10用于使齿条11快速回位，同时使齿条11保持竖直运动，齿条11的另一端通过一铰链(图中未示出)活动连接连杆12的一端，连杆12的另一端粘接在轮胎17的内壁；铰链的一端设置有连杆角度传感器13，连杆角度传感器13将采集的连杆12转动角度Θ发送给设置在轮胎内的ECU4。霍尔式角度传感器2固定设置在机架I上，且与齿轮9相对设置用于实时采集齿轮9的旋转角度，霍尔式角度传感器2将采集的旋转角度发送给ECU4，ECU4根据齿轮9旋转角度计算得到齿条11的位移大小。ECU4根据连杆12转动角度Θ和齿条11的位移大小计算轮胎17的垂直变形量、侧偏角和侧偏力的大小，并将计算结果通过RF无线发射器5发送给外界的主控制系统，为主控制系统的计算和开发提供依据。发电机3将产生的电能通过DC/DC稳压器14转化为稳定的输出电压后，输送到储能元件15进行存储；储能元件15用于为霍尔式角度传感器2、连杆角度传感器13、E⑶4、RF无线发射器5、DC/DC稳压器14以及轮胎17内现有的TPMS系统进行供电。
[0022]实施例二:
[0023]本实施例提供的轮胎内能量回收装置与实施例一结构基本相同，不同之处在于:位于机架I内的发电轴31固定连接齿轮9。
[0024]当车辆的运动状态发生改变时，轮胎17带动连杆12运动，进而拉动齿条11向下或向上移动，从而带动与齿条11啮合的齿轮9顺时针旋转或逆时针旋转，由于发电轴31固定连接齿轮9，所以发电轴31与齿轮9做同步的旋转运动，发电机3在发电轴31的带动下产生交流电能，发电机3将产生的交流电能通过一交直流转换器转换为直流电，并通过DC/DC稳压器14转化为稳定的输出电压后，输送到储能元件15进行存储。此时，飞轮6用于平衡发电轴31的转动惯量，有一定的稳定作用。
[0025]本实用新型的机架I可以采用各种结构，如图1?3所示，本实用新型的实施例中，机架I为U型结构101，U型结构101的开口端下部分别设置有用于安装支架轴承7的通孔，U型结构101的中部固定设置一固定板102，固定板102上设置有一用于固定霍尔式角度传感器2的通孔，固定板102的一端向外延设置一用于固定发电机3壳体的夹持板103。
[0026]在一个优选的实施例中，储能元件15可以采用超级电容组或电池。
[0027]在一个优选的实施例中，发电机3可以采用直流永磁发电机。
[0028]下面以实施例一提供的轮胎内能量回收装置详细说明本发明的具体工作过程为:
[0029]轮胎17由于车辆的运动状态改变而产生侧偏位移，轮胎17内壁与轮圈16之间有相对运动，轮胎17带动连杆12运动，进而由连杆12带动齿条11向下移动，此时单向轴承8处于自锁状态，与齿条11啮合的齿轮9在齿条11的带动下旋转，进而带动发电轴31以及发电轴31上的飞轮6旋转，飞轮6的旋转运动使飞轮6具有了动能，同时，发电轴31旋转带动发电机3进行发电。发电机3产生的电能通过DC/DC稳压器14转化为稳定的输出电压后，进入储能元件15进行存储。
[0030]由于车辆运动状态的继续改变，轮胎17侧偏位移不再继续增加或者开始减小，轮胎17与轮圈16的相对位移减小。轮胎17带动连杆12运动，齿条11向上移动，此时单向轴承8处于自由状态，与齿条11啮合的齿轮9的旋转运动不能传递到发电轴31。由于飞轮6具有了动能，因此飞轮6带动发电轴31按原来的旋转方向继续旋转，使发电机3产生的电能为直流电能，飞轮6的动能逐渐通过发电机3转化为电能，电能通过DC/DC稳压器14转化为稳定的输出电压后，进入储能元件15进行存储。储能元件15存储的电能可以为轮胎17内的霍尔式角度传感器2、连杆角度传感器13、E⑶4、RF无线发射器5和DC/DC稳压器14供电，也可以为轮胎17内部的TPMS系统或者其他传感器控制系统提供能量。
[0031]同时，霍尔式角度传感器2实时采集齿轮9的旋转角度，并将采集的旋转角度发送给ECU4，ECU4根据齿轮9旋转角度计算得到齿条11的位移大小。连杆角度传感器13实时采集连杆12转动角度Θ，并将采集的转动角度Θ发送给ECU4。ECU4根据齿条11的位移大小和连杆12转动角度Θ计算轮胎17的垂直变形量、侧偏角和侧偏力的大小，并将计算结果通过RF无线发射器5发送给外界的主控制系统，为主控制系统的计算和开发提供依据。
[0032]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【主权项】
