CN116461257B - 一种胎压监测装置、方法、系统、车轮和运载工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车用轮胎技术领域，尤其涉及一种胎压监测装置、方法、系统、车轮和运载工具，胎压监测装置设有第一绝缘层、第二绝缘层、第一电极层、第二电极层、第三电极层、电动势采集组件和识别元件；第一绝缘层、第一电极层、第三电极层、第二电极层和第二绝缘层沿轮胎的径向依次排布；第一绝缘层和第一电极层贴合连接，第三电极层和第二电极层贴合连接，第二电极层和第二绝缘层贴合连接；第一电极层与第三电极层的第一径向间距的大小与第二径向间距的大小成正比；电动势采集组件与第一电极层和第二电极层电连接；识别元件与电动势采集组件连接。通过将轮胎的径向形变动能转换成电能，实现自供能，安装过程无需更改汽车原有电路，易于安装和维修。

Description

一种胎压监测装置、方法、系统、车轮和运载工具

技术领域

本发明涉及车用轮胎技术领域，尤其涉及一种胎压监测装置、方法、系统、车轮和运载工具。

背景技术

胎压监测系统可以在机动车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。现有胎压监测系统主要分为间接式轮胎压力监测系统(WSB)和直接式轮胎压力监测系统(PSB)。其中，PSB是直接在轮胎上安装压力传感器来监测胎压。PSB精度高却价格昂贵，安装时需要更改机动车原有电路才能获得电源，且维修较为繁琐。

发明内容

本发明提供了一种胎压监测装置、方法、系统、车轮和运载工具，用于解决现有技术中胎压监测系统需要利用汽车电源进行供能，导致安装和维修难度大的技术问题。

本发明第一方面提供的一种胎压监测装置，包括：

第一绝缘层、第二绝缘层、第一电极层、第二电极层、第三电极层、电动势采集组件和识别元件；

该第一电极层和该第二电极层易失电子，该第三电极层易得电子；

该第一绝缘层、该第一电极层、该第三电极层、该第二电极层和该第二绝缘层沿轮胎的径向依次排布；

该第一绝缘层和该第一电极层贴合连接，该第三电极层和该第二电极层贴合连接，该第二电极层和该第二绝缘层贴合连接；

该第一电极层与该第三电极层的第一径向间距的大小与第二径向间距的大小成正比，该第二径向间距为该轮胎与轮毂在该第一电极层所在径向的径向间距；

该电动势采集组件与该第一电极层和该第二电极层电连接，用于采集随该第一径向间距的改变而变化的感应电动势；

该识别元件与该电动势采集组件连接，用于根据该感应电动势计算出胎压的大小。

在第一方面的第一种可能实现的装置中，该第一绝缘层、该第一电极层、该第三电极层、该第二电极层和该第二绝缘层均为平板结构，且在该轮胎的径向上相互对齐。

在第一方面的第二种可能实现的装置中，该第一绝缘层和该第二绝缘层由柔性绝缘材料制成；

该第一电极层和该第二电极层由金属、合金或导电氧化物制成；

该第三电极层由高分子聚合物制成。

在第一方面的第三种可能实现的装置中，该电动势采集组件为整流电路；

该识别元件为单片机。

结合第一方面提供的一种胎压监测装置、第一方面的第一种可能实现的装置、第一方面的第二种可能实现的装置或第一方面的第三种可能实现的装置，在第一方面的第四种可能实现的装置中，还包括：

