一种具有自发电的胎压监测系统的制作方法

本发明涉及轮胎压力监测系统技术领域，尤其是一种具有自发电的胎压监测系统。

背景技术：

轮胎压力监测系统是一种采用无线传输技术，利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度微型无线传感装置在行车或静止的状态下采集汽车轮胎压力、温度等数据，并将数据传送到驾驶室内的主机中，以数字化的形式实时显示汽车轮胎压力和温度等相关数据，并在轮胎出现异常时(预防爆胎)以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者进行预警的汽车主动安全系统。

目前，轮胎压力监测系统的安装方法是：将轮胎压力监测系统通过定制的气门嘴将其固定在轮毂上。但国内外车企品牌繁多，轮毂规格不一致，就需要有多种型号的轮胎压力监测系统和定制气门嘴与其对应。因此，就会存在以下问题：

1、需要专业人员进行安装；

2、产品使用寿命有限，内置的电池一旦没电就需要更换。

因此，本发明急需提供一种无需专业人员进行频繁拆装，且使用寿命长的球形胎压监测系统。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决以上问题提供一种具有自发电的胎压监测系统，具有自发电的功能，不仅延长了整个胎压监测系统的使用寿命，有效避免专业安装人员进行频繁拆装，更优的是保证监测信号的稳定性。

本发明提供的技术方案如下：

一种具有自发电的胎压监测系统，包括:

一密封壳，所述密封壳的内壁相对两侧设置一n极和s极；

一胎压监测器，其设置在所述密封壳内，所述胎压监测器包括一隔离板，所述隔离板的一侧连接一第一壳体，所述第一壳体与所述隔离板构成一容置空间，所述隔离板的另一侧连接一第二壳体；

所述第一容置空间内设置一电路板，所述电路板上设有一蓄电池，所述第二壳体上设置电磁感应线，所述电磁感应线位于所述n极和所述s极之间，且与所述蓄电池连通。

本技术方案中，通过在密封壳的内壁相对两侧设置的n极和s极，同时通过电磁感应线与蓄电池连接，使其整个胎压监测系统放置在轮胎内后在轮胎转动时，密封壳做“自转运动”，同时n极和s极相对电磁感应线做圆周运动后产生电量，并将其收集的电量储存在蓄电池中，从而不仅延长了使用寿命，更优的是避免专业安装人员进行频繁的拆装。其中，隔离板将电磁感应线与电路板隔离开，避免了电磁感应线散射出的电磁波对电路板上的电子元件造成干扰，从而保证胎压监测系统与汽车系统的无线连接趋于稳定，有效提高监测数据的精准性。

优选地，所述密封壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体拼接构成一中空球体，所述中空球体内的中心处设置一旋转轴；

所述旋转轴贯穿所述一胎压监测器后两端分别与所述上壳体和所述下壳体连接。

本技术方案中，优选地将密封壳分割成由上壳体和下壳体两部分组成，这样简化了密封壳的加工工艺，还能方便胎压监测器的安装。同时进一步的将拼接的上壳体和下壳体构成一中空球体，且在中空球体内设置一旋转轴。这样设置的目的是球体结构在轮胎内侧滚动时，更能保证滚动的同步性，同时利用旋转轴对胎压监测器的限定，使其绕轮芯做“公转运动”，保证n极和s极相对电磁感应线做圆周运动而产生大量的电。

优选地，所述旋转轴一端与所述密封壳固定连接，另一端与所述密封壳通过一螺丝进行固定。

本技术方案中，将旋转轴一端与密封壳进行固定，而另一端与密封壳通过螺丝进行连接，具体的是将螺丝从密封壳的外侧贯穿后与旋转轴进行螺纹连接，从而简化安装程序。

优选地，所述密封壳的一表面为平面，所述螺丝贯穿所述平面后与所述旋转轴进行连接。

本技术方案中，将密封壳的一表面设置成平面，目的是利用该平面保证胎压监测系统放置在轮胎中时，随着轮胎的停止能够快速地停止并达到静止状态，从而保证数据的监测准确性。同时将螺丝设置在平面处，从而有效地避免转动过程中发生螺丝松动现象。

