一种压电式自供电胎压监测装置的制作方法

本实用新型涉及轮胎压力监测技术领域，特别是涉及一种压电式自供电胎压监测装置。

背景技术：

车辆的胎压监测装置，用于实时监测车辆行驶过程中轮胎的压力，并对轮胎压力升高或降低造成爆胎事故的发生进行预警，提醒驾驶员人采取有效应对措施，以确保车辆的安全稳定行驶，从而避免造成人员伤亡与经济损失。

目前车辆上所使用的胎压监测装置，或安装在轮胎内部，或使用电池供电。将胎压监测装置装在轮胎内部，车辆行驶过程中所产生的随机振动对监测装置造成破坏时，会损坏轮胎或产生附加动载荷；且其加工制造要求与轮胎生产协同，工艺复杂。 使用电池供电的胎压监测装置，由于电池寿命有限，当其电量不足时需要更换；对于电池与监测装置一体的，甚至需要更换整个监测装置；致使其存在胎压监测数据不完整、使用寿命较短等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种压电式自供电胎压监测装置，解决装置安装难度大、工作不稳定、出现电量供应不足导致监测数据不完整的问题，具有安装简单、工作稳定、不需要外部电源、监测数据完整的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种压电式自供电胎压监测装置，包括壳体、发电机组、能量转换装置、电池组、胎压监测装置；发电机组、能量转换装置、电池组和胎压监测装置固定安装在壳体的内部，壳体安装在轮胎外部的轮毂上；发电机组中的发电机为悬臂梁式发电机；发电机组和能量转换装置连接，能量转换装置和电池组连接，电池组和胎压监测装置连接，电池组为胎压监测装置提供电源。

优选地，壳体和轮毂为螺纹连接或焊接。

优选地，壳体和轮毂的接触面为曲面，接触部分壳体和轮毂的曲率相同。

优选地，悬臂梁式发电机包括金属基板、上层压电片、下层压电片、振子、电极；金属基板位于上层压电片和下层压电片中间，上层压电片和下层压电片互相平行，振子安装在金属基板一端，电极在金属基板另一端的上层压电片和下层压电片的端部引出。

优选地，发电机组包括支座、第一发电机和第二发电机，第一发电机和第二发电机为臂长不等的悬臂梁式发电机，第一发电机和第二发电机安装后相互平行。

优选地，能量转换装置包括整流滤波电路和稳压滤波电路。

优选地，胎压监测装置包括压力传感器、处理器、无线发射器和接收器，压力传感器和轮胎的内胎接触，压力传感器的输出端和处理器的输入端连接，处理器的输出端和无线发射器的输入端连接，接收器安装在驾驶室内。

优选地，接收器包括液晶显示屏和闪光灯。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过设计一种压电式自供电胎压监测装置，包括壳体、发电机组、能量转换装置、电池组、胎压监测装置；发电机组、能量转换装置、电池组和胎压监测装置固定安装在壳体内部，壳体安装在轮胎外部的轮毂上；由于装置中的部件均在壳体内部，安装时只需要将壳体固定安装在轮胎外部的轮毂上，此设计简化了安装工艺，使安装更加简单；由于本装置中的所有部件均安装在壳体内部，工作时壳体为整体装置提供一个密闭的空间，保证整体装置工作的稳定性；本装置设有发电机组，可以利用车辆运动过程中轮胎的振动进行发电，为胎压监测装置提供电源，不再需要外部电源，另本装置中设有电池组可以将多余的电量进行储存，此种设计可以保证装置整体时刻有电源供应，胎压监测装置能够不间断的对胎压进行监测，从而保证监测数据的完整性。

附图说明

图1是本实用新型一种压电式自供电胎压监测装置的安装示意图。

图2是本实用新型一种压电式自供电胎压监测装置的整体结构示意图。

图3是本实用新型一种压电式自供电胎压监测装置的内部结构示意图。

图4是本实用新型一种压电式自供电胎压监测装置的内部结构主视图。

图5是本实用新型一种压电式自供电胎压监测装置的内部结构俯视图。

图6是本实用新型发电机组的示意图。

图7是本实用新型发电机的结构示意图。

图8是本实用新型发电机的等效电路图。

图9是本实用新型能量转换装置的电路图。

图10是本实用新型监测装置的原理框图。

图中：1、壳体；2、发电机组；3、能量转换装置；4、电池组；5、胎压监测装置；6、轮胎；7、轮毂；201、支座；202、第一发电机；203、第二发电机；221、金属基板；222、上层压电片；223、下层压电片 ；224、振子；225、电极。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，为本实用新型一种压电式自供电胎压监测装置的安装示意图，本装置中的部件均安装在壳体1内部，只需要将壳体1安装在轮胎6外部的轮毂7上即可完成整体装置的安装，此设计使装置安装更加简单，方便快捷；除此之外壳体1为装置提供一个密闭的空间，保护装置不受外界环境的干扰，增强了装置的稳定性。