沿该轮胎的径向伸缩的弹性件；

该弹性件的一个伸缩末端与该轮胎的内衬层连接，另一个伸缩末端与轮毂连接；

该弹性件开设有容纳槽；

该第一绝缘层、第一电极层、该第三电极层、该第二电极层和该第二绝缘层设于该容纳槽中。

结合第一方面的第四种可能实现的装置，在第一方面的第五种可能实现的装置中，该弹性件包括第一弹簧、第二弹簧和第三弹簧；

该第一弹簧、该第二弹簧和该第三弹簧均为由弹簧钢制成的且壁厚统一的筒状结构，该筒状结构的径向截面为具有两条直边和两条圆弧边的圆角矩形；

该第一弹簧和该第三弹簧形状相同；

该第二弹簧的一个矩形外表面与该第一弹簧的一个矩形外表面贴合连接，另一个矩形外表面与该第三弹簧的一个矩形外表面贴合连接；

该第一弹簧、该第二弹簧和该第三弹簧的轴心相互平行；

该第一绝缘层远离该第一电极层的一侧与该第二弹簧的一个矩形内表面贴合连接，该第二绝缘层远离该第二电极层的一侧与该第二弹簧的另一个矩形内表面贴合连接。

本发明第二方面提供的一种胎压监测方法，包括：

将轮胎的径向形变动能转换成电能，并以感应电动势表达该电能；

根据该感应电动势计算出胎压的大小。

本发明第三方面提供的一种胎压监测系统，包括：

第一方面提供的任一种可能实现的胎压监测装置和交互终端；

该交互终端与该胎压监测装置连接，用于展示胎压信息。

本发明第四方面提供的一种车轮，包括：

第一方面提供的任一种可能实现的胎压监测装置、轮胎和轮毂。

本发明第五方面提供的一种运载工具，包括：

第四方面提供的轮胎或第三方面提供胎压监测系统。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的胎压监测装置设有第一绝缘层、第二绝缘层、第一电极层、第二电极层、第三电极层、电动势采集组件和识别元件；第一电极层和第二电极层易失电子，第三电极层易得电子；第一绝缘层、第一电极层、第三电极层、第二电极层和第二绝缘层沿轮胎的径向依次排布；第一绝缘层和第一电极层贴合连接，第三电极层和第二电极层贴合连接，第二电极层和第二绝缘层贴合连接；第一电极层与第三电极层的第一径向间距的大小与第二径向间距的大小成正比，第二径向间距为轮胎与轮毂在第一电极层所在径向的径向间距；电动势采集组件与第一电极层和第二电极层电连接，用于采集随第一径向间距的改变而变化的感应电动势；识别元件与电动势采集组件连接，用于根据感应电动势计算出胎压的大小。第一电极层和第三电极层之间的静电感应效应随着第一径向间距的改变而改变，电子在第一电极层和第二电极层之间来回转移，产生感应电动势，然后根据感应电动势计算出胎压的值，完成对胎压的监测。通过将轮胎的径向形变动能转换成电能，实现自供能，无需通过汽车电源进行供能，安装过程无需更改汽车原有电路，易于安装和维修。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种胎压监测装置的局部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种胎压监测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种胎压监测装置的工作原理图；

图4为本发明实施例提供的一种胎压监测装置的电路示意图；

图5为本发明实施例提供的一种车轮的结构示意图；

其中：

1、轮胎 2、轮毂 3、胎压监测装置

4、弹性件 41、第一弹簧 42、第二弹簧

43、第三弹簧 51、第一电极层 52、第二电极层

61、第一绝缘层 62、第二绝缘层 7、第三电极层

8、识别元件 9、电动势采集组件。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种胎压监测装置、方法、系统、车轮和运载工具，用于解决的技术问题是现有技术中胎压监测系统需要利用汽车电源进行供能，导致安装和维修难度大。

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

胎压监测系统可以在机动车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。现有胎压监测系统主要分为间接式轮胎压力监测系统(WSB)和直接式轮胎压力监测系统(PSB)。WSB通过机动车的防抱死系统轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的；PSB则是直接在轮胎上安装压力传感器来监测胎压。WSB精度较低，有时需要机动车行驶到一定速度才能正常工作；PSB精度高却价格昂贵，安装时需要更改机动车原有电路才能获得电源，且维修较为繁琐。并且以上胎压监测系统大多采用螺丝与螺纹孔配合的方式将胎压监测装置安装固定在汽车上，当汽车行驶在崎岖的路段时连接会产生松动，从而影响胎压监测的精确度。

实施例一

请参阅图1-5，本发明实施例提供的一种胎压监测装置3，包括：

第一绝缘层61、第二绝缘层62、第一电极层51、第二电极层52、第三电极层7、电动势采集组件9和识别元件8；第一电极层51和第二电极层52易失电子，第三电极层7易得电子；第一绝缘层61、第一电极层51、第三电极层7、第二电极层52和第二绝缘层62沿轮胎1的径向依次排布；第一绝缘层61和第一电极层51贴合连接，第三电极层7和第二电极层52贴合连接，第二电极层52和第二绝缘层62贴合连接；第一电极层51与第三电极层7的第一径向间距的大小与第二径向间距的大小成正比，第二径向间距为轮胎1与轮毂2在第一电极层51所在径向的径向间距；电动势采集组件9与第一电极层51和第二电极层52电连接，用于采集随第一径向间距的改变而变化的感应电动势；识别元件8与电动势采集组件9连接，用于根据感应电动势计算出胎压的大小。

