CN110562173A - 一种面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器，属于压电陶瓷发电领域和新能源利用领域。具有结构简单、节能环保等优点，以满足汽车车载低能耗电子设备的持续供能需求。本发明由外轮定制橡胶带、6对压电陶瓷片、定制弹簧钢圈、螺栓、通用轮毂组成。所述外轮定制橡胶带上带有6个对称分布的T形卡槽；所述压电陶瓷片共有6对，靠近外轮定制橡胶带端呈T形；所述定制弹簧钢圈有一切口，切口处有两个螺纹孔，定制弹簧钢圈紧贴于轮毂，钢圈上分布着六个对应凹槽；所述轮毂为非特定型号，可用其他轮毂替换。本俘能器能量收集方式是基于压电陶瓷振动的电能捕获，将车轮的非有用功转化为电能，为汽车储电装置提供电能，从而有效的节约能源。
Description
技术领域
本发明属于压电陶瓷发电领域，具体涉及一种面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎的新装置。
背景技术
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换信息的功能陶瓷材，广泛应用于新能源、超声检查、汽车、军事、微电子等重要领域，随着各个领域的节能环保以及绿色能源的提出，压电陶瓷发电的应用领域变得越来越广泛。现在绝大多数是汽车上的电能来源于发动机带动发电机转动发电，发电机转动消耗原本用于汽车驱动的燃油，虽然发电机消耗的燃油占比不大，但长此以往，其油耗量也不在少数。本发明的压电陶瓷发电主要功能是为一些汽车车载电子产品供电，从而替换掉汽车燃油消耗型的供电电源，达到了长期稳定地向汽车车载电子产品供电的目的，压电陶瓷发电是一种重要的发电方式。利用压电陶瓷发电的微型发电机具有发电持续稳定、造价低、易于实现等优点。
压电陶瓷发电主要利用汽车对压电陶瓷片施加压力，它的两端会产生极性相反的电荷，通过回路形成电流，将汽车的行驶过程中的部分非有用功转化为电能。压电陶瓷发电具有效率高、体积小、价格便宜、结构简单等优点。
发明内容
本发明的设计是为了进一步提高汽车燃油的利用率，将汽车行驶过程中的部分非有用功转化为电能储存起来，以满足汽车车载低能耗电子设备的持续供能需求。
一种面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器，包括通用轮毂（1）、压电陶瓷片（2）、螺栓（3）、外轮定制橡胶带（4）、定制弹簧钢圈（5）；所述外轮定制橡胶带（4）上带有6个对称分布的T形卡槽，分布有T形卡槽一侧与压电陶瓷片（2）相连，另一侧装配时紧贴于汽车轮胎内壁；所述定制弹簧钢圈（2）有一切口，切口部分两端加厚，切口处有两个螺纹孔，定制弹簧钢圈（5）安装时紧贴于通用轮毂（1），通过螺栓（3）固定。钢圈上分布着6个对称分布的凹槽；所述压电陶瓷片（2）共有6对，靠近外轮定制橡胶带（4）端呈T形，T形端沿外轮定制橡胶带（4）的T形卡槽插入，另一端插入定制弹簧钢圈（5）的凹槽；所述通用轮毂（1）为非特定型号，可用市场上其他的轮毂进行替换。汽车行驶时通用轮毂（1）转动带动整个装置转动，每当压电陶瓷片（2）T形端受到轮胎外圈的径向压力时，压电陶瓷片（2）产生弯曲变形，通过正压电效应，产生电压，输出电能，将汽车行驶过程中的部分非有用功转化为电能，提高能量的利用率。
本发明的有益效果是：所述面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎装置，具有加工简单、造价低廉、发电量持续稳定、节能环保等优点。本发明可以取代传统的汽车消耗燃油供电的消耗型供电装置，降低了燃油化学能的无效利用，对于解决汽车燃油利用率低的问题有着重大意义。
附图说明
图1为本发明装置的三维结构图；
图2为外轮定制橡胶带示意图；
图3为压电陶瓷片示意图；
图4为定制弹簧钢圈示意图。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