优选地，所述第一壳体与所述第二壳体并接构成一半球体。

优选地，所述电路板上还设有监测芯片和用于信号传输的天线，所述监测芯片一侧表面与所述第一壳体的外表面齐平。

本技术方案中，将第一壳体和第二壳体并接构成的结构形成一半球体，目的是保证设置在容置腔内的电路板能够很好地将信号传输，又能避免滚动过程中发生密封壳对电路板造成挤压问题，导致对胎压监测系统的损坏。依此，进一步的将电路板上设置的监测芯片与第一壳体的表面之间的距离做进行步的限定。

优选地，所述密封壳与所述第一壳体和所述第二壳体均采用塑料材料制成。

本技术方案中，将密封壳与第一壳体和第二壳体均采用塑料材料制成，目的是利用塑料材质本身的特性提高防水、透气和耐磨的性能，从而延长整个使用寿命。

优选地，还包括一柔性减震套，所述柔性减震套套设在所述密封壳的外侧，且所述减震套的一侧开有一装入孔。

本技术方案中，进一步的通过设置的柔性减震套的作用，可以对内部的胎压监测器有一个减震和散热的作用，还能起到保护作用。同时将减震套的一侧设置一装入孔，目的是方便密封壳的装入，利用柔性减震套的特性一旦将密封壳装入后又能紧密地包设在密封壳的外侧，保证其连接的紧密性。

优选地，所述柔性减震套的内外表面上均匀地分布有若干个向外凸出的凸块。

本技术方案中，在柔性减震套的内外表面均匀地分布若干个向外的凸块，其中外表面上的外凸块主要是由于汽车轮子内部有水雾或油污，在胎压监测器转动的过程中，水珠会从外侧凸块造型的最高点脱落；而水雾或油污也起到了润滑作用，减小了球形胎压监测器与轮胎之间的摩擦力；而内部的内凸块对套设在内部的密封壳有一个保护作用，避免摩擦过大造成损坏。

优选地，所述密封壳的外表面上均匀地设有若干个凸起，每一个所述凸起均自所述密封壳的内表面向外由大至小逐渐变小延伸得到；

当所述密封壳位于所述柔性减震套内时，所述凸起的顶端端面与所述柔性减震套的内表面紧密接触。

本技术方案中，通过密封壳的外表面上设置的若干个凸起，使其中密封壳在轮胎内进行转动时实现减震的作用，从而有效地保证监测数据的精准性。同时内表面的凸起与密封壳的内凸块相接触，会形成网状的间隙，而且柔性减震套会对密封壳有很大的包裹力。在胎压检测器转动的过程中，由于包裹力的存在，柔性减震套和密封壳不会发生相对转动，而两者之间构成的网状间隙能相对通风，起到散热的作用。

综上所述，本发明提供的一种具有自发电的胎压监测系统的具有以下几个特点：

1、本发明中，将胎压监测器设置在密封壳内，利用密封壳内壁相对两侧设置的n极和s极，同时将胎压监测器中的电磁感应线与蓄电池连接，并将电磁感应线设置在n极和s极。目的是使整个胎压监测器放置在轮胎内后在轮胎转动时，密封壳做“自转运动”，同时n极和s极，相对电磁感应线做圆周运动后产生电量，并将其收集的电量储存在电池中，从而不仅延长了使用寿命，更优的是避免专业安装人员进行频繁的拆装，有效地降低了生产成本。

2、本发明中，通过设置的隔离板将电磁感应线与电路板进行隔离开，避免电磁感应线散射出的电磁波对电路板上的电子元件造成干扰，从而保证胎压监测器与汽车系统的无线连接趋于稳定，有效提高监测数据的精准性。

3、本发明中，设置的密封壳由上壳体和下壳体两部分组成，能够简化密封壳的加工工艺，还能方便胎压监测器的安装。同时将拼接的上壳体和下壳体构成一中空球体，且在中空球体内设置一旋转轴。目的是利用球体结构在轮胎内侧滚动时，更能保证滚动的同步性，而旋转轴对胎压监测器起到了一个限定，使其绕轮芯做“公转运动”，保证n极和s极相对电磁感应线做圆周运动而产生大量的电。

4、本发明中，通过设置的柔性减震套，能够对内部的胎压监测器有一个减震和散热的作用，还能起到保护作用。同时将减震套的一侧设置一装入孔，目的是方便密封壳的装入，利用柔性减震套的特性一旦将密封壳装入后又能紧密地包设在密封壳的外侧，保证其连接的紧密性。