需要说明的是：

第一绝缘层61和第二绝缘层62起到绝缘作用，确保因静电感应效应而发生的电荷转移仅在第一电极层51和第二电极层52之间发生。

第一电极层51、第二电极层52和第三电极层7用于构成两个可相互靠近或相互远离的电极，其中第一电极层51单独构成一个电极，相互贴合的第二电极层52第三电极层7共同构成一个电极，因第二电极层52易失电子，第三电极层7易得电子，第二电极层52和第三电极层7相互贴合成一个整体后，第二电极层52的电子向第三电极层7转移，从而使得第三电极层7呈现为带负电荷，使得第二电极层52呈现为带正电荷，当第一电极层51和第三电极层7之间径向间距发生改变，第一绝缘层61和第二绝缘层62之间的静电感应效应也随之改变，从而使得第一电极层51和第三电极层7之间发生电荷转移，产生感应电动势，将轮胎1的径向形变动能转换成电能。

第一径向间距可以减小至零，即第一电极层51和第三电极层7可以发生贴合，甚至发生挤压。

第二径向间距为轮胎1与轮毂2在第一电极层51所在径向的径向间距，也可以理解为轮胎1中与胎面相对的内周面与轮毂2中与胎面相对的外周面在第一电极层51所处径向的径向间距。

胎压监测装置3需设置在轮胎1与轮毂2之间的间距，所以适用于真空胎。

胎压监测装置3的工作原理：请依次参阅图3中的a、b和c，当第一电极层51所在径向的胎面与地面接触受压，由非受压状态进入受压状态，该径向上轮胎1中与胎面相对的内周面与轮毂2中与胎面相对的外周面的径向间距(第二径向间距)变小，相应的，第一电极层51与第三电极层7之间的径向间距(第一径向间距)也变小，第一电极层51和第三电极层7之间的静电感应效应随着第一径向间距的变小而增大，第一电极层51的正电荷和第三电极层7的负电荷增多，第一电极层51的负电荷向第三电极层7转移，使得第一绝缘层61和第二绝缘层62之间产生感应电动势，通过电动势采集组件9采集该感应电动势；请依次参阅图3中的c、d和a，当第一电极层51所在径向的胎面转离地面，从受压状态逐渐进入非受压状态，第二径向间距变大，相应的，第一径向间距变大，第一电极层51和第三电极层7之间的静电感应效应随着第一径向间距的变大而减小，第一电极层51的正电荷和第三电极层7的负电荷减少，第三电极层7的负电荷向第一电极层51转移，使得第一绝缘层61和第二绝缘层62之间产生感应电动势，通过电动势采集组件9采集该感应电动势；通过识别元件8根据感应电动势与胎压的数学关系计算出胎压；感应电动势与胎压的数学关系获得过程：通过实验获取胎压(轮胎1内压力的大小)和与该胎压对应的感应电动势，即得到一组数据：(胎压，感应电动势)；通过多次实验，即可获得多组(胎压，感应电动势)，然后根据多组(胎压，感应电动势)数据拟合出胎压和感应电动势的关系曲线，根据该关系曲线推算出感应电动势与胎压的数学关系—经验公式。

本实施例的有益效果包括：

①第一电极层51和第三电极层7之间的静电感应效应随着第一径向间距的改变而改变，电子在第一电极层51和第二电极层52之间来回转移，产生感应电动势，然后根据感应电动势计算出胎压，完成对胎压的监测。通过将轮胎1的径向形变动能转换成电能，实现自供能，无需通过汽车电源进行功能，安装过程无需更改汽车原有电路，易于安装和维修。

②通过将轮胎1的径向形变动能转换成电能，然后根据电能的变化情况计算出胎压，无需初始速度即可实现对胎压的监测，相较于传统的间接轮胎1压力监测系统(WSB)，过程更简单，监测精度更高，可靠性更高。

③通过设置弹性件4，使得装置的安装固定更简单，且连接稳定更高，确保监测精度不受影响。

绝缘层和电极层的形状的优选实施方式：第一绝缘层61、第一电极层51、第三电极层7、第二电极层52和第二绝缘层62均为平板结构，且在轮胎1的径向上相互对齐。

示例性的：如图1所示，形状为平板结构的第一绝缘层61、第一电极层51、第三电极层7、第二电极层52和第二绝缘层62从上至下依次排布，它们的上、下表面的相互平行相互对齐，且形状和大小统一，即第一绝缘层61、第一电极层51、第三电极层7、第二电极层52和第二绝缘层62在水平面上的投影完全重合；第一绝缘层61的下表面与第一电极层51的上表面贴合连接，第三电极层7的下表面与第二电极的上表面贴合连接，第二电极层52的下表面与第二绝缘层62的上表面贴合连接；第一电极层51、第二电极层52和第三电极层7的厚度相等，第一绝缘层61和第二绝缘层62的厚度相等，第一电极层51的厚度小于第一绝缘层61的厚度。