1.一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:包括一机架、一霍尔式角度传感器、一发电机、一齿轮、一连杆、一连杆角度传感器、一 DC/DC稳压器和一储能兀件； 所述机架的顶部固定设置在轮圈外侧，所述发电机的壳体固定设置在所述机架上；所述发电机的发电轴固定穿设飞轮，并通过两支架轴承固定在所述机架上；位于所述机架内的所述发电轴通过一单向轴承连接所述齿轮；所述齿轮啮合一齿条，所述齿条的一端通过一弹簧固定连接所述机架的顶部，所述齿条的另一端通过一铰链活动连接所述连杆的一端，所述连杆的另一端粘接在轮胎的内壁；所述铰链的一端设置有所述连杆角度传感器，所述连杆角度传感器将采集的所述连杆转动角度发送给一设置在所述轮胎内的ECU ; 所述霍尔式角度传感器固定设置在所述机架上，且与所述齿轮相对设置用于实时采集所述齿轮的旋转角度，所述霍尔式角度传感器将采集的旋转角度发送给所述ECU ; 所述ECU电连接一 RF无线发射器；所述发电机电连接所述DC/DC稳压器，所述发电机将产生的电能通过所述DC/DC稳压器转化为稳定的输出电压后，输送到所述储能元件进行存储；所述储能元件用于为所述霍尔式角度传感器、连杆角度传感器、ECU、RF无线发射器、DC/DC稳压器以及所述轮胎内的TPMS系统进行供电。2.如权利要求1所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述机架为U型结构，所述U型结构的开口端下部分别设置有用于安装所述支架轴承的通孔，所述U型结构的中部固定设置一固定板，所述固定板上设置有一用于固定所述霍尔式角度传感器的通孔；所述固定板的一端向外延设置一用于固定所述发电机壳体的夹持板。3.如权利要求1所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述储能元件采用超级电容组或电池。4.如权利要求2所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述储能元件采用超级电容组或电池。5.如权利要求1或2或3或4所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述发电机采用直流永磁发电机。6.—种轮胎内能量回收装置，其特征在于:包括一机架、一霍尔式角度传感器、一发电机、一齿轮、一连杆、一连杆角度传感器、一 DC/DC稳压器和一储能兀件； 所述机架的顶部固定设置在轮圈外侧，所述发电机的壳体固定设置在所述机架上；所述发电机的发电轴固定穿设飞轮，并通过两支架轴承固定在所述机架上；位于所述机架内的所述发电轴固定连接所述齿轮；所述齿轮啮合一齿条，所述齿条的一端通过一弹簧固定连接所述机架的顶部，所述齿条的另一端通过一铰链活动连接所述连杆的一端，所述连杆的另一端粘接在轮胎的内壁；所述铰链的一端设置有所述连杆角度传感器，所述连杆角度传感器将采集的所述连杆转动角度发送给一设置在所述轮胎内的ECU ; 所述霍尔式角度传感器固定设置在所述机架上，且与所述齿轮相对设置用于实时采集所述齿轮的旋转角度，所述霍尔式角度传感器将采集的旋转角度发送给所述ECU ; 所述ECU电连接一 RF无线发射器；所述发电机将产生的交流电能通过一交流直流转换器转换为直流电，并通过所述DC/DC稳压器转化为稳定的输出电压后，输送到所述储能元件进行存储；所述储能元件用于为所述霍尔式角度传感器、连杆角度传感器、ECU、RF无线发射器、DC/DC稳压器以及所述轮胎内的TPMS系统进行供电。7.如权利要求6所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述机架为U型结构，所述U型结构的开口端下部分别设置有用于安装所述支架轴承的通孔，所述U型结构的中部固定设置一固定板，所述固定板上设置有一用于固定所述霍尔式角度传感器的通孔；所述固定板的一端向外延设置一用于固定所述发电机壳体的夹持板。8.如权利要求6所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述储能元件采用超级电容组或电池。9.如权利要求7所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述储能元件采用超级电容组或电池。10.如权利要求6或7或8或9所述的一种轮胎内能量回收装置，其特征在于:所述发电机采用直流永磁发电机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种轮胎内能量回收装置，包括机架、霍尔式角度传感器、发电机、齿轮、连杆、DC/DC稳压器和储能元件；机架顶部固定设置在轮圈外侧，发电机的壳体固定设置在机架上；发电机的发电轴固定穿设飞轮，并通过两支架轴承固定在机架上；机架内的发电轴通过一单向轴承连接齿轮；齿轮啮合一齿条，齿条一端通过一弹簧固定连接机架的顶部，齿条另一端通过一铰链活动连接连杆的一端，连杆的另一端粘接在轮胎的内壁；铰链的一端设置有一连杆角度传感器，并将采集的连杆转动角度发送给ECU；霍尔式角度传感器固定设置在机架上，且与齿轮相对设置，并将采集的齿轮的旋转角度发送给ECU；发电机产生的电能通过DC/DC稳压器转化为稳定的输出电压后，输送到储能元件。
【IPC分类】H02K7/02, H02J7/00, F03G7/00, H02K7/18, H02K7/10
【公开号】CN204900168
【申请号】CN201520392997
【发明人】柳肖雪, 于良耀, 张雷, 徐晓峰
【申请人】清华大学, 苏州汇琨菁华电子科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月9日