[發明專利]非充氣輪胎的垂向力感應裝置、估算系統及估算方法

有效

• 申請號: 202010308999.1
• 申請日: 2020-04-19
• 公開（公告）號: CN111532089B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 徐婷;張不揚
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: B60C23/00
• 分類號: B60C23/00;B60R16/033;B60R16/02;G01L5/00;H02N1/04
• 代理公司: 深圳中創智財知識產權代理有限公司 44553
• 代理人: 文言;田宇

本發明涉及納米新能源技術領域，尤其涉及一種非充氣輪胎的垂向力感應裝置、估算系統及估算方法。本發明的非充氣輪胎的垂向力感應裝置包括輪輻支撐體、信號輸出模塊和分別與其電性連接的能量模塊、感應模塊；輪輻支撐體的彈性支撐段所成的內夾角和/或外夾角一側設置有作為感應單元的摩擦納米發電機，感應單元在輪輻支撐體受壓至壓力解除的過程中隨之產生交流電且交流電的電信號特征與非充氣輪胎所受的垂向力大小存在特定關聯；信號輸出模塊能夠在能量模塊的供能下將感應模塊產生的電信號特征輸出。以上結構簡單可靠，能夠感應非充氣輪胎所受的垂向力大小。本發明的非充氣輪胎的估算系統、估算方法能夠估算得到非充氣輪胎所受垂向力的大小。

技術領域

本發明屬于非充氣輪胎技術領域，特別地，涉及一種非充氣輪胎的垂向力感應裝置、估算系統及估算方法。

背景技術

現有技術中，常常無法實時感應非充氣輪胎在運轉過程中所受的垂向力大小，即使能夠感應，也是在非充氣輪胎上裝設結構常見的力傳感器，方式單一。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種非充氣輪胎的垂向力感應裝置，用于實時感應非充氣輪胎所受的垂向力大小。

本發明還提出了一種非充氣輪胎的垂向力估算系統，用于通過其包括的本發明的非充氣輪胎的垂向力感應裝置對非充氣輪胎所受的垂向力大小進行估算。

本發明又提出了一種非充氣輪胎的垂向力估算方法，能夠估算出非充氣輪胎所受的垂向力大小。

一種非充氣輪胎的垂向力感應裝置，用于感應非充氣輪胎所受的垂向力大小，包括：能量模塊、感應模塊、信號輸出模塊以及輪輻支撐體；

所述輪輻支撐體包括兩個或三個以上依次連接的彈性支撐段，相鄰兩個所述彈性支撐段在連接處形成內夾角，所述內夾角背側為外夾角；三個以上所述彈性支撐段依次連接形成的所述內夾角中，每相鄰兩個所述內夾角位于所述輪輻支撐體的不同側；

所述感應模塊包括至少一個能夠作為感應單元的摩擦納米發電機，每個所述摩擦納米發電機固定安裝在所述輪輻支撐體的內夾角一側或外夾角一側；

所述輪輻支撐體在其延伸方向上受壓時，相鄰所述彈性支撐段對安裝在二者之間的內夾角和/或外夾角中的所述感應單元進行擠壓；所述輪輻支撐體所受壓力減小時，所述彈性支撐段逐漸恢復至原位，解除對所述感應單元的擠壓；在所述感應單元受壓至所受擠壓解除的過程中，所述感應單元產生交流電，且所述交流電的電信號特征與所述非充氣輪胎所受的垂向力大小存在特定關聯；

所述信號輸出模塊分別與所述能量模塊、所述感應模塊信號連接，并且所述信號輸出模塊能夠在所述能量模塊的供能下將從所述感應模塊處獲得的電信號特征進行輸出。

可選地，所述能量模塊包括作為發電單元的摩擦納米發電機，每個所述發電單元固定安裝在所述輪輻支撐體的內夾角一側或外夾角一側；

所述輪輻支撐體在其延伸方向上受壓時，相鄰所述彈性支撐段對安裝在二者之間的內夾角一側和/或外夾角一側的所述發電單元進行擠壓；所述輪輻支撐體所受壓力減小時，所述彈性支撐段恢復至原位，解除對所述發電單元的擠壓；在所述發電單元受壓至所受擠壓解除的過程中，所述發電單元產生交流電；

所述非充氣輪胎的垂向力感應裝置還包括能量管理模塊，所述能量模塊、所述能量管理模塊以及所述信號輸出模塊依次串聯，所述能量管理模塊能夠將所述能量模塊產生的交流電轉化為直流電供給至所述信號輸出模塊。

可選地，作為所述感應單元或者所述發電單元的所述摩擦納米發電機，包括封裝腔、分別固定設置在所述封裝腔兩相對內壁上的兩個導電層、分別固定設置在兩個所述導電層遠離所述封裝腔的面上的兩個摩擦層，以及固定安裝在兩個所述摩擦層之間且位于兩個所述摩擦層邊角處的絕緣支撐層；兩個所述導電層彼此電性連接，兩個所述摩擦層彼此材質不同；