CN102192113B - 一种弹性触发压电装置及其应用 - Google Patents

Abstract

一种弹性触发压电装置及其应用，是将弹簧的一端A端与轮胎上的轮辋连接来定位在轮辋上，该弹簧的另一端B端与传导线的一端连接，传导线的另一端在经过所述弹簧的A端后与胎冠内的选择部位连接，使轮胎内气体压力的能量转变为机械能量储存在处于压缩状态的弹簧中，在轮胎与地面滚动时，轮胎上的选择部位相对应的胎冠外表面，与地面接触的重力驱动处于压缩状态的弹簧释放机械能量去对压电元件接触产生输出电荷来提供轮胎运行的信息，或去对带动发电机转动发电来提供汽车在行驶中连续向储电瓶充电来向汽车行驶提供动力。

Description

一种弹性触发压电装置及其应用

技术领域

本发明通常涉及一种将轮胎中的充气压力的能量转换为机械能量储存，将轮胎挠曲相关的机械应变转为机械能量的释放而驱动压电材料或发电机输出电能的系统及方法，其中，弹性触发元件受到常规轮胎气压或旋转的机械能的作用。 

背景技术

压电技术用于将轮胎挠曲相连的机械应变转成电荷，电荷被调节或存储后的能量用于车用电子系统的电源。轮胎电子元件通过传感器来获取轮胎的物理参数，如温度、压力、车速、及其它物理与运行参数，以及提供商业车辆的资产追踪等，可用RF标签发射来追踪整个车队。 

压电技术通过某些压电材料在轮胎中的各种应用，主要表现为：压电变换器用于测量对外加声场响应的传感器，压电致动器用于电场转换成功能和机械位移等。 

以上的应用和其它采用压电材料的应用典型地配置运行从而令压电材料受到有限程度的应变和/或电荷。也就是说不希望压电传感器或发电设备受到使压电材料破坏或折断的高程度的密度，这种情况将影响或损坏压电设备内在的功能并且需要更换压电元件；也不希望压电传感器或发电设备只受到极其轻微程度的应变和/或电荷，使压电元件不能准确的提供轮胎运行的物理参数和不能满足轮胎监测器的电能消耗。不希望这两种现象出现，导致这两个问题的主要原因是：已知的一种是压电元件都是直接与胎冠接合，胎冠外表面与路面较差的地面直接接触时，所产生的变形、位移，必使胎冠内不均匀的突变，导致接合在胎冠内的压电元件产生高强度应变而破裂或折断；已知的另一种是胎冠外表面与较平滑的路面接触时，其轮胎内充气压力较大时，胎冠内的变形较小，使接合在胎冠内表面的压电元件应变较小，所产生的电荷小，而无法准确提供轮胎运行的物理参数，或无法向电子设备提供足够的电能或无法解决向电动车的动力电源充电。这样就极易导致轮胎处于极端条件下的运行而产生安全事故。本申请要至少解决两个问题，一是提供轮胎运行的准确物理信息等，二是解决利用电池组或储电瓶为动力的电动车的充电可在汽车运行中得到解决，并不需要车载能源或外接电源向电瓶充电，以克服目前电动车或混合动力车的动力电源——储电瓶需在停车后用数小时的外接电源充电所带来的不方便等问题。 

虽然已知的不同轮胎电子系统以及功率产生和转换、输出系统已经被开发出来，依据本发明技术，通常不再出现包含了所有如下所述的期望特性的设计。 

发明内容

由于现有技术中所遇到的和本发明所述的公认的特性，一种集成在轮胎结构中的弹性触发元件与压电技术的供电或压力信息的改良的系统和方法给以公开。压电技术被用于将充气轮胎中的气体压力产生的能量转换为弹性触发元件的机械能量储存，将轮胎上的某一选择性部位与地面滚动接触时，车辆的重量在轮胎的选择部位对地面产生挠曲应变，由车辆对地的重力来驱动弹性触发元件上储存的机械能量被释放，而对压电元件或发电装置产生触压接触，由压电元件或发电机上输出电荷。因此，本发明的核心是恰妙的将充气轮胎中气体的压力能量转换为机械能量并储存在弹性触发元件上，又将弹性触发元件上储存的机械能量经轮胎上某一选择性位置对地面产生的重力来驱动弹性触发元件上的机械能量释放而做功。弹性触发元件储存能量是不消耗轮胎内的气体压力的，弹性触发元件的能量释放也是不消耗车辆运行的能源，因弹性触发元件，压电技术等与车轮结构组合，而与车轮同步转动，不存在转速差、不消耗能量。本发明公开的压电技术产生的电荷被收集，由电荷的电压大小提供轮胎运行中的各种物理参数的信息，而电荷的存储，在能量充分累积之后为电子系统或电动车运行提供电能量或电源。 

依据公开技术更具体的方面，本发明的一个方面是提供一种具有自供电的具有弹性触发元件的电子组件的充气轮胎，这样的弹性触发元件经压电技术结构的收集能量进行自供电。一个示例性的具有弹性触发元件应用包括一个轮胎临测系统，该系统被设计为测量和传送关于如压力和温度这样一个或多个选定的轮胎条件的信息，以及如轮胎转数或一般轮胎识别变量这样的其它信息。相关技术的另一方面涉及产生能量以为这种电子装置供电的方法。 

本发明的具有背景性的弹性触发元件的系统和特殊的发电装置的不同特征和方面提供了多种优点，依据在此公开的技术装置不必服从于已知极端的功率限止，来满足轮胎或车载的更多电子元件，更多功能的系统的用电。这个优点还带来了轮胎电子元件的更多功能，因为更多组件和/或更高水平的设备被潜在应用。 

本发明的另一个优点还在于，在此公开的用于发电和使用电能系统和方法可以依据多种已有应用被使用。如测量能力、监测和警告系统、车辆反馈系统和资产跟踪能力等应用对于和商业车队、飞机和挖掘/重型推土机、军用机械化设备这样的设备而言是可行的。 

本发明的一个示例性的实施例中，具有自供电的具有弹性触发元件的充气轮胎组件包括轮胎结构、压电结构、电能的收集、调节和电子附件。更优选地，该轮胎结构特征在于胎冠具有与地面接触的外胎面部分，将轮胎固定在轮车辋上的胎辋部分、在每个胎辋部分和胎冠之间延伸的外侧壁部分以及沿内胎冠和侧辟表面的内衬垫。电能收集和调节系统与压电结构或发电装置耦合以接收压电结构内或发电装置内产生的电荷，并产生电压或调节电压输出。由于汽车行驶使轮胎 与地面是滚动接触，就驱使所述弹簧按压缩——伸长——压缩——伸长连续循环变化，就使弹簧的一端按一定的间隔时间对压电元件触压，而使压电元件产生连续的电荷。然后，该电压或调节电压经输出的电子附件供电或向储电瓶充电。弹性触发元件与压电元件或发电装置触压接触的压电技术，由该弹性触发元件上的弹簧的一端与轮辋相连而定位在轮辋上，由该弹簧的另一端与传导线、胎冠内选择部位顺序相连，由传导线使弹簧压缩转为机械能量储存，由传导线传导轮胎内气体压力，传导轮胎上选择部位与地面接触时产生的挠曲应变，由车辆对地产生的重力去驱动储存机械能量的弹簧释放能量，对压电材料或发电设备触压做功而输出电荷，以实现充气轮胎内的气体压力能量——转为机械能量储存——车辆对地产生的重力——驱动机械能量释放——经压电技术——转为电能或轮胎运行的物理参数。所产生的电流随后被收集、调节、输出后供车轮组件的电子装置供电、或供车载电子装置供电，或供汽车的电瓶或电池组充电，以用于汽车起动点火。因弹簧的弹力、长度可调整，使压电元件受到的压力能控制在能承受的范围内，解决了轮胎内无论气压多大或无气压的状况都不会损坏压电元件。 

然而，在此公开的技术的另一示例性实施到还进一步将轮胎沿地而滚动而导致轮胎的部分挠内的移动距离给以增加，即将轮胎与地面接触时微小移动距离，采用至少一个扛杆或变速齿轮来使扛杆上的触压端移动距离或转动角度增大，产生压电效果更佳，输出的电荷或电能就更多。 

