓，所述交流電經(jīng)進(jìn)一步整流及能流積累后以脈沖能的形式輸出給信號采集處理及發(fā)射裝置。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于可避免更換電池帶來的使用不便和電能耗盡未及時更換而帶來的無法報(bào)警問題；可避免使用中的二次費(fèi)用和大量廢舊電池所造成的環(huán)境污染。由于本實(shí)用新型的自供電裝置能夠?qū)崟r地將汽車運(yùn)動中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，因此不需要任何節(jié)能電路及昂貴的節(jié)能器件，也可大幅度降低輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)制造成本。


圖1、是本實(shí)用新型的一個較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2、是本實(shí)用新型的一個較佳實(shí)施例在輪轂上安裝方式的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖3、是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的發(fā)電裝置由兩個將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的壓電振子一1、壓電振子二1’和主要載有電源電路4的印刷電路板3構(gòu)成。所述壓電振子一1由彈性基板13、粘貼在基板上的壓電陶瓷片14和固定于基板中部的集中質(zhì)量塊15構(gòu)成。所述的壓電振子一1的彈性基板兩端固定在殼體5上，所述的粘貼在基板同側(cè)的壓電陶瓷片14通過導(dǎo)線16串聯(lián)，再由導(dǎo)線12與粘貼在彈性基板另一側(cè)的兩個串聯(lián)的壓電陶瓷片并聯(lián)，壓電振子二1’的結(jié)構(gòu)同上述壓電振子一1連接方式，該兩個壓電振子分別通過導(dǎo)線11與印刷電路板3上的電源電路4相連。采用多個壓電陶瓷片串聯(lián)可提高輸出電流、多個壓電陶瓷片并聯(lián)可提高電壓。所述的印刷電路板及其電源電路固定在連接件2上，經(jīng)整流、能量積聚處理的脈沖電壓通過導(dǎo)線6輸送給信號采集處理及發(fā)射裝置，所述的導(dǎo)線6由殼體5上的通孔8引出。如圖1、圖2所示，殼體5固定在所述連接件2上，所述的殼體和連接件將壓電振子、印刷電路板和電源電路封閉起來。所述連接件2固定在輪轂7上，并隨輪轂一起轉(zhuǎn)動。
如圖1、圖2所示，所述兩個壓電振子安裝在兩個相互垂直的平面內(nèi)，且所述的一個壓電振子所在的安裝平面與輪緣的某一個切平面平行。當(dāng)車輪顛簸或轉(zhuǎn)速變化時，所述壓電振子上的集中質(zhì)量塊的受力狀態(tài)發(fā)生變化，其徑向慣性力變化將使與輪緣切平面平行的壓電振子產(chǎn)生徑向的彎曲變形、切向慣性力變化將使與輪緣切平面垂直安裝的的壓電振子產(chǎn)生切向的彎曲變形，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
如圖3所示，所述電源電路4包括整流電路模塊410、電壓檢測模塊420和電壓輸出模塊430，其功能是為信號采集處理及發(fā)射單元提供滿足使用要求的脈沖電能。所述整流電路模塊由兩個分別與壓電振子相連的整流橋411構(gòu)成的兩組全波整流電路以及電容412組成，其作用是將各個壓電振子輸出的交流電轉(zhuǎn)化成直流電并存儲在電容內(nèi)。所述的電壓檢測模塊420由比較電器421和為該模塊提供電壓參考值的原件422組成。所述電壓輸出模塊430由一個觸發(fā)器431、一個功率放大電路432、一個濾波電路433、一個比較電路434、一個與電路435、為比較電路提供電流參考值的元件436和437，以及為比較電路提供電壓參考值的元件438構(gòu)成。當(dāng)所述電容412的電壓低于元件422所設(shè)定的電壓參考值時，比較器421輸出為0、輸出模塊430不工作，壓電振子產(chǎn)生的電能繼續(xù)在電容412上累積；當(dāng)所述電容412的電壓達(dá)到元件422所設(shè)定電壓參考值時，比較器421輸出為1、觸發(fā)器431置1、輸出模塊430開始工作，進(jìn)而輸出一個脈沖電壓。
權(quán)利要求1.一種基于車輪振動的發(fā)電裝置，包括殼體，其特征在于，還包括兩端與該殼體內(nèi)部固定連接的將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的壓電振子，該壓電振子和具有整流及能量累積功能的電源電路導(dǎo)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車輪振動的發(fā)電裝置，其特征在于包含至少兩個安裝平面不相互平行的壓電振子，且使其中一個所述壓電振子所在的安裝平面與輪緣的某個切平面平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于車輪振動的發(fā)電裝置，其特征在于所述壓電振子的結(jié)構(gòu)是彈性基板上粘貼壓電陶瓷片，集中質(zhì)量塊固定連接在該彈性基板的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于車輪振動的發(fā)電裝置，其特征在于所述的電源電路由整流電路模塊、電壓檢測模塊和電壓輸出模塊三部分構(gòu)成，且整流電路模塊中包含與壓電振子數(shù)量相同、彼此并聯(lián)的具有將壓電振子產(chǎn)生交流電轉(zhuǎn)換成直流電并在電容上累積的整流橋。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的自供電裝置，屬于汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域。包括兩端與殼體固定連接的將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的壓電振子，該壓電振子的作用是將汽車運(yùn)行過程中的振動及速度變化等機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，為輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的信號采集處理及發(fā)射裝置提供脈沖能量，該壓電振子和具有整流及能量累積功能的電源電路導(dǎo)線連接。優(yōu)點(diǎn)在于可避免更換電池帶來的使用不便和電能耗盡未及時更換而帶來的無法報(bào)警問題。由于本實(shí)用新型的發(fā)電裝置能夠?qū)崟r地將汽車運(yùn)動中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，因此不需要任何節(jié)能電路及昂貴的節(jié)能器件，也可大幅度降低輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)制造成本。
文檔編號B60C23/00GK2834010SQ20052002871
公開日2006年11月1日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者闞君武, 唐可洪, 楊志剛, 程光明 申請人:長春博華科技有限公司