輪胎發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】輪胎發(fā)電裝置，涉及一種輪胎發(fā)電裝置，尤其用于汽車輪胎發(fā)電裝置。所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸、滑環(huán)、導電裝置、壓電元件、外輪胎、彈性支撐體、內(nèi)腔、橡膠胎、蓄電池和電能轉(zhuǎn)換器。在外輪胎的內(nèi)部設有橡膠胎，TPU發(fā)泡彈性顆粒充滿橡膠胎的空間，在外輪胎的截面位置設置2個以上的壓電元件，并且沿著外輪胎的內(nèi)部圓周方向設置2個以上壓電元件，將壓電元件串聯(lián)或并聯(lián)產(chǎn)生的電能量輸送到電能轉(zhuǎn)換器中，將電能量輸送到蓄電池中，實現(xiàn)了利用壓電元件產(chǎn)生的電能量驅(qū)動汽車行駛，或者為汽車空調(diào)、循環(huán)風、照明、音響以及充電等提供電能?？梢燥@著地降低石油資源等能源消耗，節(jié)能減排，保護環(huán)境，造福人類。
【專利說明】輪胎發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種輪胎發(fā)電裝置，尤其用于汽車輪胎發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外汽車的保有量已經(jīng)超過11億輛，隨著人們的生活水平的提高，汽車的數(shù)量也快速增長，能源消耗也快速增長，汽車大多使用汽油、柴油發(fā)動機驅(qū)動，汽油、柴油等是從石油中提煉的，石油是不可再生資源，石油資源越來越少，資源面臨枯竭，人類對石油的依賴度愈來愈強，如果能將汽車轉(zhuǎn)動時輪胎產(chǎn)生的能量利用起來，可以節(jié)約大量的石油資源，減少污染物排放，有利于保護環(huán)境，其意義是不可估量的。為了降低石油資源的消耗，將不可再生的石油資源多留給子孫后代，人們進行了大量的研究和積極的探索，其中關(guān)于輪胎發(fā)電的專利也有很多，但是真正可以實際應用的專利技術(shù)還需要很長的路才能成為現(xiàn)實。人們普遍采用的輪胎發(fā)電技術(shù)是利用壓電元件形變產(chǎn)生的能量，把能量收集起來，但是輪胎中的壓電元件的形變小，產(chǎn)生的電壓是毫伏級的，收集的電壓低，功率小，收集方式相對困難，收集的能量不足以推動汽車行駛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，提供一種輪胎發(fā)電裝置，在外輪胎的截面位置設置2個以上的壓電元件，并且沿著外輪胎的內(nèi)部圓周方向設置2個以上壓電元件，壓電元件沿著輪胎圓周內(nèi)部布置，利用壓電元件形變產(chǎn)生的電能量，把能量收集起來，壓電元件形變大，產(chǎn)生的電壓高，收集的方式合理，能量收集的效率高，功率大。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0005]所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸、滑環(huán)、導電裝置、壓電元件、外輪胎、彈性支撐體、內(nèi)腔、橡膠胎、輪輞、導線A、導線B、導線C、導線D、蓄電池、車架和電能轉(zhuǎn)換器。
[0006]在外輪胎的內(nèi)部設有橡膠胎，橡膠胎截面是封閉的不規(guī)則環(huán)形，將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒，放入外輪胎里面的橡膠胎里面，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒充滿橡膠胎的空間，TPU發(fā)泡彈性顆粒之間有空隙，經(jīng)過加壓或加熱消除空隙，或保留少量空隙，形成彈性支撐體，壓電元件、橡膠胎、彈性支撐體和外輪胎形成一個整體輪胎，在內(nèi)腔內(nèi)部充氣。
[0007]在外輪胎的截面位置設置2個以上的壓電元件，并且沿著外輪胎的內(nèi)部圓周方向設置2個以上壓電元件，壓電元件位于外輪胎和橡膠胎之間，壓電元件粘貼在外輪胎內(nèi)部表面上，位置處于水平位置和兩個側(cè)面，外輪胎和地面的接觸時，汽車自重施加在外輪胎上，外輪胎受到外力的作用有變形，壓電元件也同時受到外力的作用產(chǎn)生變形并產(chǎn)生電能量，外輪胎套裝在輪輞上，導電裝置中設有電刷，滑環(huán)包括左盤和右盤，左盤和右盤之間有絕緣層，兩個電刷分別和滑環(huán)的左盤、右盤接觸，導電裝置固定在車架上；4個以上的壓電元件串聯(lián)或并聯(lián)組成壓電模塊，將壓電模塊產(chǎn)生的電能量輸送到電能轉(zhuǎn)換器中，滑環(huán)和主軸同軸裝配并隨主軸同步旋轉(zhuǎn)，導線A、導線B分別與電能轉(zhuǎn)換器、滑環(huán)的左盤和右盤電連接，電刷通過導線C、導線D和蓄電池電連接，將電能量輸送到蓄電池中，壓電元件的形變越大，產(chǎn)生的能量越高，壓電元件數(shù)量越多，產(chǎn)生的能量越大，壓電元件材料特性越好，產(chǎn)生的能量越大。
