CN205901627U - 新型车轮激发振子电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了新型车轮激发振子电源，属于振动激励自发电装置，包括振子基座，振子基座中间为中空体，中空体内设有金属悬臂梁，金属悬臂梁一端与振子基座固定连接，另一端悬空设置，金属悬臂梁的长度略小于中空体的长度，金属悬臂梁为竖直设置的薄片状，金属悬臂梁悬空一端的两侧对称设有金属质量块，金属悬臂梁靠近与振子基座一端的一侧设有压电振子，压电振子通过两根导线连接整流桥的交流输入端，整流桥粘贴在振子基座的上端面，整流桥的输出端连接超级电容，超级电容粘贴在振子基座的上端面，超级电容为汽车轮胎压力传感器提供电源。本实用新型工作寿命长达50万次以上，安装方便，结构简单，发电稳定。

Description

新型车轮激发振子电源

技术领域

本实用新型属于振动激励自发电装置领域，尤其是涉及新型车轮激发振子电源。

背景技术

目前，公知的汽车轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS)，主要用于汽车行驶时对轮胎气压监测。当轮胎气压或温度过高或过低时，发出预警信号。

目前TPMS主要分为两种类型，直接式和间接式，间接式不如直接式监测的准确率高，所以应用不如直接式广泛，直接式TPMS是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压予以显示与监测，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压过高或过低时，系统就会自动报警，直接式TPMS由安装在轮胎中的检测发射模块(每个轮胎一个)和安装在驾驶室内的接收显示模块组成。直接式TPMS轮胎胎压检测传感器/发射器模块电路需要电池提供电源，带电池TPMS传感器/发射器需要电池提供动力，因此不可避免地带来一些弊端，如电池的寿命有限(一般两年)，需要定时更换；当气温严重降低时，电池的容量就会受到影响而减少，造成检测错误而报警，使用过程中，电池和检测发射模块电路、气门嘴密封在一起，如检测发射模块电路、轮胎气压监测电路都正常只是电池没电，车主需购买全套部件，更换成本高，而且造成资源浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种利用汽车行驶时车轮的振动来激励压电振子发电的新型车轮激发振子电源，为轮胎胎压检测模块电路提供电源，结构简单，安装方便，供电稳定，使用寿命长。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：新型车轮激发振子电源，包括振子基座，所述振子基座中间为中空体，所述中空体内设有金属悬臂梁，所述金属悬臂梁一端与所述振子基座固定连接，另一端悬空设置，所述金属悬臂梁的长度略小于所述中空体的长度，所述金属悬臂梁为竖直设置的薄片状，所述金属悬臂梁悬空一端的两侧对称设有金属质量块，所述金属悬臂梁靠近与所述振子基座一端的一侧设有压电振子，所述压电振子通过两根导线连接整流桥的交流输入端，所述整流桥粘贴在所述振子基座的上端面，所述整流桥的输出端连接超级电容，所述超级电容粘贴在所述振子基座的上端面，所述超级电容为汽车轮胎压力传感器提供电源。

进一步的，所述超级电容由两个规格为0.1F的超级电容并联设置。

进一步的，所述金属悬臂梁的竖直中面与所述振子基座的竖直中心面重合设置。

进一步的，所述压电振子为PZT压电陶瓷片。

进一步的，所述振子基座由高分子材料一体成型。

进一步的，所述振子基座为凸字型，所述振子基座包括第一凸台和两侧对称设置的第二凸台，所述中孔体设在所述第一凸台上，所述整流桥和所述超级电容固定在靠近所述压电振子的所述第二凸台上。

进一步的，所述振子基座安装在轮毂上，所述振子基座可平行于轮毂、垂直于轮毂或竖直于轮毂放置，每种所述振子基座与轮毂的放置方式又可分为平行于或垂直于车轮侧面设置。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：1、本实用新型充分利用压电振子的工作原理，将汽车行驶过程中振动产生的机械能转化为电能，并及时为汽车轮胎压力传感器提供电源，代替了原本的电池供电，此结构简单，安装方便，而且使用寿命可达50万次以上，发电稳定，大大延长汽车轮胎压力监测系统的维护周期，降低了成本；2、通过整流桥和超级电容装置将振动产生的不规则交流电转化为直流电供应，满足直流电的稳定供电需求。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型新型车轮激发振子电源的结构示意图；

