CN105984322B - 安装于轮毂上的发电装置、智能传感装置和轮毂 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种安装于轮毂上的发电装置、智能传感装置和轮毂，其中发电装置包括发电机、负载电路、控制器、判断电路、开关驱动电路和通道电路。所述判断电路的输出端与所述控制器连接；所述发电机通过所述通道电路与所述负载电路连接，所述开关驱动电路的输入端与所述控制器连接，输出端与所述通道电路连接。根据本发明实施例提供的发电装置、智能传感装置和轮毂，当判断电路判断出车辆处于高速运行状态时，控制器控制开关驱动电路驱动通道电路动作，从而可以切断发电机供电通路，让发电机处于空载运行，这样配重块可以保持相对的静止，保证行车的安全性。

Description

安装于轮毂上的发电装置、智能传感装置和轮毂

技术领域

本发明涉及一种应用在汽车上的零部件装置，尤其是一种安装于轮毂上的发电装置、智能传感装置和轮毂。

背景技术

市场上存在一些安装在汽车轮毂上的自发电装置，用于广告展示或者车速指示。当车辆运行时，配重块使发电机的定子和转子产生相对运动，发电机就可以发电。由于发电机在转动时，会有阻尼的存在。当车辆低速行驶时，配重块可以抵消发电机阻尼，从而保持配重块的相对静止。然而，当车辆处于高速运行的状态时，配重块的重量不足以抵消发电机产生的阻尼时，配重块就会跟着汽车轮毂一起转动。这就相当于在轮毂上增加了一个飞轮，导致轮毂的动平衡产生变化，影响车辆的运行安全。另外一方面，现有的自发电装置主要用途是广告展示或者车速指示，功能相当简单，实用性有限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安装于轮毂上的智能传感装置，旨在解决现有安装在轮毂上的智能传感装置在车辆高速运行过程中会改变轮毂的动平衡，影响行车安全的技术缺陷。

为此，本发明实施例提供了一种安装于轮毂上的智能传感装置，包括发电机、负载电路、控制器、判断电路、开关驱动电路和通道电路，

所述发电机包括通过转动副连接的第一转动部和第二转动部，所述第一转动部与所述轮毂连接，并且所述第一转动部通过转动副与一配重部件连接；

所述判断电路的输出端与所述控制器连接；所述发电机通过所述通道电路与所述负载电路连接，所述开关驱动电路的输入端与所述控制器连接，输出端与所述通道电路连接。

作为一种优选的技术方案，所述判断电路包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接。

作为一种优选的技术方案，所述判断电路包括电压和/或电流采样判断电路，所述判断电路的输入端与所述发电机连接，输出端与所述控制器连接。

作为一种优选的技术方案，所述通道电路设有开关，所述开关的控制端与所述开关驱动电路连接。

作为一种优选的技术方案，所述第一转动部为转子，所述第二转动部为定子，所述第一转动部通过一传动件与所述轮毂连接，所述配重部件通过转动副与所述传动件连接和/或所述第二转动部与所述配重部件连接。

此外，本发明实施方式还提供了一种安装于轮毂上的智能传感装置，包括传感器，具有上述的发电装置，所述传感器与所述控制器连接。

作为一种优选的技术方案，所述负载电路包括充放电电池和系统供电电路，所述充放电电池通过所述系统供电电路的分别与所述控制器、判断电路、开关驱动电路、通道电路和传感器连接。

作为一种优选的技术方案，所述传感器包括车轮转速传感器和/或用于检测所述轮毂温度的温度传感器和/或还包括与所述控制器连接的无线发射电路、无线接收电路、无线收发电路的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，还包括具有至少一种颜色的灯条，所述灯条与所述控制器连接和/或还包括分别与所述充电电池和控制器连接的无线充电电路。

另外，本发明实施方式又提供了一种轮毂，具有上述的智能传感装置。

与现有技术相比，本发明实施例所述的发电装置、智能传感装置和轮毂通过判断电路判断出车辆处于高速运行状态时，控制器控制开关驱动电路驱动通道电路动作，从而可以切断发电机供电通路，让发电机处于空载运行，这样配重块可以保持相对的静止，保证行车的安全性。