本发明中采用的传导线包括不易变形的硬质材料制成的传导线和由软质材料制成的传导线。具有可弯曲的材料制成的传导线包括但不限于：软钢丝拉线、绳索等。采用硬质材料的传导线时，可将与弹簧一端相连的C端直接与压电元件或发电机触压接触，传导线一端D端与轮胎内的选择部位的连接部位可以是胶沾合，也可以是接合，还可以是选择部位与传导线相连接处采用配合接触的方式连接。传导线的长度包括有不可调整和可调整两种。为了使轮胎内的气体压力转换为弹簧最大限度的压缩而储能，一种传导线的长度是可调整的，其调整的方式包括但不限于本实施例中介绍的一种方式是将传导线的中间连接着带螺芽的螺杆和螺帽，调节螺杆与螺帽间连接配合接触部位，就可以调整传导线的长度，以满足在轮胎内充入额定压力的气体后，使传导线受力拉直，而将弹簧的长度尽量压缩到最短，对可储存机械能量的弹簧的弹力大小，以及与压电元件或发电机压力的大小，可优化出，轮胎的行驶中的转数，计算、显示运行速度，可优化出轮胎行驶中的胎压参数，计算、显示轮胎内充气压力。 

本发明的优点还在于：可用数个弹性触发元件在轮胎与地面滚动接触时，依次分别对数个压电元件或带动发电机发电的飞轮上的数个传动杆依次触压接触，可用一个弹性触发元件对数个压电元件同时进行触压接触，在通过将各压电元件上的两个输出电极并联连接的方式来增加压电元件的输出电流，将各压电元 件上的两个输出电极依次串联连接的方式来提高压输出电压。为了进一步提高轮胎的电能输出，采用至少一个或数个弹性触发元件对发电机上的同一飞轮进行触压接触或沿同一旋转方向撞击飞轮，经飞轮连续转动去驱动交流或直流发电机发电、输出强大的电流和电压。而一实施例中所述的飞轮是通常用的自行车上的飞轮，该飞轮与自行车轮子相连部分与发电机的转子相连，飞轮上与传递动力的链条配合接触改为飞轮上的齿与具有增加移动距离的变速齿轮上的齿配合接触。通过轮胎上可转动的导电轮与固定在车轴或刹车装置上的导电杆间具有触压滚动电接触来将轮胎上的电能输送到驾驶室的电子组件中直接或经整流后向储电瓶或电动汽车提供行驶的动力电源。本发明中的所产生的电能或电荷也可按已公知的成熟技术如：无线电波或谐振电路，经发射天线将电磁能量传输到接收天线后向车上的用电器或电池组供电，或向检测、显示轮胎物理参数，轮胎运行状况的收集和调节模块提供信息，将此监测的轮胎信息与调节模块中预选定轮胎条件的有关信息比较，通过显示器或报警提供轮胎运行的安全状况。 

本发明轮胎转动产生的电能向外传输方式很多，如已公知方式中可采用(RF)传输装置或采用具有多级存储的压电源的装置转换，或采用设有印刷电路板天线的内置胎压检测发射器，或采用压电源发射装置，或采用轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，或采用轮胎气压及信息发送装置用天线及应用其的装置，或采用TPMS汽车胎压力监测系统等专利中已公知的技术来传输轮胎中输出的电能。由上述及未记载在本发明提出的已知的现有技术中，都是将轮胎中测量的胎压等信息或轮胎中产生的电荷经无线电波发射后，再由装置在驾驶室或靠近轮胎位置的无线接收天线，将轮胎运行中的物理参数或发出的电荷接收后，经接收模块处理后、显示。这一成熟的技术在本发明的各个实施例中就不再作具体介绍。在另一些实施便中，压电元件可装在弹簧与轮辋之间，而弹簧的另一端仍与传导线的一端相连，该传导组的另一端在经过压电元件接触端后再与胎冠内的选择部位相结合。 

本发明主要目的，以及另外目的和优点已经阐明，或者对于本领域的普通技术人员来说通过此处的详细介绍是显而易见的。同样，应进一步了解，在不背离本发明目的精神和范围的情况下，可在本发明的各种实施例和使用中对其具体说明、参照和讨论的特征和步骤进行修改和变更。变更可以包括，但不限于，对所说明、参与或讨论的内容等价手段，特征或步骤进行暂换，以及对各个部分、特征、步骤或其他类似部分进行功能，操作和位置颠倒。 

另外，应了解，本发明的不同实施例以及不同的目前优选实施例可包括对目前所述特征、步骤或元件的不同组合或配置或其等价物，其中包括没有在图中明确显示或者没有在附图的详细表述的特征、部分或步骤的组合或其配置。 

无需在发明内容部分阐述的本发明的另外的实施例，可包含并结合上面简要阐述的目标中所引用的特征、部件、步骤方面的各种组合，和/或如本申请中以其它方式讨论的其他特征、部件或步骤。本领域的普通技术人员浏览了本说明书剩余部分后，将更加了解这些实施例的特征和方面。 

一种弹性触发压电装置，它包括轮胎上的胎冠具有与地面接触的外胎部分，胎圈部分将所述轮胎定位在轮辋上，外侧壁部分在每个胎圈部分与胎冠以及内胎冠与侧壁表面之间延伸，其特征在于：在充气轮胎(78)上设置有触压压电元件(36)来检测轮胎压力或驱动发电机(110)发电的至少一个弹性触发装置，所述弹性触发装置是由一种具有可储存能量的、具有弹性的弹簧(6、7、8、9)，以及与该弹簧相连接或接触的具有传导压力气体或重力的能量的传导线(11、12、13、14)构成；所述弹簧的一端A端与轮辋或轮辋上的压电元件相连接或接触而将该弹簧上的A端定位，所述弹簧的另一端B端与所述传导线的一端C端相连接或接触，该传导线的另一端D端与胎冠(68)内的选择部位(16、17、18、19)或具有放大移动距离的扛杆相连接或接触；所述弹簧的B端具有随轮胎上所述的选择部位的受压状况而移动的功能。充气轮胎设置的数个弹性触发装置中的数个弹簧(6、7、8、9)的一端A端之间按一定的间距或角度与轮辋(69)或轮辋上的支架(74)连接或接触来将所述弹簧的A端定位在轮辋上，所述数个弹簧(6、7、8、9)的另一端B端分别与数个传导线(11、12、13、14)的一端C端相连接或接触，该数个传导线的另一端D端在经过所述弹簧的A端后分别与胎冠(68)内按一定的间距或角度设置的数个选择部位(16、17、18、19)连接或接触；在所述充气轮胎(78)内充入额定气体压力时，所述的传导线处于受力状态，使所述的弹簧压缩而储存机械能量。所述弹簧(6、7、8、9)的一端A端与轮辋(69)相连或接触而将所述弹簧的A端定位在轮辋上，所述弹簧的另一端B端与所述传导线的一端C端相连或接触，该所述传导线的另一端D端是在经过所述弹簧的A端后，再与胎冠(68)内的某一选择部位连接或接触，来将轮胎内的压力气体的能量经传导线变为机械能量而储存在所述弹簧中，所述的弹簧包括并不限于长度在一定范围内可伸长或缩短的弹簧(6、7、8、9)，圆环形直径在一定范围内可扩大或缩小的盘形弹簧(30)。所述弹簧(6、7、8、9)的一端A端与至少一个压电元件(36、37、38、39)或传动杆、轮辋(69)或轮辋上的支架(74)顺序接触，该弹簧的另一端B端与所述传导线(11)的一端C端相连接或接触，再 由该传导线的另一端D端在经过所述弹簧的A端后与胎冠(68)内的选择部位(16)相连接，所述传动杆与带动发电机发电的飞轮相连接。所述弹簧的一端B端与至少一个压电元件触压接触，该触压方式包括有，①、所述轮胎中只设有一个弹簧(6、30)或设有数个弹簧(6、7、8、9)的一端B端与同一个压电元件(36)触压接触，或②所述轮胎中设有数个弹簧(6、7、8、9)的一端B端分别与数个压电元件触压接触；所述数个压电元件上的输出电极的连接方式包括有串联或并联的连接方式。驱动发电机发电是由所述弹簧的一端B端与发电机(110)上的飞轮(109)触压接触而使飞轮转动，该触压接触方式包括有，①、所述轮胎中只设有一个弹簧(6、30)的B端具有与带动发电机发电的飞轮上的传动杆触压接触，或②所述轮胎中设有数个弹簧(6、7、8、9)的B端具有分别依次与带动发电机发电的飞轮上的传动杆触压接触。轮胎内设有一个弹簧(6、30)或设有数个弹簧的B端具有与增加移动距离或转动角度的扛杆(26、27、28)的一端受力端(86)接触或连接，该扛杆的另一端触压端(87)具有与所述的至少一个压电元件或带动发电机发电的飞轮(109)接触或连接，该扛杆上的支点(85)与轮辋(69)相连或接触；所述扛杆上的受力端(86)到支点(85)的长度短于触压端(87)到支点(85)的长度，来使扛杆上受力端移动较小的距离或转动较小的角度就能使触压端移动较大的距离或转动较大的角度。所述的传导线(11、12、13、14)是由1号传导线(10)和2号传导线(15)组合构成，即由1号传导线(10)上的一端与胎冠(68)内的选择部位(16)连接或接触，该1号传导线的另一端与具有放大移动距离或转动角度的扛杆(26)上的受力点(86)连接或接触，该扛杆上的施压端(87)与2号传导线(15)的一端相连接，该2号传导线的另一端在经过所述弹簧的一端A端后与该弹簧的另一端B端连接或接触，该扛杆上的支点(85)与轮辋(69)是可转动的连接；所述支点(85)到受力点(86)的长度短于该支点(85)到施压端(87)的长度。所述压电元件包括并不限于：电磁感应元件(101)、声表面波、单晶或多晶结构，压电陶瓷、压电晶片结构，压敏电阻、压电光纤；所述电磁感应元件(101)是由磁性体或可导磁体(100)与带输出电极(73、77)的线圈(99)组合构成。所述压电元件或发电机的电荷输出的一个电极与轮辋(69)、汽车上的零线顺序电连接，该压电元件或发电机的电能输出的另一个电极经定位在轮辋上的导电圆环与定位在车轮轴或刹车部 件上输电杆间具有相对转动电接触，然后由该输电杆经导线，将监测轮胎运行情况的电荷信息送达控制器中显示或报警，将所产生的电能量送达控制器中，给电池组或储电瓶之类具有储电功能的电器充电来向汽车提供运行的动力电源。 