[0008]所述的輪胎發(fā)電裝置還包括制動盤、制動器、輪轂，在制動盤一側(cè)的滑環(huán)和導電裝置，將上述輪胎中電能轉(zhuǎn)換器的電能量輸送到蓄電池中，為汽車提供補充能源，上述輪胎是所述汽車輪胎中的任意一個或其中的幾個或全部，采用一個蓄電池，將每個輪胎發(fā)出的電能量通過導線C、導線D和蓄電池并聯(lián)，同時為蓄電池充電。
[0009]電能轉(zhuǎn)換器包括依次電連接的整流模塊、蓄能模塊、DC-DC升壓模塊和穩(wěn)壓模塊，壓電模塊在外界壓力作用下，產(chǎn)生電能量，其電壓和電流都呈交變特性，蓄電池充電需要穩(wěn)定的直流電源，因此需要整流模塊將其轉(zhuǎn)化為直流電能量。由于壓電元件產(chǎn)生的電量過小，且電量不穩(wěn)，所以使用蓄能模塊將其電能暫時收集起來，使電能趨于穩(wěn)定，之后通過DC-DC升壓模塊將直流電壓升高，功率放大，通過穩(wěn)壓模塊實現(xiàn)直流穩(wěn)壓輸出，實現(xiàn)對蓄電池充電。
[0010]將蓄電池里的電能提供給電動機，控制器控制電動機帶動變速器驅(qū)動汽車行駛，或者為汽車空調(diào)、循環(huán)風、照明、音響以及充電等提供電能。
[0011]所述的無數(shù)個是指I萬個以上。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明不需要對汽車結(jié)構(gòu)進行太大改動，只是設置滑環(huán)、壓電元件、導電裝置、電能轉(zhuǎn)換器、蓄電池等部件，即能實現(xiàn)輪胎發(fā)電，簡單可行，結(jié)構(gòu)合理，制造成本低廉。
[0014]本發(fā)明實現(xiàn)了利用壓電元件產(chǎn)生的電能量驅(qū)動汽車行駛，或者為汽車空調(diào)、循環(huán)風、照明、音響以及充電等提供電能。
[0015]可以顯著地降低石油資源等能源消耗，節(jié)省能源大約20%以上，節(jié)能減排，保護環(huán)境，將不可再生的石油資源多留給子孫后代，造福人類。
[0016]本發(fā)明和現(xiàn)有電動汽車、混合動力車等技術(shù)相比較，最大優(yōu)勢是，不論是上坡還是下坡，只要汽車行駛，輪胎就可以發(fā)電，都可以將白白浪費掉的輪胎轉(zhuǎn)動能量合理回收利用，同時減輕了汽車發(fā)動機工作負荷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明【具體實施方式】四的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明【具體實施方式】五的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明【具體實施方式】六的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明【具體實施方式】七的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8是圖1的W局部放大圖。
[0025]圖9是本發(fā)明的電氣流程圖。
[0026]圖10是本發(fā)明的控制器控制蓄電池給電動機供電原理圖。
[0027]圖中:1、主軸，2、滑環(huán)，2-1、左盤，2-2、右盤，3、電刷，4、導電裝置，5、制動盤，6、制動器，7、輪轂，8、壓電元件，9、外輪胎，9-1、TPU發(fā)泡彈性顆粒，9-2、空隙，9-3、橡膠胎A，9-4、內(nèi)腔A，9-5、內(nèi)腔B，9-6、橡膠胎B，9-7、內(nèi)腔C，9-8、橡膠胎C，9-9、內(nèi)腔，9-10、橡膠胎，9-11、內(nèi)腔E，9-12、內(nèi)腔F，9-13、彈性支撐體，9_14、橡膠胎D，9_15、橡膠胎E，9_16、橡膠胎F，9-17、內(nèi)腔G，9-18、彈性支撐體A，9-19、彈性支撐體B，9-20、彈性支撐體C，9-21、彈性支撐體D，10、輪輞，12、蓄電池，13、車架，14、電能轉(zhuǎn)換器，15、導線A，16、導線B，17、導線C，18、導線D，19、壓電模塊，20、整流模塊，21、蓄能模塊，22、DC-DC升壓模塊，23、穩(wěn)壓模塊，24、控制器,25、電動機。

【具體實施方式】
[0028]【具體實施方式】一:如圖1、8、9、10所示，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、彈性支撐體9-13、內(nèi)腔9-9、橡膠胎9-10、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、車架13和電能轉(zhuǎn)換器14。