绝缘层和电极层的材料的优选实施方式：第一绝缘层61和第二绝缘层62由柔性绝缘材料制成；第一电极层51和第二电极层52由金属、合金或导电氧化物制成；第三电极层7由高分子聚合物制成。

可选的：第一绝缘层61和第二绝缘层62由柔性的且耐久性好的绝缘材料制成，可选的材料有聚酰亚胺(PET)、聚酯聚合物(Kpton)等；第一电极层51和第二电极层52由易失电子的金属、合金或导电的氧化物材料制成，金属例如可以为以下中至少一者：金、银、铜、铝、铂、钯、铬和镍等；合金例如可以为以下中至少一者：铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、镍合金、锡合金等；导电的氧化物材料例如可以为铟锡氧化物(ITO)；第三电极层7由易得到电子的绝缘材料制成，可选的材料有如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯(FEP，四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚酰胺尼龙、聚酰胺尼龙、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性体、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、醋酸酯、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林等。在本实施例中，第一电极层51和第二电极层52均为采用铝制成的铝膜；第三电极层为采用氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)制成的薄膜；第一绝缘层61和第二绝缘层62均为采用聚酰亚胺制成的薄片。

电动势采集组件9和识别元件8的一种优选实施方式：电动势采集组件9为整流电路；识别元件8为单片机。整流电路用于将交流电能转换成直流电能，以将第一电极层51和第二电极层52之间形成的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电；单片机根据整流电路输出的单向脉动性直流电计算出胎压，更进一步的，单片机将计算的胎压与预设胎压(正常胎压区间)进行比较，从而判定当前胎压是否异常，若胎压异常，根据胎压的变化情况确定胎压异常类型，并将胎压异常类型发送给用户。

示例性的：如图4所示，整流电路由4个晶体二极管构成；第一电极层51通过导线与整流电路的一个低压交流输入端连接，第二电极层52通过导线与整流电路的另一个低压交流输入端连接，即第一电极层51、第二电极层52和第三电极层7构成低压交流电源；单片机通过两条导线与整流电路的两个直流输出端连接；图中未示出，但需要说明的是，单片机和整流电路固定在轮毂2与胎面相对的表面。

优化的：在真空胎中，轮胎1中与胎面相对的内周面与轮毂2中与胎面相对的外周面的径向间距(即第二径向间距)较大，第二径向间距因胎面与地面接触受压发生径向形变而缩减的量较小，且第一电极层51和第三电极层7之间的初始径向间距需设置得较小才能确保两者会因间距的变化而产生感应电动势，虽可通过增加电极层和绝缘层的厚度，确保第一电极层51和第三电极层7具备较小的初始径向间距，但该种方式，制造成本高，且需要将第一绝缘层61和第二绝缘层62分别与轮胎1和轮毂2固定连接，安装效率低，另外，轮胎1由橡胶制成，其与第一绝缘层61(或第二绝缘层62)的连接稳定性较差，为了解决上述问题，为胎压监测装置3增设沿轮胎1的径向伸缩的弹性件4；弹性件4的一个伸缩末端与轮胎1的内衬层连接，另一个伸缩末端与轮毂2连接；弹性件4开设有容纳槽；第一绝缘层61、第一电极层51、第三电极层7、第二电极层52和第二绝缘层62设于容纳槽中。通过增设弹性件4容纳第一绝缘层61、第一电极层51、第三电极层7、第二电极层52和第二绝缘层62，不仅可通过弹性件4填充一部分第二径向间距，制造成本较低，且仅需将弹性件4一个伸缩末端与轮毂2固定连接即可，另一个伸缩末端会在弹性作用下与轮胎1的内成层实现连接，安装效率高，且连接稳定性高。