附图说明

整个说明书和附图中重复使用的参考符号用于表述本发明的相同或者类似的特征或元件。应了解在附图中阐述的各种特征无需按比例描绘，因此该图中特征之间的相关对关系不应限止本公开技术。 

针对本领域普通技术人员，在参照附图的本说明书中阐述本主题的全面和可实施的公开，包括最佳实施方式，其中： 

图1是根据本发明方面的弹性触发压电实施例中示意性硬件组成原理方枢图。 

图2是一种能将气体压力的能量转换为机械能量储存，并由轮胎上的某选择部位支撑的重量对地产生的重力变为驱动储存的机械能量释放的弹性触发元件、压电元件与充气轮胎结构相结合的结构。 

图3是图1中的一种弹性触发装置结构图，即是图2的局部图，具有弹性的弹簧的一端A端与压电元件相接触的弹性触发装置。 

图4是图1中的一种弹性触发装置结构图，即是图2中的局部图，该方式将图2中由弹簧的一端B端与压电元件接触，变为该弹簧的B端与具有放大移动距离或角度的扛杆上的受力点接触，然后在由扛杆上的触压端与压电元件接触。 

图5是图1中的一种弹性触发装置结构图，也是图2的一种局部图，该方式将由弹簧的B端与一个压电元件接触，变为该弹簧的B端与具有放大移动距离或角度的扛杆上的受力点接触，然后在由扛杆上的触压端与数个组合在一起的压电元件触压接触。 

图6是图1中的一种弹性触发装置结构图，也是图2的一种局部图，该方式将一种在长度上具有伸长或压缩变化的弹簧，变为一种圆环直径具有扩大或缩小的盘形弹簧代替。 

图7是将数个压电元件的输出电极，分别依次串联连接，来提高压电元件的输出电压。 

图8是将数个压电元件的两个输出电极并联连接后，形成两个电极来提高压电元件的输出电流。 

图9是将数个压电元件之间按一定的间距或角度排例的一种方式。 

图10是将一种电感元件的压电元件与一种弹性触发装置的连接方式，其传导线的长度可调，弹簧移动的轨迹可控。 

图11是图1中的一种弹性触发装置结构图，即是图2的局部图，将所述的传导线由分成1号和2号传导线与扛杆组合来增加移动距离。 

图12是将数个弹性触发装置与数个具有放大移动距离或角度上的数个扛杆，以及胎冠上的数个选择部位组合后，对设置于轮辋上的发电机驱动旋转，由发电机输出较高电压和电流向车载储能电器充电的结构图。 

具体实施方式

本发明涉及一种弹性触发的压电及相关电路元件，其共同用作某些事件出现时发电装置或提供相关的信息，例如受到许多用来将充气装置中的一定压力的气体的能量转换的弹簧的压缩来将该压力能量储存在弹簧中，将对该充气装置的触压或该充气装置对地产生的重力驱动储能弹簧释放能量而对压电元件进行触压接触或带动发电机发电。或产生相对大流量脉冲信号(电磁能量的突变)。由弹性触发元件构成的弹性触发压电装更特殊的方面包括用于该装置的示意性硬件组成，及可用于车辆运转的动力电源或电子元件的电源。先结合图1进行介绍。 

参考图1，弹性触发装置(60)包括被配置为受到足够量的机械力或重力而释放其能量，受到一定的气体压力来将该压力所具有的能量转换为弹性装置的压缩而变为机械能量的储存于弹簧中，及配置为能准确传导受压装置的某一部位受到的机械力或重力变化的传导线组合构成。压电装置(61)包括被配置为受到处于压缩状态的弹簧在释放能量而使所述弹簧的长度伸长，或圆直径扩大时，对压电元件或发电装置的触压力而能产生相对大的能量脉冲信号(电磁能量的突变)，其发电装置包括被配置为受到储能弹簧在释放机械能量时，对发电机上的飞轮触压接触而使飞轮带动发电机转子转动发电。 

一些感兴趣的结构是为了防止过大变化的机械力或重力对压电元件或发电机的冲击破坏，将压电元件、发电机结合到轮胎结构中而固定在轮辋上而远离易受到冲击的胎冠上，以确保压电元件、发电机不受破坏。在应用到轮胎环境中，压电装置(61)、发电装置(62)可以用来检测轮胎放气、失压、过度变形或过度彭胀的实例，也可以用来提供向汽车的动力电源或储电瓶充电，为汽车的运行提供动力或为电子组件提供电源。其它的示意性结构是将压电元件或电磁感应元件结合到被动面板上或门、窗、安全柜或其他的入口构造的密封口处。在这些结构中，压电装置(61)可能为安保设置运行，在窗户被挤压变形或接入构造被打开时进行检测。虽然此处的讨论主要是指在轮胎环境中使用弹性触发装置及压电装置，但应了解本发明的目的未必限于这些应用。 