[0029]在外輪胎9的內(nèi)部設有橡膠胎9-10，橡膠胎9-10截面是封閉的不規(guī)則環(huán)形，將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1，放入外輪胎9里面的橡膠胎9-10里面，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1充滿橡膠胎9-10的空間，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間有空隙9-2，經(jīng)過加壓或加熱消除空隙9_2，或保留少量空隙9-2，形成彈性支撐體9-13，壓電元件8、橡膠胎9-10、彈性支撐體9_13和外輪胎9形成一個整體輪胎；彈性支撐體9-13可以起到輔助支撐外輪胎9的作用，當壓電元件8處于受力狀態(tài)時，和內(nèi)部沒有填充彈性支撐體9-13的充氣輪胎相比較，壓電元件8的形變大，產(chǎn)生的電壓更高，能量轉(zhuǎn)換效率更高，并且可以保護壓電元件8，設置內(nèi)腔9-9的目的是便于和輪輞10安裝以及為輪胎充氣，在內(nèi)腔9-9內(nèi)部充氣，輪胎可以承受更大的載荷，這種輪胎彈性好、抗暴、耐刺穿，路面的釘子、石子等鋒利器物不容易損傷輪胎，內(nèi)腔9-9氣壓不容易降低，制成的輪胎是一種幾乎不用充氣的發(fā)電輪胎。
[0030]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上壓電元件8，壓電元件8位于外輪胎9和橡膠胎9-10之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置和兩個側(cè)面，外輪胎9和地面的接觸時，汽車自重施加在外輪胎9上，外輪胎9受到外力的作用有變形，壓電元件8也同時受到外力的作用產(chǎn)生變形并產(chǎn)生電能量，壓電元件8具有壓電效應:當電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電能量，當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應；外輪胎9套裝在輪輞10上，導電裝置4中設有電刷3，滑環(huán)2包括左盤2-1和右盤2-2，左盤2-1和右盤2-2之間有絕緣層，兩個電刷3分別和滑環(huán)2的左盤2-1、右盤2-2接觸，導電裝置4固定在車架13上；4個以上的壓電元件8串聯(lián)或并聯(lián)組成壓電模塊19，將壓電模塊19產(chǎn)生的電能量輸送到電能轉(zhuǎn)換器14中，滑環(huán)2和主軸I同軸裝配并隨主軸I同步旋轉(zhuǎn)，導線A15、導線B16分別與電能轉(zhuǎn)換器14、滑環(huán)2的左盤2-1和右盤2-2電連接，電刷3通過導線C17、導線D18和蓄電池12電連接，將電能量輸送到蓄電池12中，壓電元件8的形變越大，產(chǎn)生的能量越高，壓電元件8數(shù)量越多,產(chǎn)生的能量越大,壓電元件8材料特性越好,產(chǎn)生的能量越大。
[0031]所述的輪胎發(fā)電裝置還包括制動盤5、制動器6、輪轂7，以上部件的結(jié)構(gòu)形式、連接方式和現(xiàn)有常規(guī)汽車相同，不需要對汽車結(jié)構(gòu)進行太大改動，只是需要在制動盤5的一側(cè)布置滑環(huán)2和導電裝置4，將上述輪胎中電能轉(zhuǎn)換器14的電能量輸送到蓄電池12中，為汽車提供補充能源，上述輪胎是所述汽車輪胎中的任意一個或其中的幾個或全部，采用一個蓄電池12，將每個輪胎發(fā)出的電能量通過導線C17、導線D18和蓄電池12并聯(lián)，同時為蓄電池12充電。
[0032]電能轉(zhuǎn)換器14包括依次電連接的壓電模塊19、整流模塊20、蓄能模塊21、DC-DC升壓模塊22和穩(wěn)壓模塊23，壓電模塊19在外界壓力作用下，產(chǎn)生電能量，其電壓和電流都呈交變特性，蓄電池12充電需要穩(wěn)定的直流電源，因此需要整流模塊20將其轉(zhuǎn)化為直流電能量。由于壓電元件8產(chǎn)生的電量過小，且電量不穩(wěn)，所以使用蓄能模塊21將其電能暫時收集起來，使電能趨于穩(wěn)定，之后通過DC-DC升壓模塊22將直流電壓升高，功率放大，通過穩(wěn)壓模塊23實現(xiàn)直流穩(wěn)壓輸出，實現(xiàn)對蓄電池12充電。
[0033]將蓄電池12里的電能提供給電動機25，控制器24控制電動機25帶動變速器驅(qū)動汽車行駛，或者為汽車空調(diào)、循環(huán)風、照明、音響以及充電等提供電能。
[0034]所述輪胎發(fā)電裝置用于轎車、客車、貨車、工程機械、礦山機械等機動車，在行駛初期，蓄電池12里的電能不足以驅(qū)動汽車行駛，這時汽油或柴油發(fā)動機工作，當行駛一定距離后，蓄電池12里的電能可以驅(qū)動汽車時，電路控制系統(tǒng)自動將將蓄電池12里的電能提供給電動機25，電動機25驅(qū)動汽車行駛，汽油或柴油發(fā)動機停止，停止了汽油或柴油的消耗，當蓄電池12的電能小于額定值時，重新啟動汽油或柴油發(fā)動機，消耗汽油或柴油，發(fā)動機單獨或者發(fā)動機和電動機25共同驅(qū)動汽車，周而復始進行以上的轉(zhuǎn)換。