5、本发明中，将整个形状设置呈球形，便于在车轮进行转动，同时利用密封壳的一平面，胎压监测器的重心在旋转轴下方，这样密封壳外壳在做“自转运动”时，由于旋转轴和旋转孔的阻力很小，胎压监测器会处于相对静止状态，而且天线与监测芯片稳定朝向上侧，使球形胎压检测器与汽车系统的无线连接趋于稳定。此时胎压监测器的rf射频稳定以及辐射场形指向性佳，提高检查数据的精准性。

6，本发明结构简单，增加使用寿命，无需频繁拆装，降低生产成本，更优的是保证了监测数据的精准性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种具有自发电的胎压监测系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明一种具有自发电的胎压监测系统的结构示意图；

图2为图1的内部结构图；

图3为本发明一种具有自发电的胎压监测系统中密封壳的下壳体的内部结构示意图；

图4为本发明一种具有自发电的胎压监测系统中密封壳的上壳体的内部结构示意图；

图5为本发明一种具有自发电的胎压监测系统中的胎压监测器的结构示意图；

图6图5的内部结构视图；

图7为本发明一种具有自发电的胎压监测系统中柔性减震套的结构示意图；

图8为图7的剖面视图；

图9为本发明一种具有自发电的胎压监测系统包含柔性减震套的结构示意图；

图10为汽车轮胎结构示意图；

图11为图10中安装本发明一种具有自发电的胎压监测系统的结构示意图；

图12为汽车轮胎转速较小的情况下本发明一种具有自发电的胎压监测系统的运动方向示意图；

图13为汽车轮胎转速较大的情况下本发明一种具有自发电的胎压监测系统的运动方向示意图。

附图标号：

1-轮胎；2-轮毂；3-初始位置a；4-极限高度a；5-极限高度b；6-初始位置b；7-象限点a；8-象限点b；9-象限点c；

10-胎压监测器；11-监测芯片；12-天线；13-蓄电池；14-隔离板；15-电磁感应线；16-半球体；161-第一壳体；162-第二壳体；17-旋转孔；18-n极；19-定位孔；20-螺丝；21-密封垫；22-旋转轴；23-上壳体；24-密封圈；25-平面；26-下壳体；27-柔性减震套；28-外凸块；29-内凸块；30-装入孔；31-s极。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，其中的上、下仅是根据胎压监测系统在汽车轮胎中处于静止状态下的限定。

在本发明的实施例一中，参看图1-9所示，一种具有自发电的胎压监测系统，包括一密封壳，在密封壳的相对两侧设置一n极18和s极31，且n极18和s极31位于密封壳的内壁上，同时还设置一胎压监测器10，其设置在密封壳内，具体的胎压监测器10包括一隔离板14，且在隔离板14的一侧连接一第一壳体161，使其第一壳体161与隔离板14构成一容置空间，而隔离板14的另一侧连接一第二壳体162。实际安装时，第一容置空间内设置一电路板，具体的电路板可直接安装在隔离板14上，同时在电路板上设置一为其提供电源的蓄电池13，而第二壳体162上设置有电磁感应线15，其实位于n极18和所述s极31之间，这样整个胎压监测系统放置在轮胎1内后，在轮胎1转动时做“自转运动”，同时n极18和s极31，相对电磁感应线15做圆周运动时产生电量，并将其收集的电量储存在蓄电池13中，从而不仅延长了使用寿命，避免专业安装人员进行频繁的拆装，降低生产成本。

其中，应说明的是，隔离板14为铝板主要是利用材质的特性将电磁感应线15与电路板隔离开，避免电磁感应线15散射出的电磁波对电路板上的电子元件造成干扰，从而保证胎压监测系统与汽车系统的无线连接趋于稳定，有效提高监测数据的精准性。

在本实施例二中，参看图1-4所示，在实施例一的基础上做改进，且改进之处在于：其中设置的密封壳的设置方式有多种，本实施中将其设置成由上壳体23和下壳体26两部分拼接构成，且成一中空球体，这样简化密封壳的加工工艺，还能方便内部胎压监测器10的安装。同时在中空球体内设置一旋转轴22，为保证设置在密封壳内的胎压监测器10绕轴心进行转动。因此，进一步的将旋转轴22设置在中空球体的中心处。这样在安装时，仅需将旋转轴22贯穿胎压监测器10后两端分别与上壳体23混合下壳体26进行连接固定即可，有效地加固球形胎压检测器的结构，适应更高的汽车的最大时速。同时在安装完胎压监测器10后，上壳体23和下壳体26边缘通过螺纹或卡合进行连接，且为保证两个壳体连接的密封性在上壳体23和下壳体26之间设置一密封圈。