另一些感兴趣的结构是为了尽量的将充气装置或充气轮胎中的一定压力的压力气体对密封构造产生的能量，通过一个具有储存能量和释放能量的特征的弹性装置或弹簧，将密封构造体的某一选择部位受到的压力气体的能量，通过具有传导这种能量的传导线的两端分别与该密封构造体上的某一选择部位，弹簧的一端相连接，使固定于密封构造体内，而不与密封构造体的受压部位相连的弹簧处于压缩，传导线处于受力拉直状态时，就恰妙的将密封构造中的压力气体的能量转换为弹簧上储存的机械能量。同时也恰妙的实现密封构造体上的某一选择部位受到一定的撞击力或触压力，或受到重力作用于地面或其他物体时，密封构造体的局部暂时受外力作用变形，此外力的压力大于密封构造体中的气体压力时，来驱动与受外力作用变形的与某一选择部位相连的传导线同步移动，使与传导线另一端相连的一端迅速同步移动，来将储存于弹簧中的能量释放，该能量的释放既为所述弹簧下次储存能量做准备，又对压电元件或发电机触压接触，将暂时储存于弹簧中的机械能量转换为电能或电荷信息一种用于轮胎实施例中的弹性元件。恰妙的将轮胎内的气体压力的能量，经弹性触发元件的过渡，将该气体压力的能量转为压电元件或发电机输出的电荷能量。为提高弹性触发元件的适应范围，所述的传导线的机械强度和温度变化适应有一定要求，以保证轮胎在零下40度至零上70度时，该弹性触发元件均能可靠的工作。其传导线的长度包括可调和不可调的两种，其中一种传导线的长度可人工调控或电子自动调控。而另一种调控传导线长度的方式，是采用调整与传导线一端相连的弹簧与密封构造体内的位置可调，或与本实施例中的轮胎内的轮辋间的位置可调，来满足轮胎内充放额定压力的气体时，使传导线受力拉直，而使弹簧的长度缩短，或弹簧的圆直径缩小来将轮胎内的压力气体产生的能量转换到弹簧处于压缩状态的机械能量的储存。传导线可用钢丝，或工程材料制成的绳线；弹簧储能的大小可以采用增加弹簧的长度或加大制作弹簧的钢丝直径等办法。所述的弹簧包括但不限于，长度尺寸可移动的弹簧，圆径的直径可变化的弹簧，用磷铜等材料制作的弹簧片等。所述的弹簧种类很多，所述的传导线的长度可调控的方式也很多，他包括所属领域普通技术人员认识的其他传导线或弹簧。 

压电装置(61)中的压电元件可对应多种不同形式中的任何一种，包括单晶或多晶结构，此外，压电元件包括多种压电压料中的一种或多种，这些材料包括但不限于，钛酸钦、锆钛酸铅(PZT)、石英、硫化隔、聚偏二氧乙稀，或所属领域普通技术人员认识的其他压电材料，如压强传感器。在另一些特殊实例中，压电元件还包括电磁感应元件及压电簧片。其电磁感应元件是由线圈与磁性体或可导磁的磁体组合构成。由线圈上的电极输出电荷。在另一些实例中，压电元件还包括具有检测轮胎内气压信息的压强传感器，由所述的弹簧触发元件去驱动压强传感器，其发射电路向天线所供发送的高频信号的频率多用315mHZ或433HZ或10KHZ等。 

为了获取较大的电流，可用一个弹性触发元件同时对数个压电元件触压，其数个压电元件上的电荷输出电极采用并联启式；为了获取较大的电压，可用一个弹性触发元件同时对数个压电元件触压，其数个压电元件上的电荷输出电极采用串联方式；为了提高持续的较大电流和较高的电压，可用数个弹性能发元件依次对发电机上的同一飞轮依次触压接触；为了准确反映轮胎运行状态或获取最大的电能量，弹性触发装置中可用具有增加移动距离的扛杆或变距齿轮。 

在图1中，调制电路(63)可与压电装置(61)或发装置(62)连接来修改或调节充气装置中受压装置的某部位受到一定的机械力或重力时的变形，由弹簧对压电元件或发电机产生的压力或驱动力，产生相对较大的电能脉冲，并将此能量信息由此发出给振电路或无线输出电能。在一些实例中，调制电路(63)具有比较器的特征用来将压电元件输出的能量与一些预定的阀值进行比较以判断压电元件输出的能量水平何时超过压电元件轻微变形的正常水平特征。本领域的技术人员可以确认这种比较的合适阀值水平并且可以根据压电元件所用材料的尺寸和类型以及其他电路设计参数而进行调整变化。在一些实例中，调制电路(63)可对应于谐振电路(64)或天线。如压电元件对于SAW变换器产生并发出指示设备运行状态的有意义的信号，设备在远程但相对谐振电路(64)或天线(66)为最近端位置的接收机(65)可配置为接收来自触发装置的信号指示。在轮胎环境中结合图1所述的一个实施例中，接收机(65)可以配置成将来自触发装置的信号中继至随车携带的监控系统以告知司机相应的轮胎状况。在轮胎环境中结合图1所述技术的另一实施例中，接收机(65)可配置成将接收的电能信号中继至随车携带的充电装置，向电动车或混合动车提供运行的动力电源，其动力电源包括能储能的电池组，储电瓶、电容器等。图1中的弹性触发装置(60)是本发明的主要特征之一的内容。第一种实施例是将弹性触发装置放在充气轮胎环境中时，充气轮胎内的气体压力所具有的能量经胎冠上的某一选择部位相连的传导线，并由该传导线的另一端与一端固定在轮辋部位的具有弹性的弹簧一端连接或接触的结构方式来驱动传导线受力，其弹簧的长度缩短或盘形形状的弹簧的圆直径缩小，而使气体压力的能量转变为机械能量储存在该弹簧中。该弹性触发装置还并配置为将储存了机械能量的弹簧在轮胎与地面滚动接触时，由汽车的重量经轮胎上的某一选择部位与地面压力接触对产生挠曲变形，而由重力所产生的能量去驱动轮胎内气体压力所具有的能量，使处于压缩或缩小状态的弹簧复位移动而释放所储存的机械能量，对压电元件或带动发电机转动的飞轮触压接触或撞击接触，使压电元件或发电机输出电荷。第二种实施施例是将弹性触发装置放置在充气轮胎环境中时，充气轮胎内的气体压力所具有的能量经胎冠内的某一选择部位相连 

的传导线，并由该传导线的另一端与定位在轮辋上具有弹性的弹簧相连接或接触的结构方式，来驱动该弹簧的长度缩短或盘形状弹簧的直径缩小，使弹簧一端移动，并由该移动端直接带动发电机转动发电或对压电元件触压产生电荷，这种由轮胎内的气体压力直接驱动发电机发电，触压压电元件产生电荷的方式，一是具有能量转换大，对弹簧弹力的要求条件小，二是弹簧与压电元件或发电机接触时间增长，可满足一些压电元件对“时间响应”较长的要求，因车轮转一辋，与胎冠内的某一选择部位所对应的胎冠外表面与地面接触的时间很短，尤其是高速行驶的汽车，当轮胎内的气体压力能量每次对压电装置(61)或发电装(62)做功后，由轮胎控制弹簧压缩的某一选择部位所对应的胎冠外表面与地面接触时，重力使轮胎挠曲变形，因重力具有的能量大于压力气体的能量，使弹簧复位移动而与压电元件或发电机脱离接触，以此类推，轮胎连接转动，就连续触压压电元件或发电机输出较大的电荷。 