[0035]【具體實施方式】二:如圖2、9、10所示，本實施方式中，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、彈性支撐體A9-18、橡膠胎D9-14、內(nèi)腔G9-17、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、電能轉(zhuǎn)換器14，橡膠胎D9-14和外輪胎9用膠粘劑或熱熔為一體。
[0036]將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1，放入外輪胎9和橡膠胎D9-14圍成封閉不規(guī)則環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1充滿外輪胎9和橡膠胎D9-14圍成封閉不規(guī)則環(huán)形的內(nèi)部，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間有空隙9-2，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成環(huán)形彈性支撐體A9-18，彈性支撐體A9-18、外輪胎9、壓電元件8、橡膠胎D9-14形成一個整體輪胎，內(nèi)腔G9-17內(nèi)部充氣。
[0037]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件8位于外輪胎9和彈性支撐體A9-18之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0038]【具體實施方式】三:如圖3、9、10所示，本實施方式中，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、彈性支撐體B9-19、橡膠胎B9-6、內(nèi)腔B9-5、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、電能轉(zhuǎn)換器14，橡膠胎B9-6和外輪胎9用膠粘劑或熱熔為一體。
[0039]將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1，放入外輪胎9和橡膠胎B9-6圍成封閉環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1充滿外輪胎9和橡膠胎B9-6圍成的封閉環(huán)形里，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間有空隙9-2，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成環(huán)形的彈性支撐體B9-19，壓電元件8、彈性支撐體B9-19、外輪胎9和橡膠胎B9-6形成一個整體輪胎，內(nèi)腔B9-5內(nèi)部充氣。
[0040]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件8位于外輪胎9和彈性支撐體B9-19之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0041]【具體實施方式】四:如圖4、9、10所示，本實施方式中，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、彈性支撐體C9-20、橡膠胎A9-3、內(nèi)腔A9-4、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、電能轉(zhuǎn)換器14，橡膠胎A9-3裝在外輪胎9里面，橡膠胎A9-3和外輪胎9之間固定或者不固定。
[0042]將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1，放入外輪胎9和橡膠胎A9-3圍成封閉環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1充滿外輪胎9和橡膠胎A9-3圍成封閉環(huán)形的空間，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間有空隙9-2，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成彈性支撐體C9-20，壓電元件8、彈性支撐體C9-20、外輪胎9和橡膠胎A9-3形成一個整體輪胎，內(nèi)腔A9-4內(nèi)部充氣。