在本实施例二中，参看图4所示，设置的旋转轴22与密封壳的具体连接方式有多种，本实施例中为进一步简化安装方式，且又能保证连接的稳定性，从而将旋转轴22的一端与密封壳进行固定连接，而另一端贯穿胎压监测器10后与密封壳通过一螺丝20进行固定。在实际设置时，具体的将旋转轴22的一端与上壳体23进行固定连接，而另一端限定在下壳体26内侧设置的一定位孔19中，且端部通过一密封垫21与下壳体26进行紧密接触，最后再通过一从下壳体26外侧贯穿的螺丝20与旋转轴22进行螺纹连接，其中，应说明的是旋转轴22与螺丝20连接的一端设置有内螺纹，这样进一步简化了螺丝20与旋转轴22的连接方式，且保证了连接后的稳定性，使其胎压监测器10固定。

在本实施例二中，应说明的是，球形的密封壳能够保证设置在汽车轮胎1内后，在轮胎1转动的时候紧贴着轮胎1内表面做圆周运动。参看图10、11所示，同时使其绕旋转轴22做“自转运动”，目的是满足n极18和s极31相对电磁感应线15做圆周运动而产生电量，最后储存在蓄电池13中。但同时还需保证密封壳内的胎压监测器10监测数据的精准性。所以进一步的将密封壳的一表面设置成一平面25，这样通过平面25的设置能够保证胎压监测系统放置在轮胎1中时，随着轮胎1的停止能够快速地停止并达到静止状态，从而保证数据的监测准确性。同时将螺丝20也设置在平面25处，可以有效地避免转动过程中发生螺丝20松动现象。见图1所示。

在本实施例三中，参看2、5、6所示，在上述实施例的基础上做改进，且改进之处在于：胎压监测器10的第一壳体161和第二壳体162并接构成一半球体16，具体的将第一壳体161设置成一四分之一球体，而第二壳体162设置成一半的球体，使其两者并接后构成一三分之二球体大小。该设置的目的是为与密封壳之间留有一定空间，保证信号的快速传输。同时这整个半球体16的中心处设置一旋转孔17，主要是用于旋转轴22的贯穿，并提高了两者的配合度，其减少两者的助力。半球体16的重心在旋转轴22下方，密封壳在做“自转运动”时，由于旋转轴22和旋转孔17的阻力很小。此时，半球体16会处于相对静止状态，而且天线12与监测芯片11稳定朝向天侧，使球形胎压检测器与汽车系统的无线连接趋于稳定。此时胎压监测器10的rf射频稳定以及辐射场形指向性佳。

实际使用时，应说明的是，其中设置的第二壳体162可以是实心也可以是空心体，仅需实现对设置在第二壳体162上的电磁感应线15有一个支撑作用即可。而电磁感应线15可以设置在第二壳体162外侧，如图5所示。也可将其设置在第二壳体162内侧，本申请中将其设置在外侧主要是保证与n极18和s极31的紧密接触，提高电能的收集效率。具体的根据实际需求做合理的调整，本申请中不做一一限定。

在本实施例四中，再次参看2、5、6所示，其中设置的电路板上还设有用于监测胎压的监测芯片11，以及用于将监测信号传输出去的天线12，具体的设置方式见图6所示，而将其设置在容置空间时，使其监测芯片11一侧表面与第一壳体161的外表面齐平，即表面显露出来，目的是不仅实现对电路板的保护，还能提高信号接收和传输的速度，有效地提高监测效率。

上述实施例中，应说明的是，其中设置的密封壳，以及第一壳体161和第二壳体162并接构成的半球体16均采用塑料材料制成，具体的塑料材料是铁氟龙，该材质具有透气防水，耐磨，强度高等优点。采用该材质可以进一步的提高整个胎压监测系统的使用寿命。