进一步根据图1了解，结合到其他应用环境，和轮胎或密封装置的入口构造之前，可以将弹性触发元件、压电元件等装置在进气口的位置。 

请参考图2，图2是对图1中的弹性触发装置(60)在一种实施例中的运行，根据本主题的轮胎组件包括结合在充气轮胎(78)构造的选择位置装置有至少一个触发装置(60)；所述充气轮胎(78)构造通常包括用来与地表面(71)接触的具有胎面部位(70)的胎冠(68)，胎冠内表面和内部侧辟表面。在一个示意性的实施例中，由胎冠(68)内的选择部位(16)与传导线(11)的一端D端连接或接触，该传导线的另一端C端在经过弹簧(6)的A端后与所述弹簧(6)的另一端B端连接或接触，该弹簧(11)的A端与轮辋(69)或轮辋上的支架(74)连接或接触，而将所述弹簧的A端定位。所述弹簧(6)的B端具有与压电元件(36)或发电装置(62)触压接触，该压电元件(36)定位在轮辋(39)的支架(74)上。图2是所述弹簧的B端与压电元件(36)处于触压接触状态，即与该弹簧(6)顺序相连的选择部位(16)所对应的胎冠(68)表面(70)与地面(71)处于压力接触状态，使该选择部位(16)挠曲而凹陷，使所述弹簧(6)由压缩而转为伸长来将机械能量给以释放，由弹簧的伸长力对压电元件触压接触，使压电元件输出电荷。也就是说，通过传导线(11)的连接，将远离轮辋(69)的胎冠内的某一选择部位(16)的移动与一端固定在轮辋上的所述弹簧(6)的一端即B端同步移动。轮胎(78)内充入一定压力的气体后，胎冠及相应部位膨胀，使与胎冠内相连的传导线(11)带动弹簧(6)的一端B端移动，而将气体压力的能量转变为机械能量的储存而使弹簧压缩。因弹簧等都处于轮胎内的同一压力气体，因而弹簧的每次压缩所产生的机械能量是不消耗压力气体的能量，即气体的压力是不会逐步降低的，在轮胎与地面滚动接触时，即使胎冠内的选择部位(16)所述对应的胎冠表面(70)与地面(71)压力接触瞬间，汽车的重量对地 产生的重力使轮胎结构的部分挠曲会导致选择部位(16)凹陷，经传导线(11)的能量传递，由重力能量驱动气体压力能量，使弹簧(6)的长度由压缩转为伸长，使弹簧的B端移动，并由该B端将弹簧上所储存的机械能量施压在压电元件(36)上，又实现了将机械能转变为电能，使压电元件产生电荷。需说明的是：汽车行驶是由动力推动，即动力推动汽车对地产生的重力移动，因弹性触发装置与轮胎一起同步转动，因而不消耗汽车动力。当轮胎继续转动，使胎冠的表面(70)与地面(71)脱离接触时，轮胎内的压力气体又使胎冠(68)上的选择部位(16)受压膨胀而复位移动，使传导线受力拉直，并经传导线(11)，使弹簧(6)重新进入压缩状态，而将压力气体的能量又转换为机械能量储存在该弹簧中，使弹簧的B端与压电元件(36)脱离压力接触，并为下一次轮胎上的选择部位(16)相对应的胎冠表面(70)再与地面接触时，而释放机械能量，再对压电元件进行触压接触。图1中所述的弹性触发装置(60)是由图2中，具有弹性的弹簧(6)的一端A端与轮辋(69)或轮辋上的支架(74)相连或接触，而弹簧(6)的另一端B端与传导线(11)的一端C端相连接或接触，该传导线(11)的另一端是沿着所述弹簧(6)的A端方向经过后，或从支架(74)上一孔(72)通过后与胎冠(68)内表面的某一选择部位(16)连接或接触。因弹簧(6)的A端与轮辋相连而将该弹簧的一端A端固定在轮辋上，而弹簧(6)的另一端B端具有随传导线(11)的D端所连接的胎冠内的选择部位(16)同步移动的功能，即具有与压电元件(36)或发电装置(62)触压接触，来释放储存机械能量的功能。将两种压力所具有的能量，有序的做功，自动将轮胎监测运行情况的电子装置提供电源或传输轮胎运行的物理参数信息，或自动连续的向电动车或混合动力车上的储电瓶或电池组或电容器等具有储电功的电器充电，然后在这些电器达到额定容量的电压后，自动向汽车行动驶提供动力电源，这样就解决了电动汽车的储电瓶充电需停车后充电数小时带来的不方便，也解决了公路沿线不需再象加油站那样按一定的距离去设置充电站的问题，更重要的是，节约了能源，将电动汽车行驶所消耗的电能，通过汽车的行驶来收集部分被浪费的电能，转为备用储电瓶储存电能后，使汽车利用备用储电瓶的驱动汽车行驶。弹簧施压具有一定的软触压力，具有缓冲性，其弹簧的强度及弹簧的B端的形状可调，使压电元件不易损坏。 

参考图3，图3是图1中的一种弹性触发装置结构图，即是图2中的部分结构图，是图2中的弹性触发装置结构图，因此对图2中的轮胎结构不再重复叙述。在图2所述的实施例中，是由弹簧(6)的一端B端对压电元件(36)触压接触，而图3所述的实施例中，是由弹簧(6)的一端A端对压电元件(36)触压接触。由弹簧(6)的一端A端与压电元件(36)、轮辋(69)上的支架(74)顺序接触，该弹簧的另一端B端与传导线(11)的一端C端相连或接触，而由该传导线的另一端在经过该弹簧(6)的A端后与胎冠(68)内表面(83)上的选择部位(16) 相连接或接触，并使该选择部位(16)所对应的胎冠外表面(70)在没有与地面接触时，轮胎内的压力气体使传导线(11)处于受力状态，而将弹簧(6)的B端移动处于压缩状态，使压力气体的能量转为弹簧上的机械能量，直接由该机械能量，经弹簧的A端施压于压电元件(36)或发电机上，使压电元件产生电荷而由输出电极(73)输出，与图2所述相反，图3中的胎冠(68)上的选择部位(16)所对应的胎冠外表面(70)与地面压力接触时，使弹簧(6)的B端随胎冠上的选择部位(16)凹陷而同步移动，弹簧自身的弹力使其伸长释放能量，使弹簧的A端对压电元件(36)的压力减少，减少到不足以使该压电元件产生电荷或产生电荷是一很小，这样通过轮胎与地面的转动，就实现了压电元件的由输出电极(73)连续输出电荷。图3中，因传导线(11)的长度、弹簧(6)的弹力大力均可调整，保证了压电元件始终处于性能最佳的区域工作，且压电元件不易损坏。在图3中，为了使弹簧在轮胎高速转动中可靠工作，是将传导线的一部分改用T形杆(82)的结构，该T形杆(82)上的凸盘(81)与弹簧(6)的B端配合接触，T形杆(82)的杆直径约小于弹簧(6)的内孔径，而与支架(74)的孔(80)是可移动的配合接触，而在T形杆(82)的另一端(79)与传导线(11)相连接，再由传导线的另一端与选择部位(16)相连。T形杆(82)防止弹簧在高速转动的轮胎中变形和施压于压电元件的力不均衡，而具有柔形的，可弯曲的传导线(11)在轮胎内的气体压力降低或漏气后不会使T形杆的一端将处于选择部位(16)的胎冠(68)刺破。 

参考图4，图4是图1中的一种弹性触发装置(60)结构图，也是图2中的局部结构图，即图2中的一种弹性触发装置结构图。因轮胎内的气体压力大小是依据不同汽车而定，一般汽车上的气压使胎冠外表面与地滚动接触时，其挠曲变形较小，或装在轮胎内的弹性触发装置要驱动输出电能大的发电机发电，就必须对轮胎与地面接触时的微小挠曲变化给以放大，即将该选择部位(16)移动的距离给以放大。一般采用具有放大移动距离的扛杆或变速齿轮。在图4中是将图2中的弹簧(6)的B端直接与压电元件(36)触压接触方式，变为由所述弹簧(6)的B端与扛杆(26)上的受力点(86)接触或连接，而扛杆的一端(85)即支点与轮辋上支架是可转动连接，而扛杆(26)的另一端(87)施压端在选择部位(16)所对应的胎冠(68)外表面(70)未与地面压力接触时，没有与压电元件(36)压力接触。所述扛杆(26)上的受力点(86)与传导线(11)的一端C端相连接，该传导线的另一端D端在从该弹簧的A端穿过后与胎冠内表面上的选择部位(16)接合，该弹簧的A端与轮辋(69)或轮辋上的支架(74)连接或接触来将A端固定。在轮胎内的压力气体的能量下，使轮胎充气膨胀，而经选择部位(16)使传导线(11)受力，驱动所述弹簧(6)移动压缩而将气体压力的能量转变为弹簧压缩而储存机械能量。压电元件(36)经软垫(88)与支架(74)顺序相连，来 缓冲扛杆上的一端(87)对压电元件的冲击破坏。其图3、图4中的胎冠(78)都只是图2中的一部分。由于扛杆上的触压端(87)到扛杆上的支点(85)的长度大于弹簧的B端所接触的部位的受力点(86)到支点(85)的长度，使扛杆上的受力点(86)移动较小的距离，变为扛杆的另一端即施力端(87)移动较长的距离而对压电元件(36)产生足够的压力。同理，也可按图4方式，将图3中弹簧的A端直接与压电元件(36)或发电机接触的部位改为经扛杆后，由杠杆的一端去触压压电元件或发电机。 

