[發(fā)明專利]面向胎壓監(jiān)測(cè)傳感器供能的非線性寬頻壓電俘能器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711040606.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107592031B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧曉暉;馬騰;程廷海;姜雨;陳茜炎;陳鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種面向胎壓監(jiān)測(cè)傳感器供能的非線性寬頻壓電俘能器，以解決當(dāng)前用于胎壓傳感器供能的壓電發(fā)電裝置存在的使用壽命短、俘能頻率帶寬窄等問(wèn)題。本發(fā)明包括外殼體、旋轉(zhuǎn)組件、壓電發(fā)電組件三部分。旋轉(zhuǎn)組件和壓電發(fā)電組件固定在外殼體內(nèi)部。所述旋轉(zhuǎn)組件可將車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為自身的轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)扇形磁鐵一起進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形磁鐵撥動(dòng)壓電發(fā)電組件末端的磁鐵，使得壓電組件產(chǎn)生形變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能量的俘獲。本發(fā)明設(shè)計(jì)的壓電發(fā)電裝置利用了磁鐵間非線性力產(chǎn)生的非線性剛度效應(yīng)拓寬了俘能帶寬，利用非接觸磁力代替機(jī)械沖擊提高了壓電元件的使用壽命。在汽車和能源利用技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種面向胎壓監(jiān)測(cè)傳感器供能的非線性寬頻壓電俘能器，屬于汽車和能源收集技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著公路的發(fā)展和汽車性能的不斷提高，汽車的行駛速度越來(lái)越快，特別是汽車擁有量的迅速增加，交通越來(lái)越擁擠，事故更為頻繁，汽車的安全性就變得尤為重要。汽車輪胎壓力異常，極容易導(dǎo)致意外事故的發(fā)生。在惡性交通事故中，由爆胎引起的車禍所占比例非常高，而胎壓不足是引起爆胎的重要原因之一，由此說(shuō)明了胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要性。當(dāng)前為胎壓傳感器供能方式主要為化學(xué)電池供電，化學(xué)電池供電方式存在電池使用壽命有限、需定期更換以及環(huán)境污染等不足。

利用壓電元件的正壓電效應(yīng)俘獲環(huán)境微能源轉(zhuǎn)化為電能的能源收集技術(shù)，由于具有能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔無(wú)污染、不受電磁干擾等優(yōu)勢(shì)，成為微能源轉(zhuǎn)化與供給技術(shù)的研究熱點(diǎn)。汽車在行駛過(guò)程中，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)具有本身能量大、轉(zhuǎn)速高、且工作時(shí)振動(dòng)頻率變化幅度較大等特點(diǎn)。因此，合理利用車輪旋轉(zhuǎn)的能量，結(jié)合壓電元件的正壓電效應(yīng)將車輪旋轉(zhuǎn)的能量轉(zhuǎn)化為電能為胎壓傳感器供能，可有效解決傳統(tǒng)電源供能方式帶來(lái)的布線復(fù)雜及電池供能方式帶來(lái)的需定期更換、污染環(huán)境等問(wèn)題。然而，當(dāng)前應(yīng)用在汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)領(lǐng)域中的壓電發(fā)電裝置普遍存在俘能頻帶窄、使用壽命短等問(wèn)題，限制了壓電發(fā)電裝置在汽車與能源技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。因此，需要研究一種用于胎壓監(jiān)測(cè)傳感器供能的新型能源供給技術(shù)來(lái)解決目前存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的胎壓傳感器供能裝置存在俘能頻帶窄、使用壽命短等問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)一種面向胎壓監(jiān)測(cè)傳感器供能的非線性寬頻壓電俘能器，為胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的傳感器提供一種新型環(huán)保、高效、穩(wěn)定的供能裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述面向胎壓監(jiān)測(cè)傳感器供能的非線性寬頻壓電俘能器由外殼體、旋轉(zhuǎn)組件、壓電發(fā)電組件組成。所述旋轉(zhuǎn)組件安裝固定在外殼體中，壓電發(fā)電組件與外殼體內(nèi)壁上的安裝槽一配合，通過(guò)膠粘方式固定。

所述外殼體由封裝殼、側(cè)蓋和緊定螺釘組成，封裝殼和側(cè)蓋配合，通過(guò)緊定螺釘安裝固定；所述封裝殼底部中心位置設(shè)置有軸承安裝孔一，其與軸承過(guò)盈配合，實(shí)現(xiàn)軸承的安裝固定，所述封裝殼四個(gè)側(cè)面內(nèi)壁靠近中部位置對(duì)稱設(shè)有安裝槽一，其與壓電發(fā)電組件配合，通過(guò)粘接方式固定，所述封裝殼端面四角均勻布置有螺紋孔，其與緊定螺釘進(jìn)行螺紋連接；所述側(cè)蓋設(shè)置有軸承安裝孔二和通孔一，所述軸承安裝孔二與軸承過(guò)盈配合，實(shí)現(xiàn)軸承的安裝固定，所述通孔一均勻布置在側(cè)蓋上端面四角的位置，其與螺紋孔配合，通過(guò)緊定螺釘安裝固定。

所述旋轉(zhuǎn)組件由軸承、旋轉(zhuǎn)軸、緊固螺釘、扇形磁鐵、夾緊裝置、基板組成，其中軸承對(duì)稱布置在旋轉(zhuǎn)組件兩側(cè)，與旋轉(zhuǎn)軸配合連接，扇形磁鐵粘接固定在旋轉(zhuǎn)軸上，夾緊裝置與旋轉(zhuǎn)軸配合，布置在旋轉(zhuǎn)軸的中間部位，基板與夾緊裝置配合，通過(guò)緊固螺釘進(jìn)行螺紋連接固定。