[0043]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件8位于外輪胎9和彈性支撐體C9-20之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0044]【具體實施方式】五:如圖5、9、10所示，本實施方式中，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、彈性支撐體D9-21、空隙9-2、兩個橡膠胎C9-8、兩個內(nèi)腔C9-7、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、電能轉(zhuǎn)換器14，橡膠胎C9-8位于外輪胎9的里側(cè)，橡膠胎C9-8的截面形狀為腰子形。
[0045]將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1，放入外輪胎9、輪輞10和橡膠胎C9-8圍成封閉環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1充滿外輪胎9和橡膠胎C9-8圍成封閉環(huán)空間里，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間有空隙9-2，TPU發(fā)泡彈性顆粒9-1之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成環(huán)形彈性支撐體D9-21，壓電元件8、彈性支撐體D9-21、外輪胎9、橡膠胎C9-8形成一個整體輪胎，內(nèi)腔C9-7內(nèi)部充氣。
[0046]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件8位于外輪胎9和彈性支撐體D9-21之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0047]【具體實施方式】六:如圖6、9、10所示，本實施方式中，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、橡膠胎E9-15、內(nèi)腔E9-11、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、電能轉(zhuǎn)換器14，橡膠胎E9-15和外輪胎9用膠粘劑或熱熔為一體，橡膠胎E9-15的截面形狀為C形，橡膠胎E9-15貼在外輪胎9里面，壓電元件8、外輪胎9、橡膠胎E9-15形成一個整體輪胎，內(nèi)腔E9-11內(nèi)部充氣，橡膠胎E9-15的作用是使壓電元件8變形更大，產(chǎn)生的能量更大，同時起到保護壓電元件8的作用。本實施方式和【具體實施方式】一的最大區(qū)別是外輪胎9中沒有彈性支撐體。
[0048]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件8位于外輪胎9和橡膠胎E9-15之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置和兩個側(cè)面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0049]【具體實施方式】七:如圖7、9、10所示，本實施方式中，所述的輪胎發(fā)電裝置包括主軸1、滑環(huán)2、導電裝置4、壓電元件8、外輪胎9、橡膠胎F9-16、內(nèi)腔F9-12、輪輞10、導線A15、導線B16、導線C17、導線D18、蓄電池12、電能轉(zhuǎn)換器14，橡膠胎F9-16和外輪胎9用膠粘劑或熱熔為一體，橡膠胎F9-16的截面形狀為一字形，橡膠胎F9-16貼服在外輪胎9里，壓電元件8、外輪胎9、橡膠胎F9-16形成一個整體輪胎，內(nèi)腔F9-12內(nèi)部充氣，橡膠胎F9-16的作用是使壓電元件8變形更大，產(chǎn)生的能量更大，同時起到保護壓電元件8的作用。本實施方式和【具體實施方式】一的最大區(qū)別是外輪胎9中沒有彈性支撐體。
[0050]在外輪胎9的截面位置設置2個以上的壓電元件8，并且沿著外輪胎9的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件8位于外輪胎9和橡膠胎F9-16之間，壓電元件8粘貼在外輪胎9內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0051]【具體實施方式】八:如圖1-10所示，本實施方式中，所述的電能轉(zhuǎn)換器14固定在輪輞10上，壓電元件8和電能轉(zhuǎn)換器14之間用導線電連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二、三、四、五、六或七相同。
[0052]【具體實施方式】九:如圖1-8所示，本實施方式中，所述的外輪胎9為子午線輪胎或斜交線輪胎或現(xiàn)有技術(shù)的機動車輪胎，所述的輪輞10與外輪胎9相匹配。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二、三、四、五、六、七或八相同。