参考图5，图5是图1中的一种弹性触发装置(60)的结构图，也是图1中的局部图。图5和图4都是采用扛杆来提高移动距离或转动的角度，但弹簧的B端与扛杆上的接触部位不一样，同时，该触压元件是由数个触压元件依次叠加后构成。胎冠(68)内的选择部位(16)与传导线(11)的一端D端连接或接触，传导线的另一端C端在经过该弹簧(6)的A端后与定位在轮辋(69)或轮辋的支架(74)上的扛杆(26)的一端即受力端(受力点)(86)连接或接触，该扛杆的支点(85)与轮辋(69)或轮辋上支架(74)是可活动连接定位，扛杆的另一端即施力端(87)在传导线(11)所连接的选择部位(16)所对应的胎冠(68)外表面(70)未与地面压力接触时，由轮胎内的压力气体的能量使传导线受力、弹簧压缩而储存机械能量，使触压端(70)不能与压电元件接触，图中的压电元件是由数个压电元件(36)、(37)、(38)、(39)依次叠加后构成，数个压电元件间用沾合物(90)连接，再由压电元件(36)经沾合物与轮辋或轮辋上的支架(74)连接来将压电元件定位在轮辋上。所述弹簧(6)的另一端A端与轮辋或轮辋上的支架(74)连接或接触。当轮胎上的选择部位所对应的胎冠中(68)外表面(70)与地面压力接触时，汽车重量对地产生的重力使轮胎挠曲而凹陷，使选择部位(16)带动弹簧的B端同步移动，经扛杆(26)的放大作用，使扛杆另一端施压端(87)大幅度的移动，释放储存在弹簧上的机械能量，对压电元件触压接触，使叠加组合在一起的数个压电元件同时产生电荷而由各压电元件上的输出电极(73)输出。各压电元件上的输出电极连接方式不一样，或使输出电流大(见图8)，或使输出电压高(见图7)。图中扛杆的一端受力点(86)到扛杆(26)上的支点(85)的长度短于扛杆另一端施压端(87)到该扛杆上的支点(85)的长度。 

参考图6，图6是图1中的一种弹性触发装置(60)结构图，图6也是图2中的局部图，图6与图2至图5所采用的弹簧形状不同，图2至图5是采用弹簧的长度可以伸、缩变化，而图6中的弹簧是一种盘形的弹簧(30)，可作为图2至图5中的弹簧(6)的功能，该弹簧在储能量时，该弹簧(30)的圆直径缩小，该弹簧(30)在释放储存的机械能量时，其圆直径扩大。盘形弹簧弹簧(30)的螺旋形状处于一个平面上，见图6所示。图传导线(11)一端D端与选择部位(16)相连，而传导线的另一端C端与盘形弹簧(30)一端B端相连接，而该弹簧的另 一端A端与轮辋(69)或轮辋上的支架(74)上的孔(90)连接定位，压电元件(36)与轮辋(39)或轮辋上的支架(74)连接或接触将压电元件定位的轮辋上。在胎冠(68)上与选择部位(16)相对应的胎冠外表面(70)未与地面压力接触时，轮胎内的气体压力所具有的能量使选择部位膨胀。压力气体具有的能量使所述弹簧(30)的B端随胎冠上的选择部位(16)同步移动，传导线受力，并使弹簧(30)的圆形直径缩小而将压力气体的能量转动机构能量储存在弹簧上，由于弹簧的B端移动，使与该B端相连的触压头(89)与压电元件(36)脱离接触。而在车轮与地面滚动接触，使选择部位所对应的胎冠外表面(70)与地面接触时，汽车重量经轮胎对地面产生的重力，使选择部位(16)和弹簧(30)的B端同步移动，该弹簧在圆直径扩大时，释放机械能量，而由触压头(89)对压电元件(36)施加压力，使压电元件产生电荷。同前述一样，在轮胎上的外表面(70)与地面脱离接触后，轮胎内的压力气体又将弹簧(30)的B端移动来驱动该弹簧直径缩小，压力增加而储存能量，并与压电元件脱离接触。同样，可将图6中的盘形弹簧(30)上的B端对压电元件或发电机直接触压接触改为经图4、图5所述的扛杆放大移动距离后，由扛杆的施压端触压压电元件或发电机上的飞轮。 

参考图7，该图是将图5所述的数个压电元件(36、37、38、39)依次连接后构成一个压电元件，将各压电元件上的两个输出电极依次串联连接，即压电元件(36)的一个电极(91)与压电元件(37)的一个电极(92)电连接，再由压电元件(37)的另一个电极与压电元件(38)的一个电极相连，然后再由压电元件(38)的另一个电极(93)与压电元件(39)的一个电极(94)电连接，最后由压电元件(36)的一个输出电极(73)和压电元件(39)的一个电极(77)作为压电元件的电荷输出，使压电元件输出的电压高。 

参考图8，图8是将图5所述的数个压电元件(36、37、38、39)之间经一种沾合物(90)连接起来，各压电元件上的两个输出电极采用全并联连接方式后形成两个输出电极(73和77)来增加压电元件的输出电流。即将压电元件(36)上的两个电极(91和73)分别与压电元件(39)的两个两极(77和94)以及其它压电元件上的两个电极并联连接后形成两个电极(73和77)输出电荷。 

参考图9，图9与图5不一样，图5是一个弹性触发元件对数个压电元件同时触压，而图9是将所述的数个压电元件(36、37、38、39)之间按一定的距离或角度分布在圆弧线上，由轮胎内也按一定间距或角度设置的四个弹性触发元件，分别与所述的四个压电元件一一对应。在轮胎沿地面滚动接触时，使四个压电元件依次受压产生电荷，并由各个压电元件上的输出电极按图7或图8的连接方式输出电荷。 

参考图10，图10是将图1至图9中的一种压电元件(36)采用电磁感元件(101)，电磁感元件(101)是由空心骨架(98)上绕制了线圈(99)、输出电极(73和77)， 以及磁性体或导磁体(100)构成，导磁体或磁性体(100)与T形杆(82)上的凸盘相连接，并由该凸盘的另一端与弹簧(6)的一端B端接触或连接，该弹簧的另一端A端与轮辋(69)接触或连接，传导线(11)的一端与胎冠内的选择部位连接，而传导线(11)的另一端采用T形杆(82)，使T形杆的一端C端与弹簧(6)的一端B端连接或接触，该T形杆的另一端在经过所述弹簧(6)的A端后，与传导线(11)相连接。在图10中，例出了传导线(11)的长度是可调整的，该调整的方式采用T形杆上的丝杆与传导线相连的螺帽(97)上配合接触来调整传导线(11)的长度，采用此方式可对图2至图6中传导线的长度进行调整。图10也是按图2一样装入轮胎环境中，当胎冠与传导线(11)D端相连的部位所对应的胎冠外表面与地面触压接触时，该胎冠表面凹陷，使与弹簧(6)B端接触中连接的导磁体或磁性体(100)随传导线的D端同步移动，使磁性体(100)进入骨架(98)孔内，而对线圈(99)产生磁场，感应电压而由输出电极(73和77)输出，当轮胎转动到使所述的胎冠的外表面与地面脱离接触时，轮胎内的压力气体的能量经选择部位，传导线的D端，使传导线受力将该传导线的另一端C端同步移动，使磁性体(100)退出线圈(99)，以便下一次该磁性体再进入线圈产生电磁能量。本实施例中的传导线(11)的另一端是采用如图3所示的T形杆(82)代替，是为了控制高速转动的轮胎不会使弹簧(6)摆动，因磁性体(100)外径与线圈(99)上的孔间的间隙较小，否则所产生的感应电就低，经T形杆(82)与轮辋(69)上的孔是可移动的配合接触，来控制磁性体摆动量。 