图2是本实用新型电路转化示意图；

图3是本实用新型激新型车轮激发振子电源与轮毂配合的结构示意图。

附图标记说明：

1-振子基座；11-中空体；12-第一凸台；13-第二凸台；2-金属悬臂梁；3-压电振子；4-金属质量块；5-整流桥；6-超级电容。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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，也可以是可拆卸连接，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型为新型车轮激发振子电源，包括振子基座1，振子基座1中间为中空体11，中空体11内设有金属悬臂梁2，金属悬臂梁2一端与振子基座1固定连接，另一端悬空设置，金属悬臂梁2的长度略小于中空体11的长度，金属悬臂梁2为竖直设置的薄片状，金属悬臂梁2悬空一端的两侧对称设有金属质量块4，金属悬臂梁2靠近与振子基座1一端的一侧设有压电振子3，压电振子3通过两根导线连接整流桥5的交流输入端，整流桥5粘贴在振子基座1的上端面，整流桥5的输出端连接超级电容6，超级电容6粘贴在振子基座1的上端面，超级电容6为汽车轮胎压力传感器提供电源；优选地，金属悬臂梁2的材质为40Cr，此材料具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性，适用在此频率较高的振动场合；更优选地，压电振子设在金属悬臂梁2的最大应变力处，有利于接收振动信号。

优选地，超级电容6由两个规格为0.1F的超级电容并联设置，方便电量的存储和持续的电量供应；更优选地，整流桥5由四只二极管构成桥式整流电路。

优选地，金属悬臂梁2的竖直中面与振子基座1的竖直中心面重合设置，牢固性更加，性能稳定；更优选地，压电振子3为PZT压电陶瓷片，接收振动信号的能力较强，信号捕捉能力强，敏感度高；更优选地，振子基座1由高分子材料一体成型，化学性质稳定。

优选地，振子基座1为凸字型，振子基座1包括第一凸台12和两侧对称设置的第二凸台13，中孔体设在第一凸台12上，整流桥5和超级电容6固定在靠近压电振子3的第二凸台13上，采用对称式结构，受力均匀，结构简单。

优选地，振子基座1安装在轮毂上，振子基座1可平行于轮毂、垂直于轮毂或竖直于轮毂放置，每种振子基座1与轮毂的放置方式又可分为平行于或垂直于车轮侧面设置，压电振子3垂直于轮毂且平行于车轮侧面放置时，由汽车行驶引起的牵连惯性力及科氏惯性力对压电振子3发电影响很小，如图3所示，所以当振子基座1垂直于轮毂且垂直于车轮侧面放置时，压电振子3发电能力最强。

在实际的使用过程中，振子基座1固定在轮毂上，因此压电振子3的固定端可认为是固结于轮毂上的，即固定端与轮毂不发生相对运动，而压电振子3的自由端与轮毂非刚性联接，所以车轮转动时，金属质量块4会沿垂直于振子方向运动，而金属悬臂梁2有弹性的，可视为其为一弹簧，这样，金属质量块4就会在压电振子3衡位置左右往复运动。整个结构中，金属质量块4相对于轮毂运动，因此可实现压电振子3持续发电，然后通过整流桥5将交流电转换为直流电输送到超级电容6，超级电容6可进行电量的存储和对汽车轮胎压力传感器电源的供应。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.新型车轮激发振子电源，其特征在于：包括振子基座(1)，所述振子基座(1)中间为中空体(11)，所述中空体(11)内设有金属悬臂梁(2)，所述金属悬臂梁(2)一端与所述振子基座(1)固定连接，另一端悬空设置，所述金属悬臂梁(2)的长度略小于所述中空体(11)的长度，所述金属悬臂梁(2)为竖直设置的薄片状，所述金属悬臂梁(2)悬空一端的两侧对称设有金属质量块(4)，所述金属悬臂梁(2)靠近与所述振子基座(1)一端的一侧设有压电振子(3)，所述压电振子(3)通过两根导线连接整流桥(5)的交流输入端，所述整流桥(5)粘贴在所述振子基座(1)的上端面，所述整流桥(5)的输出端连接超级电容(6)，所述超级电容(6)粘贴在所述振子基座(1)的上端面，所述超级电容(6)为汽车轮胎压力传感器提供电源。

2.根据权利要求1所述的新型车轮激发振子电源，其特征在于：所述超级电容(6)由两个规格为0.1F的超级电容并联设置。

3.根据权利要求1所述的新型车轮激发振子电源，其特征在于：所述金属悬臂梁(2)的竖直中面与所述振子基座(1)的竖直中心面重合设置。

4.根据权利要求1所述的新型车轮激发振子电源，其特征在于：所述压电振子(3)为PZT压电陶瓷片。

5.根据权利要求1所述的新型车轮激发振子电源，其特征在于：所述振子基座(1)由高分子材料一体成型。

6.根据权利要求1所述的新型车轮激发振子电源，其特征在于：所述振子基座(1)为凸字型，所述振子基座(1)包括第一凸台(12)和两侧对称设置的第二凸台(13)，所述中孔体设在所述第一凸台(12)上，所述整流桥(5)和所述超级电容(6)固定在靠近所述压电振子(3)的所述第二凸台(13)上。

7.根据权利要求1～6任一项所述的新型车轮激发振子电源，其特征在于：所述振子基座(1)安装在轮毂上，所述振子基座(1)可平行于轮毂、垂直于轮毂或竖直于轮毂放置，每种所述振子基座(1)与轮毂的放置方式又可分为平行于或垂直于车轮侧面设置。