[0053]【具體實施方式】十:如圖1-10所示，本實施方式中，所述壓電元件8為壓電陶瓷、壓電石英、壓電晶體、多元單晶壓電體、壓電高分子、壓電纖維或壓電陶瓷/高聚物的復合材料。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
[0054]本發(fā)明不限于上述【具體實施方式】，凡是本領(lǐng)域技術(shù)根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)啟示而得到的等同變換或者是等效替換的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)(2)、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、彈性支撐體(9-13)、內(nèi)腔(9-9)、橡膠胎(9-10)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、車架(13)和電能轉(zhuǎn)換器(14)； 在外輪胎(9)的內(nèi)部設有橡膠胎(9-10)，橡膠胎(9-10)截面是封閉的不規(guī)則環(huán)形，將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)，放入外輪胎(9)里面的橡膠胎(9-10)里面，將無數(shù)個!PU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)充滿橡膠胎(9-10)的空間，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間有空隙(9-2)，經(jīng)過加壓或加熱消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成彈性支撐體(9-13)，壓電元件(8)、橡膠胎(9-10)、彈性支撐體(9-13)和外輪胎(9)形成一個整體輪胎，在內(nèi)腔(9-9)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上壓電元件(8)，壓電元件(8)位于外輪胎(9)和橡膠胎(9-10)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面上，位置處于水平位置和兩個側(cè)面，外輪胎(9)和地面的接觸時，汽車自重施加在外輪胎(9)上，外輪胎(9)受到外力的作用有變形，壓電元件(8)也同時受到外力的作用產(chǎn)生變形并產(chǎn)生電能量；外輪胎(9)套裝在輪輞(10)上，導電裝置(4)中設有電刷(3)，滑環(huán)(2)包括左盤(2-1)和右盤(2-2)，左盤(2-1)和右盤(2_2)之間有絕緣層，電刷⑶分別和滑環(huán)⑵的左盤(2-1)、右盤(2-2)接觸，導電裝置⑷固定在車架(13)上；4個以上的壓電元件(8)串聯(lián)或并聯(lián)組成壓電模塊(19)，將壓電模塊(19)產(chǎn)生的電能量輸送到電能轉(zhuǎn)換器(14)中，滑環(huán)(2)和主軸(I)同軸裝配并隨主軸(I)同步旋轉(zhuǎn)，導線A(15)、導線B(16)分別與電能轉(zhuǎn)換器(14)、滑環(huán)⑵的左盤(2-1)和右盤(2_2)電連接，電刷⑶通過導線C(17)、導線D(IS)和蓄電池(12)電連接，將電能量輸送到蓄電池(12)中； 所述裝置還包括制動盤(5)、制動器￠)、輪轂(7)，在制動盤(5) —側(cè)的滑環(huán)(2)和導電裝置(4)，將上述輪胎中電能轉(zhuǎn)換器(14)的電能量輸送到蓄電池(12)中，為汽車提供補充能源，上述輪胎是所述汽車輪胎中的任意一個或其中的幾個或全部，采用一個蓄電池(12)，將每個輪胎發(fā)出的電能量通過導線C(17)、導線D(IS)和蓄電池(12)并聯(lián)，同時為蓄電池(12)充電； 電能轉(zhuǎn)換器(14)包括依次電連接的壓電模塊(19)、整流模塊(20)、蓄能模塊(21)、DC-DC升壓模塊(22)和穩(wěn)壓模塊(23)，壓電模塊(19)在外界壓力作用下，產(chǎn)生電能量，其電壓和電流都呈交變特性，蓄電池(12)充電需要穩(wěn)定的直流電源，因此需要整流模塊(20)將其轉(zhuǎn)化為直流電能量，由于壓電元件(8)產(chǎn)生的電量過小，且電量不穩(wěn)，所以使用蓄能模塊(21)將其電能收集起來，使電能趨于穩(wěn)定，之后通過DC-DC升壓模塊(22)將直流電壓升高，功率放大，通過穩(wěn)壓模塊(23)實現(xiàn)直流穩(wěn)壓輸出，實現(xiàn)對蓄電池(12)充電； 