一种基于压电陶瓷的胎压监测装置、轮胎和车辆的制作方法

本发明属于车辆测量技术领域，具体涉及一种基于压电陶瓷的胎压监测装置和车辆。

背景技术：

胎压监测装置用于对车辆轮胎的压力进行监测。现有的车压监测装置采用内置的电池供电，然而由于对车辆轮胎压力的监测需贯穿车辆行驶的整个过程中，内置的电池需要经常更换以满足监测需求。通常情况下，虽然更换一次电池能保证胎压监测装置正常工作1-2年，但是由于胎压监测装置位于车辆轮胎的内部，电池更换过程非常不方便。

技术实现要素：

本发明所要解决的结束问题是如何延长胎压监测装置的使用寿命。

针对该技术问题，本发明提供了一种基于压电陶瓷的胎压监测装置，包括设置在车辆轮胎内的气压鼓、压电陶瓷和胎压监测芯片；

所述气压鼓贴合在所述压电陶瓷上，所述压电陶瓷与所述胎压监测芯片之间设置电气连接，以使所述压电陶瓷为所述胎压监测芯片供电。

优选地，还包括：电容，

所述压电陶瓷连接所述电容，以为所述电容充电；

所述电容连接所述胎压监测芯片，以为所述胎压监测芯片供电。

优选地，还包括：备用电池，所述备用电池连接所述胎压监测芯片，以在所述电容的电压低于预设电压时，为所述胎压监测芯片供电。

优选地，还包括：金属基片，设置在所述压电陶瓷的两侧，以通过所述金属基片将所述压电陶瓷与所述电容连接。

优选地，所述压电陶瓷和所述胎压监测芯片安装在所述车辆轮胎内的轮毂上，所述气压鼓贴合在所述压电陶瓷远离所述轮毂的一侧上。

优选地，还包括：基座；

所述基座固定在所述车辆轮胎内的轮毂上，所述压电陶瓷固定在所述基座上。

优选地，还包括：数据传输模块和提示模块；

所述数据传输模块用于将所述胎压监测芯片监测的胎压传输至所述提示模块；

所述提示模块在判断所述胎压监测芯片监测的胎压超过预设胎压时，发出提示信息。

第二方面，本发明提供了一种轮胎，包括上述胎压监测装置。

优选地，所述胎压监测装置均匀地设置在所述轮胎的轮毂上。

第三方面，本发明还提供了一种车辆，包括上述轮胎。

本发明所提供的基于压电陶瓷的胎压监测装置，通过车辆行驶过程中车辆轮胎内气压的变化引起气压鼓的形变，进而使得压电陶瓷产生形变，利用压电陶瓷产生形变产生的电流为胎压监测芯片供电。由于轮胎内气压的变化过程发生在车辆行驶的整个过程中，因此，压电陶瓷可源源不断地为胎压监测芯片提供电流，从而延长了轮胎内的胎压监测装置的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于压电陶瓷的胎压监测装置的结构示意图；

图2是本发明提供的基于压电陶瓷的胎压监测装置在轮胎中的安装位置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的基于压电陶瓷的胎压监测装置的结构示意图，参见图1，该基于压电陶瓷的胎压监测装置，包括设置在车辆轮胎内的气压鼓101、压电陶瓷102和胎压监测芯片103；

气压鼓101贴合在压电陶瓷102上，压电陶瓷102与胎压监测芯片103之间设置电气连接，以使压电陶瓷102为胎压监测芯片103供电。

本实施例提供的胎压监测装置安装在轮胎内。在车辆行驶的过程中，轮胎内的气压会不断的发生变化，从而引起轮胎内的气压鼓101产生形变。由于气压鼓101贴合于压电陶瓷102(一般为立方体状气压鼓101位于一个侧边上)，故气压鼓101的形变会导致压电陶瓷102产生形变。压电陶瓷102和胎压监测芯片103通过导线连接，压电陶瓷102上由于形变而产生的电流会通过导线传输至胎压监测芯片103，以为胎压监测芯片103提供电能。

本实施例所提供的基于压电陶瓷的胎压监测装置，通过车辆行驶过程中车辆轮胎内气压的变化引起气压101的形变，进而使得压电陶瓷102产生形变，利用压电陶瓷102形变产生的电流为胎压监测芯片103供电。由于轮胎内气压的变化过程发生在车辆行驶的整个过程中，因此，压电陶瓷102可源源不断地为胎压监测芯片103提供电流，从而延长了轮胎内的胎压监测装置的使用寿命。