示例性的：如图2所示，弹性件4包括第一弹簧41、第二弹簧42和第三弹簧43；第一弹簧41、第二弹簧42和第三弹簧43均为由弹簧钢制成的且壁厚统一的筒状结构，筒状结构的径向截面为具有两条直边和两条圆弧边的圆角矩形，圆角矩形可看成由一个矩形和两个半径相等的半圆拼接而成，两个半圆的直径分别与矩形的两条短边重合；第一弹簧41和第三弹簧43形状相同，即第一弹簧41和第三弹簧43的径向截面相同，轴长相等；第一弹簧41、第二弹簧42和第三弹簧43的径向截面的直边的长度相等，轴长相等，第二弹簧42的径向截面中的半圆的直径比第一弹簧41的径向截面中的半圆的直径大；第二弹簧42的一个矩形外表面与第一弹簧41的一个矩形外表面贴合连接，即第二弹簧42的上表面与第一弹簧41的下表面对齐贴合连接，另一个矩形外表面与第三弹簧43的一个矩形外表面贴合连接，即第二弹簧42的下表面与第三弹簧43的上表面对齐贴合连接；第一弹簧41、第二弹簧42和第三弹簧43的轴心相互平行；第一绝缘层61远离第一电极层51的一侧与第二弹簧42的一个矩形内表面贴合连接，即第一绝缘层61的上表面与第二弹簧42的上内表面贴合连接，第二绝缘层62远离第二电极层52的一侧与第二弹簧42的另一个矩形内表面贴合连接，即第二绝缘层62的下表面与第二弹簧42的下内表面贴合连接。还需要说明的是，第一弹簧41、第二弹簧42和第三弹簧43采用焊接方式进行固定连接；第一弹簧41的上表面通过焊接或粘接的方式与轮毂2实现固定连接；第一绝缘层61、第二绝缘层62和第二弹簧42采用粘接方式实现固定连接。

实施例二

本发明实施例中提供的一种胎压监测方法包括：

S1:将轮胎1的径向形变动能转换成电能，并以感应电动势表达电能；

具体的，当轮胎1的胎面与地面接触受压发生径向形变—轮胎1中与胎面相对的内周面与轮毂2中与胎面相对的外周面的径向间距(即第二径向间距)逐渐变小，当轮胎1的胎面逐渐与地面分离，由接触受压状态进入非受压状态发生径向形变—第二径向间距逐渐变大，通过将第二径向间距从逐渐变小到逐渐变大这一过程中产生的动能转换成电能，并以感应电动势将电能表达。该步骤通过实施例一中的第一电极层51、第二电极层52、第三电极层7和电动势采集组件9实现，相关说明请参阅实施例一，在此不再一一赘述。

S2：根据感应电动势的计算出胎压的大小。

具体的，通过实验获取胎压(轮胎1内压力的大小)和与该胎压对应的感应电动势，即得到一组数据：(胎压，感应电动势)；通过多次实验，即可获得多组(胎压，感应电动势)，然后根据多组(胎压，感应电动势)数据拟合出胎压和感应电动势的关系曲线，根据该关系曲线推算出感应电动势与胎压的数学关系—经验公式，从而可将获得的感应电动势代入该经验公式中计算出胎压，然后将胎压发送给用户或判断胎压是否异常，若异常，则向用户预警或报警，实现对胎压的监测。

更具体的，胎压异常主要体现为轮胎1漏气或载重过大而引起的胎压过低，以及轮胎1与地面摩擦过热而导致的胎压过高。当发生漏气而引起胎压过低，感应电动势峰值大小在一定时间内呈现为下降趋势，胎压也会呈现明显下降趋势，当胎压下降到预设胎压区间以下时，向用户发送漏气低压报警；当发生因载重过大而引起的胎压过低，胎压在预设胎压区间以下，但胎压并不随时间而明显改变，此时，向用户发送过载低压预警；当胎压因温度升高而过高，胎压高于预设胎压区间的最大值，向用户发送高压预警；当胎压位于预设胎压区间内，胎压正常，向用户发送实时胎压。所以需要在执行步骤S1之前，还需先进行正常胎压范围的标定，标定方式为通过实验测得正常的胎压区间，正常的胎压区间即预设胎压区间。

实施例三

本发明实施例中提供的一种胎压监测系统包括胎压监测装置3和交互终端；交互终端与胎压监测装置3连接，用于展示胎压信息，该胎压监测装置3的具体结构参照实施例一，由于胎压监测系统采用了实施例一中的全部技术方案，因此至少具有实施例一的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是：交互终端可以是显示屏，可以是麦克风，也可以是显示屏和麦克风的组合，以通过文字或语音的与用户进行交互，交互终端设于汽车的驾驶室内；交互终端与胎压监测装置3可以是有线连接，也可以是无线连接，优选无线连接；胎压信息包括胎压、胎压的异常类型(如，漏气低压、过载低压和高压)。