壳体1和轮毂7之间的连接为螺纹连接或焊接，可以保证整体装置固定安装在轮毂7上，防止使用过程中出现装置脱落现象，增强装置使用的稳定性。

壳体1和轮毂7的接触面为曲面，接触部分壳体1和轮毂7的曲率相同，此种设计可以保证装置和轮毂7达到无缝连接，使装置在轮毂7上达到固定安装，防止出现脱落现象。

如图2至图5所示， 一种压电式自供电胎压监测装置，包括壳体1、发电机组2、能量转换装置3、电池组4、胎压监测装置5；发电机组2、能量转换装置3、电池组4和胎压监测装置5固定安装在壳体1的内部，发电机组2中的发电机为悬臂梁式发电机；发电机组2和能量转换装置3连接，能量转换装置3和电池组4连接，电池组4和胎压监测装置5连接，电池组4为胎压监测装置5提供电源。

如图6所示，为本实用新型发电机组2的示意图，包括支座201、第一发电机202和第二发电机203，支座201固定安装在壳体1的内壁上，第一发电机202和第二发电机203的一端固定安装在支座201上，第一发电机202和第二发电机203为臂长不等的悬臂梁式发电机，第一发电机202和第二发电机203安装后相互平行，同时第一发电机202和第二发电机203之间保证一定空间以便电机能够产生振动进行发电。

如图7所示，为发电机的结构示意图，发电机为悬臂梁式发电机，包括金属基板221、上层压电片222、下层压电片223、振子224、电极225；发电机工作过程中，由振子224引起金属基板221振动，使上层压电片222和下层压电片223变形产生电能，并由电极225导出传送至能量转换装置3，如图8所示为发电机的等效电路图。

如图9所示，为本实用新型能量转换装置3的电路图，包括整流滤波电路和稳压滤波电路；流滤波电路包括桥式整流电路Q1、电解电容C1、电容C2，桥式整流电路Q1对发电机组2产生的电动势进行整流，且经电解电容C1、电容C2滤波；稳压滤波电路包括三端稳压器IC1、电解电容C3、电容C4，三端稳压器IC1进行稳压后，由电解电容C3、电容C4两端进行再次滤波。

如图10所示，为本实用新型监测装置的原理框图，包括压力传感器、处理器、无线发射器和接收器，压力传感器和轮胎6的内胎接触，压力传感器的输出端和处理器的输入端连接，处理器的输出端和无线发射器的输入端连接，接收器安装在驾驶室内。

工作时，压力传感器采集内胎的胎压并将数据传送至处理器，处理器中预先设定标准胎压值范围，处理器将压力传感器采集的胎压值和标准胎压值进行比较，当采集到的胎压值超出或低于标准胎压值的范围时，处理器判定为胎压异常，并将异常报警信号通过无线发射器发送至接收器。

接收器包括液晶显示屏和闪光灯，当胎压异常时，接收器接收报警信息，液晶显示屏显示具体胎压值，同时闪光灯进行闪烁报警，此种设计可以使人员及时接收轮胎6胎压的异常信息并进行处理，防止意外发生。

采用上述技术方案后，由于装置中的部件均在壳体1内部，安装时只需要将壳体1固定安装在轮胎6外部的轮毂7上，此设计简化了安装工艺，使安装更加简单；由于本装置中的所有部件均安装在壳体1内部，工作时壳体1为整体装置提供一个密闭的空间，保证整体装置工作的稳定性；本装置设有发电机组2，可以利用车辆运动过程中轮胎6的振动进行发电，为胎压监测装置5提供电源，不再需要外部电源，另本装置中设有电池组4可以将多余的电量进行储存，此种设计可以保证装置整体时刻有电源供应，胎压监测装置5能够不间断的对胎压进行监测，从而保证监测数据的完整性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。