將蓄電池(12)里的電能提供給電動機(25)，控制器(24)控制電動機(25)帶動變速器驅(qū)動汽車行駛，或者為汽車空調(diào)、循環(huán)風、照明、音響以及充電提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)⑵、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、彈性支撐體A(9-18)、橡膠胎D (9-14)、內(nèi)腔G(9-17)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、電能轉(zhuǎn)換器(14)，橡膠胎D (9-14)和外輪胎(9)用膠粘劑或熱熔為一體； 將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)，放入外輪胎(9)和橡膠胎D (9-14)圍成封閉不規(guī)則環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)充滿外輪胎(9)和橡膠胎D(9-14)圍成封閉不規(guī)則環(huán)形的內(nèi)部，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間有空隙(9-2)，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成環(huán)形彈性支撐體A (9-18)，彈性支撐體A(9-18)、外輪胎(9)、壓電元件(8)、橡膠胎D(9-14)形成一個整體輪胎，內(nèi)腔G(9_17)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件(8)位于外輪胎(9)和彈性支撐體A(9-18)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)⑵、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、彈性支撐體B (9-19)、橡膠胎B (9-6)、內(nèi)腔B(9-5)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、電能轉(zhuǎn)換器(14)，橡膠胎B (9-6)和外輪胎(9)用膠粘劑或熱熔為一體； 將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)，放入外輪胎(9)和橡膠胎B (9-6)圍成封閉環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)充滿外輪胎(9)和橡膠胎B (9-6)圍成的封閉環(huán)形里，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間有空隙(9-2)，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成環(huán)形的彈性支撐體B(9-19)，壓電元件(8)、彈性支撐體B(9-19)、外輪胎(9)和橡膠胎B(9-6)形成一個整體輪胎，內(nèi)腔B(9_5)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件(8)位于外輪胎(9)和彈性支撐體B(9-19)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)(2)、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、彈性支撐體C(9-20)、橡膠胎A(9-3)、內(nèi)腔A(9-4)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、電能轉(zhuǎn)換器(14)，橡膠胎A(9-3)裝在外輪胎(9)里面，橡膠胎A(9-3)和外輪胎(9)之間固定或者不固定； 將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)，放入外輪胎9和橡膠胎A (9-3)圍成封閉環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，!PU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)充滿外輪胎(9)和橡膠胎A(9-3)圍成封閉環(huán)形的空間，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間有空隙(9-2)，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成彈性支撐體C (9-20)，壓電元件(8)、彈性支撐體C (9_20)、夕卜輪胎(9)和橡膠胎A(9-3)形成一個整體輪胎，內(nèi)腔A(9-4)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件⑶位于外輪胎(9)和彈性支撐體C(9-20)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)(2)、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、彈性支撐體D(9-21)、空隙(9_2)、兩個橡膠胎C(9-8)、兩個內(nèi)腔C(9-7)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、電能轉(zhuǎn)換器(14)，橡膠胎C(9-8)位于外輪胎(9)里側(cè)，橡膠胎C(9-8)的截面形狀為腰子形； 將TPU制成TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)，放入外輪胎(9)、輪輞(10)和橡膠胎C(9-8)圍成封閉環(huán)形的內(nèi)部里，將無數(shù)個TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)采用膠粘劑或表面熱熔的工藝將其粘合在一起，TI3U發(fā)泡彈性顆粒(9-1)充滿外輪胎(9)和橡膠胎C(9-8)圍成封閉環(huán)空間里，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間有空隙(9-2)，TPU發(fā)泡彈性顆粒(9-1)之間經(jīng)過加壓或加熱消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成環(huán)形彈性支撐體D(9-21)，壓電元件(8)、彈性支撐體D(9-21)、外輪胎(9)、橡膠胎C(9-8)形成一個整體輪胎，內(nèi)腔C(9_7)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件⑶位于外輪胎(9)和彈性支撐體D(9-21)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)⑵、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、橡膠胎E (9-15)、內(nèi)腔E (9-11)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、電能轉(zhuǎn)換器(14)，橡膠胎E (9-15)和外輪胎(9)用膠粘劑或熱熔為一體，橡膠胎E (9-15)的截面形狀為C形，橡膠胎E(9-15)貼在外輪胎(9)里面，壓電元件(8)、外輪胎(9)、橡膠胎E(9-15)形成一個整體輪胎，內(nèi)腔E (9-11)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件⑶位于外輪胎(9)和橡膠胎E(9-15)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面的水平位置和兩個側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述裝置包括主軸(I)、滑環(huán)⑵、導電裝置(4)、壓電元件(8)、外輪胎(9)、橡膠胎F(9-16)、內(nèi)腔F(9-12)、輪輞(10)、導線A(15)、導線B(16)、導線C(17)、導線D(18)、蓄電池(12)、電能轉(zhuǎn)換器(14)，橡膠胎F(9-16)和外輪胎(9)用膠粘劑或熱熔為一體，橡膠胎F(9-16)的截面形狀為一字形，橡膠胎F(9-16)貼服在外輪胎(9)里，壓電元件(8)、外輪胎(9)、橡膠胎F(9-16)形成一個整體輪胎，內(nèi)腔F (9-12)內(nèi)部充氣； 在外輪胎(9)的截面位置設置2個以上的壓電元件(8)，并且沿著外輪胎(9)的內(nèi)部圓周方向設置2個以上，壓電元件⑶位于外輪胎(9)和橡膠胎F(9-16)之間，壓電元件(8)粘貼在外輪胎(9)內(nèi)部表面的水平位置或兩個側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述的電能轉(zhuǎn)換器(14)固定在輪輞(10)上，壓電元件⑶和電能轉(zhuǎn)換器(14)之間用導線電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述的外輪胎(9)為子午線輪胎或斜交線輪胎或機動車輪胎，所述的輪輞(10)與外輪胎(9)相匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的輪胎發(fā)電裝置，其特征在于:所述壓電元件(8)為壓電陶瓷、壓電石英、壓電晶體、多元單晶壓電體、壓電高分子、壓電纖維或壓電陶瓷/高聚物的復合材料。
【文檔編號】H02N2/18GK104377992SQ201410663244
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】韓毅軍, 時丕林, 劉桂紅 申請人:大連華工創(chuàng)新科技股份有限公司