而且，本发明实施例提供的智能传感装置安装在轮毂上，与车辆传感器距离很近，可以降低车辆传感器的发射功率，增加无线传输距离。智能传感装置作为无线中继，极大地提高无线传输距离。此外，在安装了温度传感器的实施方式中，当轮毂温度异常时，可及时予以提醒；在安装了灯条的实施方式中，灯条可以在夜间行车时，警示其他车辆保持安全距离。

附图说明

图1是本发明实施例提供的安装于轮毂上的发电装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的安装于轮毂上的发电装置中发电机的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的安装于轮毂上的智能传感装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的安装于轮毂上的发电装置或智能传感装置在轮毂中的结构示意图；

图中：

10：发电机；11：通道电路；12：负载电路；13：传动部件；14：齿轮；121：充放电电池；122：系统供电电路；20：控制器；21：判断电路；22：开关驱动电路；23：灯条；24：无线发射电路；25：无线接收电路；26：无线收发电路；27：车轮转速传感器；28：温度传感器；29：无线充电电路；30：轮毂；31：第一转盘；40：电路板；50：配重部件；51：配重块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式做进一步说明。

参见图1，图1是本发明实施例提供的安装于轮毂上的发电装置的结构示意图。在图1示出的实施方式中，该安装于轮毂上的发电装置包括发电机10、负载电路12、控制器20、判断电路21、开关驱动电路22和通道电路11。

如图1所示，判断电路21的输出端与控制器20连接。发电机10通过通道电路11与负载电路12连接。开关驱动电路22的输入端与控制器20连接，输出端与通道电路11连接。在一些实施方式中，通道电路11包括一些开关，开关设于发电机10的输出端与负载电路12之间的线路中，开关的控制端与开关驱动电路22连接。这样，开关驱动电路22可以控制通道电路11的断开或者闭合。在图1示出的实施方式中，判断电路21可以是包括电压和/或电流采样判断电路，判断电路21的输入端与发电机10连接，输出端与控制器20连接。这样，可以通过对发电机10的输出状态来判断汽车的运行状态，了解汽车轮毂30的转速。在另外一些实施方式中，判断电路21具有加速度传感器，加速度传感器与控制器20连接，利用加速度传感器来感知汽车运行的加速度，计算汽车的运行速度。

参见图2，图2是本发明实施例提供的安装于轮毂上的发电装置中发电机的结构示意图。在图2示出的实施方式中，发电机10包括通过转动副连接的第一转动部和第二转动部，第一转动部与第二转动部之间可以相对转动。请一并参阅图4，其中，第一转动部与轮毂30连接，并且第一转动部与一配重部件50连接。这样，轮毂30可以带动第一转动部转动，而第二转动部由于通过转动副与第一转动部连接，因此，在低速状态下或者发电机10处于空载状态下，第二转动部不会跟随第一转动部转动。

发电机10与轮毂30和配重部件50的连接方式还可以是多种，例如图2示出的结构中，发电机10可以是微型三相交流发电机，第一转动部为转子，第二转动部为定子。第一转动部通过一传动部件13与汽车的轮毂30连接。具体而言，在一些实施方式中，传动部件13的两侧均设置有轮齿，一侧面设置的轮齿与安装在轮毂30上第一转盘31的轮齿啮合，另外一侧面设置的轮齿与安装在发电机10的转子上的齿轮14啮合。这样，轮毂30转动时，可以通过传动部件13带动发电机10的转子转动。此外，传动部件13还通过转动副与配重部件50连接，配重部件50可以与该传动部件13发生相对转动。在一些优选的实施方式中，配重部件50可以设置成中心偏离转子的轴线的位置的形状，例如将配重部件50设置成一非对称形状。又如，在配重部件50的边缘部位连接一配重块51，使得配重部件50与配重块51的中心偏离转子的轴线。在一些优选的实施方式中，还可以将第二转动部与该配重部件50连接（图2中未示出）。