进一步地，该胎压监测装置还包括：电容，

其中，压电陶瓷连接电容，以为电容充电；

电容连接胎压监测芯片，以为胎压监测芯片供电。

电容将电荷进行储存，达到胎压监测芯片的供电电压后，为胎压监测芯片供电。

进一步地，该胎压监测装置还包括：备用电池，备用电池连接胎压监测芯片，以在电容的电压低于预设电压时，为胎压监测芯片供电。

预设电压是胎压监测芯片正常工作时的电压值。在车辆行驶的过程中，当电容上的电压低于预设电压时，通过备用电池为胎压监测芯片供电，保证了胎压监测芯片一直在预设电压下工作。这种依靠压电陶瓷和备用电池共同为胎压监测芯片供电的装置，减少了备用电池的使用时间，从而延长了备用电池的使用寿命。

进一步地，该胎压监测装置还包括：金属基片，设置在压电陶瓷的两侧，以通过金属基片将压电陶瓷与电容连接。

压电陶瓷一般为长方体结构，金属基片设置在长方体的压电陶瓷的两个相对的侧面上，当压电陶瓷内产生电流时，将通过两个侧面上的金属基片将电流通过导线传输至电容或者胎压监测芯片，金属基片的设置使得压电陶瓷上的电荷完全且均匀的传输到电容或者胎压监测芯片中。

进一步地，压电陶瓷和胎压监测芯片安装在车辆轮胎内的轮毂上，气压鼓贴合在所述压电陶瓷远离轮毂的一侧上。

图2是本实施例提供的基于压电陶瓷的胎压监测装置在轮胎中的安装位置示意图，参见图2，本实施例提供的胎压监测装置安装在轮胎的轮毂上，如图2所示的位置。其中压电陶瓷和胎压监测芯片固定安装在轮毂上，气压鼓贴合于压电陶瓷中原理轮毂的曲面的一个侧面上。

进一步地，还包括：基座；

所述基座固定在所述车辆轮胎内的轮毂上，所述压电陶瓷固定在所述基座上。

基座可以是在轮胎的轮毂制造的过程中直接制作在轮毂上，也可以是在后续的工艺中通过诸如焊接的工艺固定在轮毂上的。

进一步地，还包括：数据传输模块和提示模块；

其中，数据传输模块用于将胎压监测芯片监测的胎压传输至提示模块；

提示模块在判断胎压监测芯片监测的胎压超过预设胎压时，发出提示信息。

数据传输模块可以是无线的数据传输模块，将胎压监测芯片监测的胎压实时地传输至提示模块。提示模块对胎压监测芯片监测的胎压进行判断，若监测的胎压超过了预设的胎压值，将通过语音提示、警示灯或者屏幕显示的方式发出提示信息，以使驾驶员及时采取相应的措施。

当然，车辆还可以包括显示模块，将胎压监测芯片监测的胎压实时地显示给驾驶人员，以便驾驶人员随时掌握车辆轮胎内的气压变化情况，采取适当的驾驶策略以延长轮胎的寿命。进一步地，还可以将每次车辆行驶过程中轮胎压力的变化信息存储起来，以对胎压变化进行分析。可理解的是，显示模块可设置在驾驶员驾驶过程中容易看到的位置。

第二方面，本实施例提供了一种轮胎，包括上述胎压监测装置。进一步地，胎压监测装置均匀地设置在该轮胎的轮毂上。

胎压监测装置的均匀设置便于对车辆轮胎不同位置处的胎压变化进行监测。

第三方面，本实施例还提供了一种车辆，包括上述轮胎。

本实施例提供的车辆中，车辆的轮胎内设置胎压监测装置，通过车辆行驶过程中车辆轮胎内气压的变化引起气压鼓的形变，进而使得压电陶瓷产生形变，利用压电陶瓷产生形变产生的电流为胎压监测芯片供电。由于轮胎内气压的变化过程发生在车辆行驶的整个过程中，因此，压电陶瓷可源源不断地为胎压监测芯片提供电流，从而延长了轮胎内的胎压监测装置的使用寿命。减少了用户更换车辆内轮胎中胎压监测芯片的备用电池的次数，提升了用户体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。