具体实施方式：一种面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器，包括通用轮毂（1）、压电陶瓷片（2）、螺栓（3）、外轮定制橡胶带（4）、定制弹簧钢圈（5）；所述通用轮毂（1）为非特定型号，可用市场上其他的轮毂进行替换。所述压电陶瓷片（2）共有6对，靠近外轮定制橡胶带（4）端呈T形，T形端沿外轮定制橡胶带（4）的T形卡槽插入，另一端插入定制弹簧钢圈（5）的凹槽；所述外轮定制橡胶带（4）上带有6个对称分布的T形卡槽，分布有T形卡槽一侧与压电陶瓷片（2）相连，另一侧装配时紧贴于汽车轮胎内壁；所述定制弹簧钢圈（5）有一切口，切口处有两个螺纹孔，定制弹簧钢圈（5）安装时紧贴于通用轮毂（1），通过螺栓（3）固定。钢圈上分布着6个对称分布的凹槽；初始能量来自汽车燃油的化学能。
其工作原理为：汽车行驶时通用轮毂（1）转动带动整个装置转动，由于汽车本身的重量，轮胎与地面接触的部分会发生弹性形变，造成紧贴于通用轮毂（1）的定制弹簧钢圈（5）与紧贴于轮胎内侧的外定制橡胶带（4）之间的机械位移，压电陶瓷片（2）的形变量近似于两者的机械位移。行驶过程中压电陶瓷片（2）T形端受到挤压，压电片变形，产生极性相反的电荷，通过回路而形成电流，将汽车的行驶过程中的部分非有用功转化为电能。汽车轮胎每转动一周，每对压电陶瓷片（2）完成一次发电，整个装置内的6对压电陶瓷片（2）共完成6次压电发电。有效提高汽车燃油的利用率。
上述的具体实施方式中，面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器，具有结构简单、造价低廉、持续发电、节能环保等突出优点。
Claims (3)
1.一种面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器，包括通用轮毂（1）、压电陶瓷片（2）、螺栓（3）、外轮定制橡胶带（4）、定制弹簧钢圈（5）；所述通用轮毂（1）为非特定型号，可用市场上其他的轮毂进行替换；所述压电陶瓷片（2）共有6对，靠近外轮定制橡胶带（4）端呈T形，T形端沿外轮定制橡胶带（4）的T形卡槽插入，另一端插入定制弹簧钢圈（5）的凹槽；所述外轮定制橡胶带（4）上带有6个对称分布的T形卡槽，分布有T形卡槽一侧与压电陶瓷片（2）相接，另一侧装配时紧贴于汽车轮胎内壁；所述定制弹簧钢圈（5）有一切口，切口部分两端加厚，切口处有两个螺纹孔，定制弹簧钢圈（5）安装时紧贴于通用轮毂（1），通过螺栓（3）固定；钢圈上分布着6个对称分布的凹槽；汽车行驶时通用轮毂（1）转动带动整个装置转动，压电陶瓷片（2）T形端受到挤压，压电陶瓷片（2）受到压力，两端产生极性相反的电荷，通过回路形成电流，将汽车行驶过程中的部分非有用功转化为电能，从而更加高效的利用能源；初始能量来自汽车燃油的化学能。
2.根据权利要求1所述的面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎俘能器，其特征在于，6对压电陶瓷片（2）一端呈T形，插入外轮定制橡胶带（4）的T形凹槽，使压电陶瓷片（2）均匀受力，不易脱落。
3.根据权利要求1所述的面向车载电子设备的自供能压电发电轮胎装置，其特征在于，6对压电陶瓷片（2）的T形端阵列分布在外轮定制橡胶带（4）上，另一端插入到定制弹簧钢圈（5）的凹槽中，保证压电陶瓷片（2）两端都有着力点，汽车轮胎的形变量为压电陶瓷片（2）的形变量。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111342702A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-06-26 | 金陵科技学院 | 一种玩具车轮压电发电装置 |
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2019
- 2019-10-11 CN CN201910964158.3A patent/CN110562173A/zh active Pending
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