参考图11，图11与图4、图5、图12不一样，是将与胎冠内选择部位和弹簧相连或接触的传导线，分成由1号传导线和2号传导线组合构成，即将所述的1号传导线(10)上的一端与胎冠(68)的选择部位(16)连接或接触，该1号传导线的另一端与具有放大移动距离或角度的扛杆(26)上的受力点(端)(86)连接或接触，该扛杆上的施力端(即触压端)(87)与2号传导线(15)的一端连接或接触，该2号传导线的另一端在经过所述弹簧(6)的一端A端后与该弹簧的另一端B端连接或接触，由所述扛杆上的支点(85)与轮辋是可转动的，配合接触来将该扛杆的支点(85)定位，所述支点(85)到受力点(86)的长度短于该支点(85)到施力端(87)的长度。采用图11的方式，可将轮胎外表面(70)对地滚动接触产生的挠曲应变而对所述选择部位(16)较小的移动距离，在经扛杆放大后，使传导线的另一端的移动距离在增加后，再去由与该传导线连接或接触的弹簧(6)的一端B端去触压电元件或发电机发电。 

参考图12，该图是将图1中的弹性触发装置(60)设置在轮胎中去驱动发电装置63)发电的一种实施方式，图12设有数个弹性能发装置，依次对发电机(110)上的飞轮(109)撞击或触压，使飞轮转动去带动发电机(110)上的转子(107)转动发电，图中的三个弹性触发装置的结构与图2至图6一样，也就 是将图4中的弹性触发装置结构装在图12。由于三个弹性装置的结构一样，分别对三个弹性装置的传导线，弹簧及其选择部位编为1号、2号、3号来叙述，以便叙述清楚，其中第三个弹性装置结构等叙述如下：在胎冠(68)内的3号选择部位(18)与3号传导线(13)的一端D端相连接，该3号传导线的另一端C端在经过3号弹簧(8)的一端A端后与3号弹簧的另一端(B)所接触3号扛杆(28)上的受力端(86)相连接，该3号扛杆(28)是一种弯曲的扛杆，该扛杆上的支点(85)与轮辋(69)是可转动的配合连接，该3号扛杆的另一端触压端(87)具有与飞轮(109)上的传动杆(20、21)等分别触压接触，而带动飞轮转动。所述3号扛杆(28)的触压端(87)到3号扛杆上的支点(85)的长度大于该扛杆上的受力端(86)到支点(85)的长度，使3号扛杆的一端受力端(86)移动较小的距离或角度，就使该扛杆的另一端触压端(87)移动较大的距离或角度，来放大3号选择部位(18)所相对应的胎冠(68)外表面与地面接触时的轻度挠曲变形所移动的较短距离给以扩大为移动较长的距离。所述3号传导线(13)是经过密封结构的轮辋(69)上的孔槽(111)经过。就是说该辋与现有的轮辋不同是，该轮辋是一种密封体，其发电机，弹性触发装置等都装在密封体内，该密封体内的空间与胎冠(68)内容纳压力气体空间(102)相通，因传导线要往返移动而专设有孔槽(111)，轮辋中心装有发电机等部位的空间也是与胎冠内的容纳压力气体的空间(102)相通，使轮辋密封体内一样因受压力气体作用，该轮辋可以是由两个或两个以上部件组装后成为密封体。在轮胎内充入压力气体后，胎冠上的3号选择部位(18)移动，使与3号选择部位相连的3号传导线(13)受力而将3号弹簧(8)的长度缩短而处于压缩状态，来将气体压力的能量转为机械能量储存在弹簧上，图中的2号和1号弹性触发装置与图3一样，故略述。1号选择位置(16)，2号选择位置(17)，3号选择位置(18)之间按相距一定的距离或角度设置在胎冠(68)内的表面上，与1号弹簧(6)，2号弹簧(7)，3号弹簧(8)的一端连接或接触而将所述弹簧的A端固定在按一定间距或角度分布的支架(74)上，该支架与轮辋(69)相连。即2号选择部位(17)与2号传导线(12)的一端相连接，该2号传导线的另一端在经过该2号弹簧(7)的两端后与2号扛杆(27)上的受力端相连接或接触，2号扛杆定位在较辋上，该扛杆的另一端施压端(87)具有与飞轮(109)上的传动杆(20、21)等依次触压接触。同理3号选择部位(16)与3号传导线(11)的一端连接，该3号传导线的另一端在经过3号弹簧(6)的一端A端后与该弹簧的另一端B端或与该弹簧的B端相连接或接触的1号扛杆(26)上的受力端连接，1号扛杆上的触压端(87)具有与飞轮(109)上的数个传动杆(20、21)等分别触压接触。所述的数个传动杆(20、21)等按一定的间距或角度设置在飞轮(109)，该传动杆上的一端与飞轮是可转动的配合接触来连接，传动杆与飞轮上的限位台(112)接触 来限止传动杆转动，传动杆与弹簧(106)、飞轮(109)顺序接触或连接，来使飞轮带动传动杆在转动中与未做功的扛杆接触时，使传动杆将弹簧(106)压缩而转动，经传动杆上斜坡与扛杆的触压端(87)上的斜坡滑动接触，来保证飞轮顺利的转动。图12是轮胎上的1号选择部位(16)所相对应的胎冠(68)外表面(70)转动到与地面(71)压力接触时，使1号选择部位随胎冠外表面(71)一起同步移动，导致处于受力状态的传导线的两端同步移动，使1号弹簧(6)的B端移动，由该弹簧的B端推动1号扛杆(26)的受力端移动而释放储存的机械能量，扛杆上的受力端移动较小的距离或角度变为该扛杆上的触压端(87)移动较大的距离或角度，经触压端(87)与1号传动杆(20)触压接触，驱动飞轮按图11上的箭头所指的方向转动。轮胎与地面的滚动接触，使1号选择位置所对应的胎冠外表面(70)与地面脱离接触时，首先是轮胎内的压力气体所具有的能量使1号选择部位(16)复位移动，经1号传导线(11)使与该传导线一端相连或接触的1号弹簧(6)的长度压缩，带动1号扛杆(26)同步移动，使该1号扛杆的另一端触压端(87)进入不能与其他传动杆(21)等触压接触状态，并将轮胎内的气体压力的能量转为1号弹簧压缩而储存机械能量。然后是2号选择部位(17)相对应的胎冠(68)的外表面与地面(71)压力接触时，汽车重量对地形的重力使2号选择部位凹陷移动，使与2号选择部位相连的外于受力状态，2号传导线的两端同步移动，而驱动与2号传导线一端接触或连接2号弹簧的一端即A端移动，推动与之相连的2号扛杆(27)上的受力端移动，经2号扛杆的放大作用，使该扛杆的另一端触压端(87)与飞轮(109)上的其中一个传动杆接触，而由2号弹簧由压缩进入伸长时释放储存的机械能量去推动传动杆及与传动杆相连的飞轮(109)持续转动。同理，在2号选择部位(17)所相对应的胎冠(68)外表面与地面(71)脱离接触时，轮胎内的压力气体的能量使2号选择部位复位移动，经2号传导线(12)又使2号弹簧进入压缩状态而储存机械能量，并带动2号扛杆(27)复位移动。此时，2号扛杆(27)的触压端(87)暂停做功，相反，各传动杆在随飞轮一起转动时，由传动杆上的斜坡与2号扛杆上触压端上的斜坡滑动接触，使传动杆推动与之相连或接触的弹簧(106)等压缩，使传动杆摆动而与扛杆上的触压端可轻松的滑动通过，以保证飞轮(109)持续转动。以此类推，在3号选择部位(18)所对应的胎冠(68)外表面转动到与地面(71)压力接触时，3号选择部位(18)凹陷移动，经3号传导线(13)，3号弹簧(8)，及3号扛杆(28)的一端触压端(87)与转动飞轮(109)的某一传动杆触压接触，由3号弹簧的迅速伸长释放机械能量去加速飞轮转动。飞轮的转动，由飞轮带动发电机(110)上的转子旋转，经固定在轮辋(69)上的发电机(110)上的输出电极(73)输出电流连续的。当发电机采用直流发电机时，发电机输出的直流电，当发电机采用交流发电机时，输出的是交流电，该交流电需整流后变为直流电为电瓶等储能电器充电。本实施例中的飞轮(109)可采用已公知的自行车飞轮，该飞轮上孔与自行车后轮上的轴相连，该飞轮上的齿与带动车轮转动的链条配合接触，由链条与脚踏板相连，经脚踏板带动链条，飞轮转动，使车轮转动，其飞轮具有脚踏板和链条不动时，车轮行驶的贯性仍可证飞轮转动，而飞轮上的齿盘不转动。因此，本实施例中，数个传动杆(20、21)等就可装在飞轮的齿盘上，由飞轮上的孔与发电机的转子轴配合连接，因此该飞轮的构造就略述。飞轮上的数个传动杆之间的间距有一样和不一样的设置。图12中由数个弹性触发装置对同一个发电机驱动发电的方式，也可设置为由数个弹性触发装置分别对数个或同一个压电元件进行触压接触来产生电荷。本实施例所述的，对轮胎与地面滚动接触所产生的挠曲机械应变，将该挠曲的机械应变所生的移动距离给以放大来增加移动距离的方式包括但不限于采用扛杆之类的机械放大装置，如用一个变速齿轮，或用两个或两个以上的变速齿轮等。 