在汽车运行过程中，轮毂30会带动转子转动。在汽车处于低速运行的状态下，配重部件50可以至少部分抵消发电机10的阻尼，从而保持配重部件50相对静止。这样，转子和定子之间就会存在相对转动，实现发电的功能。当汽车速度加快，当配重部件50的重量不足以抵消发电机10产生的阻尼时，配重部件50就会跟随轮毂30一起转动，这相当于在轮毂30上额外增加了一个飞轮，破坏轮毂30的动平衡，影响车辆的运行安全。为此，在本发明的实施方式中，当判断电路21检测到轮毂30的转速超过一预设值时，判断车辆处于高速运行状态，从而向控制器20发出相应信号。控制器20向开关驱动电路22发出控制信号，开关驱动电路22驱动通道电路11动作，切断发电机10与负载电路12之间的连接，发电机10进入空载转动状态。这样，发电机10的定子和转子之间的阻尼变小，配重部件50得以保持静止状态，不会跟随轮毂30一起转动，从而保证了车辆安全。

在本发明实施方式提供的发电装置的基础上，本发明实施方式还提供了一种安装于轮毂30上的智能传感装置，其包括传感器。该智能传感装置具有上述实施方式涉及的发电装置，其中，传感器与控制器20连接。请参阅图3，图3是本发明实施例提供的安装于轮毂30上的智能传感装置的结构示意图。在图3示出的实施方式中，发电装置与上述实施方式涉及的发电装置相同，此处不再进行赘述。本实施方式中，传感器的数量可以是一个，也可以是多个，本领域技术人员可以根据需要进行配置。例如在一些实施方式中，传感器可以包括用于检测轮毂30转速的车轮转速传感器27，在另外一些实施方式中，可能单独或者还额外还包括用于检测轮毂30温度的温度传感器28。在图3示出的实施方式中，智能传感装置还包括一些与控制器20连接的无线发射电路24、无线接收电路25、无线收发电路26。无线发射电路24、无线接收电路25和无线收发电路26可以实现多种功能，例如作为胎压传感器等车辆传感器的无线中继，增大这些车辆传感器的传输距离。而且，由于安装在车辆外部的车辆传感器（如胎压传感器）要求低功耗，所以无线发射功率较小，跟车内接收装置容易出现无线通讯中断的情况。利用该智能传感装置，这些车辆传感器的无线发射功率可以进一步的减小，极大地延长车辆传感器的电池使用时间，同时又可以保证通讯的可靠性。其中，车轮转速传感器27、温度传感器28、无线发射电路24、无线接收电路25、无线收发电路26的传输数据方式可以是多种，包括但不限于zigbee、蓝牙、WIFI、射频（如315M、433M、470M、960M、2.4G等无线频段）。

在智能传感装置处于工作状态时，无线接收电路25处于接收状态。当有外部无线数据被接收，将开启自身无线发射电路24，将接收到的数据转发出去。此外，传感器实时读取的温度、加速度传感器数据，也可以通过无线收发电路26发送出去。

此外，智能传感装置还可以包括具有至少一种颜色的灯条23，和/或分别与充电电池和控制器20连接的无线充电电路29。灯条23与控制器20连接，灯条23可以具有多个相同或不同颜色的LED，用于夜间行车指示，对外部指示车辆的运行状态，例如车轮转速、轮毂30的温度、以及外部传感器等是否正常。此外，灯条23还可以作为向外显示车轮的速度范围，对于不同的速度范围，采用不同的颜色进行指示。在接入无线胎压传感器的实施方式中，灯条23还可以针对胎压高低具有不同颜色的指示。这样，灯条23可以对于轮毂30和/或车轴异常温度变化可以起到及时提醒的功能。

如图3所示，负载电路12包括充放电电池121和系统供电电路122，充放电电池121通过系统供电电路122向智能传感装置的电路部件进行供电。在图3示出的实施方式中，充放电电池121通过系统供电电路122分别与控制器20、判断电路21、开关驱动电路22、通道电路11和传感器连接进行供电。在其他的一些实施方式中，充放电电池121还可以通过系统供电电路122对电路的其他部件进行供电，包括但不限于灯条23、无线发射电路24、无线接收电路25、无线收发电路26、无线充电电路29。在车辆处于低速运行状态下，发电机10发电对充放电电池121进行充电。而当发电机10停止发电时，则系统通过充放电电池121向系统供电。