实施例四

本发明实施例中提供的一种车轮包括胎压监测装置3、轮胎11和轮毂2，该胎压监测装置3的具体结构参照实施例一，由于轮胎1采用了实施例一中的全部技术方案，因此至少具有实施例一的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

具体的：请参阅图5，轮胎1和轮毂2之间设有多个胎压检测装置，多个胎压检测装置沿周向均匀间隔分布。

实施例五

本发明实施例中提供的一种运载工具包括车轮或胎压监测系统，该轮胎1的具体结构参照实施例一和实施例四，该胎压监测系统的具体结构参照实施例一和实施例三，由于运载工具采用实施例一种的全部技术方案，因此至少具有实施例一的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种胎压监测装置，其特征在于，包括：

第一绝缘层、第二绝缘层、第一电极层、第二电极层、第三电极层、电动势采集组件和识别元件；

所述第一电极层和所述第二电极层易失电子，所述第三电极层易得电子；

所述第一绝缘层、所述第一电极层、所述第三电极层、所述第二电极层和所述第二绝缘层沿轮胎的径向依次排布；

所述第一绝缘层和所述第一电极层贴合连接，所述第三电极层和所述第二电极层贴合连接，所述第二电极层和所述第二绝缘层贴合连接；

所述第一电极层与所述第三电极层的第一径向间距的大小与第二径向间距的大小成正比，所述第二径向间距为所述轮胎与轮毂在所述第一电极层所在径向的径向间距；

所述电动势采集组件与所述第一电极层和所述第二电极层电连接，用于采集随所述第一径向间距的改变而变化的感应电动势；

所述识别元件与所述电动势采集组件连接，用于根据所述感应电动势计算出胎压的大小；

沿所述轮胎的径向伸缩的弹性件；

所述弹性件的一个伸缩末端与所述轮胎的内衬层连接，另一个伸缩末端与轮毂连接；

所述弹性件开设有容纳槽；

所述第一绝缘层、第一电极层、所述第三电极层、所述第二电极层和所述第二绝缘层设于所述容纳槽中；

所述弹性件包括第一弹簧、第二弹簧和第三弹簧；

所述第一弹簧、所述第二弹簧和所述第三弹簧均为由弹簧钢制成的且壁厚统一的筒状结构，所述筒状结构的径向截面为具有两条直边和两条圆弧边的圆角矩形；

所述第一弹簧和所述第三弹簧形状相同；

所述第二弹簧的一个矩形外表面与所述第一弹簧的一个矩形外表面贴合连接，另一个矩形外表面与所述第三弹簧的一个矩形外表面贴合连接；

所述第一弹簧、所述第二弹簧和所述第三弹簧的轴心相互平行；

所述第一绝缘层远离所述第一电极层的一侧与所述第二弹簧的一个矩形内表面贴合连接，所述第二绝缘层远离所述第二电极层的一侧与所述第二弹簧的另一个矩形内表面贴合连接；

所述第一绝缘层、所述第一电极层、所述第三电极层、所述第二电极层和所述第二绝缘层均为平板结构，且所述第一绝缘层、所述第一电极层、所述第三电极层、所述第二电极层和所述第二绝缘层在所述轮胎的径向上相互对齐、形状和大小统一。

2.根据权利要求1所述的一种胎压监测装置，其特征在于：

所述第一绝缘层和所述第二绝缘层由柔性绝缘材料制成；

所述第一电极层和所述第二电极层由金属、合金或导电氧化物制成；

所述第三电极层由高分子聚合物制成。

3.根据权利要求1所述的一种胎压监测装置，其特征在于：

所述电动势采集组件为整流电路；

所述识别元件为单片机。

4.一种胎压监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述的胎压监测装置，包括：

将轮胎的径向形变动能转换成电能，并以感应电动势表达所述电能；

根据所述感应电动势计算出胎压的大小。

5.一种胎压监测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至3任一项所述的胎压监测装置和交互终端；

所述交互终端与所述胎压监测装置连接，用于展示胎压信息。

6.一种车轮，其特征在于，包括：

如权利要求1至3任一项所述的胎压监测装置、轮胎和轮毂。

7.一种运载工具，其特征在于，包括：

如权利要求6所述的一种车轮或如权利要求5所述的一种胎压监测系统。