图12中发电机输出的强大电流从轮胎中向外输出的方式，除前述的方式外，可采用将发电机的输出电极(73)与轮胎上可转动的导电轮电连接，然后由该导电轮与车轮轴或刹车部件上导电杆可滚动的压力接触，其导电杆经电线与车载电器控制器相连，为储电瓶或电池组等充电。车轮在转动中产生的电流、电压经转动的导电轮沿导电杆外表面作圆周转动的电连接方式，将轮胎中的电流输出轮胎外。 

虽然以上介绍了用在轮胎环境的弹性触发压电装置实施例，应了解，本主题不应限于这些应用。另外的车辆应用包括使用所公开的压电触发装置发信号通知安全气囊的充气，安全带的启动等。进一步可能的应用可包括无需电池供电的自供电烟雾报警，无需电流的火灾报警，无线/无电池的断裂传感器，以及在电源被有意切断时工作的安保系统。尽管已经关于其具体实施例详细地介绍了主题，但应了解，本发明还可以不脱离发明构思或主要特征，而通过其他各种形式来实施。因此，上述的实施方式不过是一种例示，本发明的范围是通过权利要求的范围所限定的，说明书并不能够对本发明进行限止。另外，属于权利要求范围内的各种变形或变更都应包括在本发明的范围内。 

Claims (10)

1.一种弹性触发压电装置，它包括轮胎上的胎冠具有与地面接触的外胎部分，胎圈部分将所述轮胎定位在轮辋上，外侧壁部分在每个胎圈部分与胎冠以及内胎冠与侧壁表面之间延伸，其特征在于：在充气轮胎(78)上设置有触压压电元件(36)来检测轮胎压力或驱动发电机(110)发电的至少一个弹性触发装置，所述弹性触发装置是由一种具有可储存能量的、具有弹性的弹簧(6、7、8、9)，以及与该弹簧相连接或接触的具有传导压力气体或重力的能量的传导线(11、12、13、14)构成；所述弹簧的一端A端与轮辋或轮辋上的压电元件相连接或接触而将该弹簧上的A端定位，所述弹簧的另一端B端与所述传导线的一端C端相连接或接触，该传导线的另一端D端与胎冠(68)内的选择部位(16、17、18、19)或具有放大移动距离的扛杆相连接或接触；所述弹簧的B端具有随轮胎上所述的选择部位的受压状况而移动的功能。

2.根据权利要求1所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：充气轮胎设置的数个弹性触发装置中的数个弹簧(6、7、8、9)的一端A端之间按一定的间距或角度与轮辋(69)或轮辋上的支架(74)连接或接触来将所述弹簧的A端定位在轮辋上，所述数个弹簧(6、7、8、9)的另一端B端分别与数个传导线(11、12、13、14)的一端C端相连接或接触，该数个传导线的另一端D端在经过所述弹簧的A端后分别与胎冠(68)内按一定的间距或角度设置的数个选择部位(16、17、18、19)连接或接触；在所述充气轮胎(78)内充入额定气体压力时，所述的传导线处于受力状态，使所述的弹簧压缩而储存机械能量。

3.根据权利要求1所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：所述弹簧(6、7、8、9)的一端A端与轮辋(69)相连或接触而将所述弹簧的A端定位在轮辋上，所述弹簧的另一端B端与所述传导线的一端C端相连或接触，该所述传导线的另一端D端是在经过所述弹簧的A端后，再与胎冠(68)内的某一选择部位连接或接触，来将轮胎内的压力气体的能量经传导线变为机械能量而储存在所述弹簧中，所述的弹簧包括并不限于长度在一定范围内可伸长或缩短的弹簧(6、7、8、9)，圆环形直径在一定范围内可扩大或缩小的盘形弹簧(30)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：所述弹簧(6、7、8、9)的一端A端与至少一个压电元件(36、37、38、39)或传动杆、轮辋(69)或轮辋上的支架(74)顺序接触，该弹簧的另一端B端与所述传导线(11)的一端C端相连接或接触，再由该传导线的另一端D端在经过所述弹簧的A端后与胎冠(68)内的选择部位(16)相连接，所述传动杆与带动发电机发电的飞轮相连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：所述弹簧的一端B端与至少一个压电元件触压接触，该触压方式包括有，①、所述轮胎中只设有一个弹簧(6、30)或设有数个弹簧(6、7、8、9)的一端B端与同一个压电元件(36)触压接触，或②所述轮胎中设有数个弹簧(6、7、8、9)的一端B端分别与数个压电元件触压接触；所述数个压电元件上的输出电极的连接方式包括有串联或并联的连接方式。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：驱动发电机发电是由所述弹簧的一端B端与发电机(110)上的飞轮(109)触压接触而使飞轮转动，该触压接触方式包括有，①、所述轮胎中只设有一个弹簧(6、30)的B端具有与带动发电机发电的飞轮上的传动杆触压接触，或②所述轮胎中设有数个弹簧(6、7、8、9)的B端具有分别依次与带动发电机发电的飞轮上的传动杆触压接触。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：轮胎内设有一个弹簧(6、30)或设有数个弹簧的B端具有与增加移动距离或转动角度的扛杆(26、27、28)的一端受力端(86)接触或连接，该扛杆的另一端触压端(87)具有与所述的至少一个压电元件或带动发电机发电的飞轮(109)接触或连接，该扛杆上的支点(85)与轮辋(69)相连或接触；所述扛杆上的受力端(86)到支点(85)的长度短于触压端(87)到支点(85)的长度，来使扛杆上受力端移动较小的距离或转动较小的角度就能使触压端移动较大的距离或转动较大的角度。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：所述的传导线(11、12、13、14)是由1号传导线(10)和2号传导线(15)组合构成，即由1号传导线(10)上的一端与胎冠(68)内的选择部位(16)连接或接触，该1号传导线的另一端与具有放大移动距离或转动角度的扛杆(26)上的受力点(86)连接或接触，该扛杆上的施压端(87)与2号传导线(15)的一端相连接，该2号传导线的另一端在经过所述弹簧的一端A端后与该弹簧的另一端B端连接或接触，该扛杆上的支点(85)与轮辋(69)是可转动的连接；所述支点(85)到受力点(86)的长度短于该支点(85)到施压端(87)的长度。

9.根据权利要求1所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：所述压电元件包括并不限于：电磁感应元件(101)、声表面波、单晶或多晶结构，压电陶瓷、压电晶片结构，压敏电阻、压电光纤；所述电磁感应元件(101)是由磁性体或可导磁体(100)与带输出电极(73、77)的线圈(99)组合构成。

10.根据权利要求1所述的一种弹性触发压电装置，其特征是：所述压电元件或发电机的电能输出的一个电极与轮辋(69)、汽车上的零线顺序电连接，该压电元件或发电机的电能输出的另一个电极经定位在轮辋上的导电圆环与定位在车轮轴或刹车部件上输电杆间具有相对转动电接触，然后由该输电杆经导线，将监测轮胎运行情况的电能信息送达控制器中显示或报警，将所产生的电能量送达控制器中，给电池组或储电瓶之类具有储电功能的电器充电来向汽车提供运行的动力电源。

Images