此外，安装于轮毂30上的发电装置或智能传感装置可以通过多种方式实现安装在轮毂30上。例如可以是图4示出的实现形式。参见图4，发电机10可以配置在轮毂30的中心位置，在轮毂30偏离中心的位置配置有电路板40、配重块51和充放电电池121。其中，安装于轮毂30上的智能传感装置中的控制器20、判断电路21、控制器20、开关驱动电路22、传感器等可以配置在一电路板40上。负载电路12的部分部件也可以配置在电路板40上。对于配置在电路板40上的部件，本领域技术人员可以根据实际情况进行配置，本发明对此不作限制。在一些优选的实施方式中，还可以将配重部件50设置成一外壳。配置部件50还可以通过与该外壳对应的封盖进行密封。这样，电路板40、发电机10、充放电电池121、配重块51均可以安装于该配重部件50与封盖形成的密闭空间内。其中，第一转盘31设于该配重部件50朝向轮毂30的侧面，可以通过螺杆等连接件与轮毂30连接。

此外，灯条23可以沿轮毂30的圆周方向进行配置，例如可以是沿轮毂30的圆周方向绕一周或预定角度的弧线。在图3示出的实施方式中，安装在灯条23上的灯（例如LED）在灯条23中等间距的沿轮毂30的圆周方向呈环形分布。

此外，本发明实施方式还提供了一种轮毂，其具有上述实施方式涉及的智能传感装置。

应该理解，本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种安装于轮毂上的发电装置，包括发电机、负载电路、控制器、判断电路、开关驱动电路和通道电路，

所述发电机包括通过转动副连接的第一转动部和第二转动部，所述第一转动部与所述轮毂连接，并且所述第一转动部通过转动副与一配重部件连接；

所述判断电路的输出端与所述控制器连接；所述发电机通过所述通道电路与所述负载电路连接，所述开关驱动电路的输入端与所述控制器连接，输出端与所述通道电路连接。

2.如权利要求1所述的安装于轮毂上的发电装置，其特征在于，所述判断电路包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接。

3.如权利要求1所述的安装于轮毂上的发电装置，其特征在于，所述判断电路包括电压和/或电流采样判断电路，所述判断电路的输入端与所述发电机连接，输出端与所述控制器连接。

4.如权利要求1-3任一项所述的安装于轮毂上的发电装置，其特征在于，所述通道电路设有开关，所述开关的控制端与所述开关驱动电路连接。

5.如权利要求4所述的安装于轮毂上的发电装置，其特征在于，所述第一转动部为转子，所述第二转动部为定子，所述第一转动部通过一传动件与所述轮毂连接，所述配重部件通过转动副与所述传动件连接和/或所述第二转动部与所述配重部件连接。

6.一种安装于轮毂上的智能传感装置，包括传感器，其特征在于，还包括如权利要求1-5任一项所述的发电装置，所述传感器与所述控制器连接。

7.如权利要求6所述的安装于轮毂上的智能传感装置，其特征在于，所述负载电路包括充放电电池和系统供电电路，所述充放电电池通过所述系统供电电路的分别与所述控制器、判断电路、开关驱动电路、通道电路和传感器连接。

8.如权利要求6所述的安装于轮毂上的智能传感装置，其特征在于，所述传感器包括车轮转速传感器和/或用于检测所述轮毂温度的温度传感器和/或还包括与所述控制器连接的无线发射电路、无线接收电路、无线收发电路的一种或多种。

9.如权利要求6-8任一项所述的安装于轮毂上的智能传感装置，其特征在于，还包括具有至少一种颜色的灯条，所述灯条与所述控制器连接，和/或还包括分别与充放电电池和控制器连接的无线充电电路。

10.一种轮毂，其特征在于，具有如权利要求6-9任一项所述的智能传感装置。