在本实施例五中，参看图7-9所示，在上述实施例的基础上做改进，且改进之处在于：进一步的还包括一柔性减震套27，而该柔性减震套27直接套设在密封壳的外侧，具体的在柔性减震套27的一侧开设一装入孔30。实际安装时，仅需利用柔性减震套27的材质特征从装入孔30装入后即可紧密地包设早密封壳的外侧。同时为方便安装和拆卸，以及保证套设柔性减震套27后在转动状态仍能平稳快速地停止。所以将密封壳的平面25设置在柔性减震套27的装入孔30处，见图9所示。

在本实施例五中，再次参看图7、8所示，其中，设置的柔性减震套27的内外表面上均匀地分布有若干个向外凸出的凸块。具体的通过密封壳的外表面上设置的若干个外凸块28，且将其设置成圆柱形结构，主要汽车轮子内部有水雾或油污，在胎压监测器10转动的过程中，水珠会从外侧圆柱形的外凸块28的最高点脱落；而水雾或油污也起到了润滑作用，减小了球形胎压监测器10与汽车轮胎1之间的摩擦力，从而有效地保证监测数据的精准性。同时将密封壳的外表上均匀地设置若干个凸起，且每个凸起均自密封壳的内表面向外由大至小逐渐变小延伸得到，这样利用密封壳内表面的内凸块29与密封壳的外表面接触，从而柔性减震套27凸块相接触，会形成网状的间隙，而且柔性减震套27会对密封壳有很大的包裹力。在胎压检测器转动的过程中，由于包裹力的存在，柔性减震套27和密封壳不会发生相对转动，而两者之间构成的网状间隙能相对通风，起到散热的作用。

本发明中的具有自发电的胎压监测系统适用的技术原理如下：

将带有柔性减震套27的球形胎压监测器10放入汽车的轮子内部；轮胎1与轮毂2的空间远远大于球形胎压监测器10的直径。

当汽车启动时，轮子的转速v由零慢慢变大。假设当转速v小于v0时，轮子是低速转动状态，轮胎1对球形胎压监测器10施加瞬时摩擦力f(方向为顺时针，且与轮胎1内表面相切)，惯性力的方向与运动方向相同，惯性力和瞬时摩擦力的合力成为f总；由于f总和重力的作用下，球形胎压监测器10会紧贴着轮胎1内表面有做圆周运动的趋势，并同时在自转：

当转速v＝0时，球形胎压监测器10静止在初始位置a3；

当转速v逐渐变大，且小于v0时；f总也会变大；

当f总<重力分力g2时，球形胎压监测器10会顺时针运动；

当运动到极限高度a4时，f总＝重力分力g2；然后球形胎压监测器10会逆时针转动，经过初始位置a3；并到达极限高度b5；

当运动到极限高度b5时，f总＝重力分力g2；然后球形胎压监测器10会顺时针转动；

综上所述，当轮子转速v小于v0时；球形胎压监测器10在极限高度a4和极限高度b5之间做“单摆运动”。

当汽车启动后，假设当转速v大于v0时，轮子是高度转动状态,轮胎1对球形胎压监测器10施加瞬时摩擦力f(方向为顺时针，且与轮胎1内表面相切)，惯性力的方向与运动方向相同，惯性力和瞬时摩擦力的合力成为f总；由于f总和重力的作用下，球形胎压监测器10会紧贴着轮胎1内表面有做圆周运动的趋势；并同时在自转：

当转速v>v0时，f总>重力分力g2，球形胎压监测器10会顺时针运动；

在经过初始位置b6、象限点a7、象限点b8和象限点c9时，f总>重力分力g2，所以球形胎压监测器10会贴着轮胎1内表面做“圆周运动”。

当汽车减速停止其转速v小于v0时，此时球形胎压监测器10也是做“单摆运动”，轮子转速慢慢趋于零；最终球形胎压监测器10会静止在初始位置a3。下壳有一个平面25，利于球形胎压监测器10静止在初始位置a3。

在上述中，轮胎1在转动时，球形胎压会在轮胎1内侧滚动，绕轮芯做“公转运动”，在摩擦力和重力的作用下，此时密封壳会绕旋转轴22和半球体16做“自转运动”，n极18和s极31相对半球体16上的线圈做圆周运动而产生电量，储存在电池中。而电池经过电子元件的处理后给电路板供电。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。