[發明專利]一種基于輪胎形變利用介電彈性體發電的防爆輪胎

有效

• 申請號: 201711367361.X
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108058546B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 劉嘉軒;劉利忠
• 申請（專利權）人: 劉利忠
• 主分類號: B60C19/00
• 分類號: B60C19/00;H02N2/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王慶慶

一種基于輪胎形變利用介電彈性體發電的防爆輪胎，屬于介電彈性體逆向發電和輪胎制造工藝技術領域。輪胎轉動，觸地位置上兩胎壁發生外鼓式形變，拉動洽接于胎壁內測的介電彈性體伸張，隨著輪胎觸地位置偏移恢復原狀，介電彈性體回縮、弛豫發出電量。輪胎周而復始的轉動，持續使洽接于胎壁內測的介電彈性體伸張、回縮、弛豫，從而不間斷的產出電力。

技術領域

本發明涉及一種基于輪胎形變利用介電彈性體發電的防爆輪胎，屬于介電彈性體逆向發電和輪胎制造工藝技術領域，利用輪胎觸地形變使介電彈性體伸張、回縮、弛豫發出電力。

技術背景

目前市場上車用輪胎性能單一，不能將自身固有能量進行有效轉化。如果利用輪胎固有特性使其轉化為有用能量，那么將節省很大的自然資源。專利文獻：CN201610119552.3公開了一種基于介電彈性體的汽車輪胎發電裝置，包括：介電彈性體薄膜、上殼、防漏電保護下殼、下殼剛性弓型軸板、下殼聯動滾軸、上殼聯動滾軸、殼彈性固定軸、銷釘、介電彈性體薄膜固定卡、電磁屏蔽罩和發電裝置信號監測及壓力傳感處理系統。多個發電裝置通過并聯的方式填充在整個輪胎中，通過輪胎形變，觸及輪胎內部所述的剛性弓形軸板，使介電彈性體薄膜收縮、拉伸實現機械能向電能的轉換。這樣繁雜、沉重的裝置填充于輪胎中，極大的增加了輪胎轉動時的離心力，使車輛起步、剎車變得尤為困難；再者，輪胎胎面長期受到地面和弓型軸板共同長期擠壓，輪胎使用壽命將會大大縮短。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，將輪胎觸地形變這一固有勢態直接、簡單地通過介電彈性體轉化為可為車輛所用的電能，有效節約了能源。

本發明采取的技術方案是：利用輪胎觸地位置上兩胎壁發生外鼓式形變，使洽接于兩胎壁之間的介電彈性體伸張；輪胎轉動，原觸地位置發生偏移，原位置胎壁恢復，原位置介電彈性體回縮；在介電彈性體伸縮、弛豫過程中發出電力。本發明的基于輪胎形變利用介電彈性體發電的防爆輪胎，包括輪胎、輪轂、介電彈性體和電力收集裝置。

所述的輪胎胎壁內兩測，制造有數條對應的環狀裙帶，環狀裙帶邊緣設計有加強筋，所述的環狀裙帶由胎壁內層材料折合、外伸且邊緣內設置加強筋后與輪胎整體加工完成。環狀裙帶之間由不可伸縮材料通過與所述的加強筋牢固結合，使環狀裙帶與介電彈性體洽接為整體體系。

所述的介電彈性體由多個單層丙烯酸或硅樹脂彈性體壓合而成，壓合后的介電彈性體層面滲入屈從電極材料碳或石墨，再次工序噴涂絕緣涂料層和電磁屏蔽涂料層，噴涂完成的介電彈性體被分成數段，環輪胎內腔布置，段與段之間設置柔性絕緣材料作為間隔，每段介電彈性體上還附有洄形冷卻軟管和電源引出線。冷卻軟管和電源引出線通過輪轂內壁腔體引向電力收集裝置內部的冷卻液腔和電力存儲設備。輪轂內部腔體是制造在輪輻內和輪轂內壁上的數個加入密封措施的引出通道。

所述的電力收集裝置位于輪轂中心位置，電力收集裝置包括用電保護裝置、電力存儲設備和冷卻液腔，電力存儲設備內含電力存儲與電力輸出器件；冷卻液腔通過輪轂內腔與洄形冷卻軟管貫通，利用離心力和流體的熱脹冷縮原理，對輪胎內部進行循環降溫；電力存儲設備以電池組的形式對工作在輪胎內的介電彈性體所產生電量進行電力收集、存儲及通過旋轉接頭或其它電力輸出方式輸出。

所述的介電彈性體，在輪胎充入小于非傳統氣體后，其狀態處于一種非極限拉伸狀態，其拉伸力將做為輪胎氣體支撐力的另一種補充存在，對輪胎起到一定的固形、支撐作用，使輪胎在保有與傳統輪胎同樣的功用和外形的基礎上，大大降低爆胎的發生概率。

所述的介電彈性體各與之間的柔性絕緣間隔材料都具有一定的伸縮特質，能夠隨介電彈性體共同伸縮，其作用在于輪胎轉動時，能讓每段介電彈性體單獨產生電力，并由各自引出的電源引出線分別將電力輸送給電力存儲設備。