非充氣輪胎的垂向力感應裝置、估算系統及估算方法制造方法及圖紙

本發明專利技術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。本發明專利技術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。本發明專利技術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。

【技術實現步驟摘要】
非充氣輪胎的垂向力感應裝置、估算系統及估算方法
本專利技術屬于非充氣輪胎
，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。
技術介紹
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。
技術實現思路
本專利技術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。本專利技術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專利技術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。本專利技術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?？蛇x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；在兩個所述摩擦層的相對方向上，所述封裝腔受壓時兩個所述摩擦層的中間區域能夠靠近接觸并擠壓摩擦，所述封裝腔所述壓力減小時兩個所述摩擦層的中間區域逐漸脫離接觸至相互遠離。可選地，作為所述發電單元的所述摩擦納米發電機，包括封裝腔以及在所述封裝腔中依次堆疊設置的若干子發電單元，每個所述子發電單元包括絕緣支撐層、分別設置在所述絕緣支撐層兩側的兩個摩擦層，以及分別設置在兩個所述摩擦層遠離所述絕緣支撐層的面上的兩個導電層，同一子發電單元中的兩個所述導電層電性連接、兩個所述摩擦層的材質不同，且所述絕緣支撐層設置在兩個所述摩擦層之間的邊角處；在相鄰兩個所述摩擦層的相對方向上，所述封裝腔受壓時，每個子發電單元中的兩個所述摩擦層的中間區域能夠靠近接觸并擠壓摩擦，所述封裝腔所受壓力減小時，每個子發電單元中的兩個所述摩擦層的中間區域逐漸脫離接觸至相互遠離?？蛇x地，固定安裝在所述內夾角一側的所述摩擦納米發電機的摩擦層延伸方向與所述非充氣輪胎的徑向垂直，和/或固定安裝在所述外夾角一側的所述摩擦納米發電機的摩擦層的延伸方向與所述非充氣輪胎的徑向平行?？蛇x地，所述內夾角中設置有彈性支撐部,所述摩擦納米發電機封裝在所述彈性支撐部中；且/或，所述外夾角中設置有彈性拉伸部；所述摩擦納米發電機封裝在所述彈性拉伸部中。一種非充氣輪胎的垂向力估算系統，用于估算非充氣輪胎所受的垂向力，包括：上述任一項所述的非充氣輪胎的垂向力感應裝置，還包括設置在車內與汽車的車載電源電性連接的估算模塊，所述估算模塊與所述信號輸出模塊信號連接，能夠利用所述信號輸出模塊發送的感應單元的電信號特征估算非充氣輪胎所受的垂向力大小?？蛇x地，所述非充氣輪胎的垂向力估算系統還包括車載電控系統，所述估算模塊估算得到的非充氣輪胎所受垂向力大小超出預設范圍時，所述車載電控系統能夠對汽車的運行狀態進行調整。一種非充氣輪胎的垂向力估算方法，用于估算非充氣輪胎所受的垂向力大?。和ㄟ^仿真或者試驗手段構建上述任一項所述的非充氣輪胎的垂向力感應裝置中感應單元的電信號特征與非充氣輪胎所受的垂向力大小之間的特定關聯；汽車行駛的實際工況下，測得所述感應單元的電信號特征，根據其與非充氣輪胎所受的垂向力之間的特定關聯計算非充氣輪胎所受的垂向力大小?？蛇x地，通過非充氣輪胎有限元仿真或者非充氣輪胎室內臺架試驗，測得所述感應單元的開路電壓峰值數據與對應時刻非充氣輪胎所受的垂向力數據；構建所述感應單元的開路電壓峰值數據與非充氣輪胎所受的垂向力數據的第一關系模型；汽車行駛的實際工況下，測得所述感應單元的開路電壓峰值，根據所述第一關系模型計算得到非充氣輪胎所受的垂向力大小。本專利技術的有益效果是：本專利技術的非充氣輪胎的垂向力感應裝置，包括輪輻支撐體、信號輸出模塊以及分別與其電性連接的能量模塊、感應模塊；所述輪輻支撐體的彈性支撐段所成的內夾角和/或外夾角中設置有作為感應單元的摩擦納米發電機，輪輻支撐體受壓至壓力解除的過程中，相鄰的兩彈性支撐段對二者之間的感應單元進行擠壓以及解除擠壓，感應單元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進行輸出。以上結構能夠實時感應非充氣輪胎所受的垂向力大小。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。圖1是本專利技術的非充氣輪胎的垂向力感應裝置的一個實施例的部分結構示意圖；圖2是本專利技術的非充氣輪胎的垂向力感應裝置中輪輻支撐體的一個實施例的結構示意圖；圖3是本專利技術的非充氣輪胎的垂向力感應裝置中輪輻支撐體的另一個實施例的結構示意圖；圖4是本專利技術的非充氣輪胎的垂向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一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，其特征在于，包括：能量模塊、感應模塊、信號輸出模塊以及輪輻支撐體；/n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；/n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；/n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；/n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。/n

【技術特征摘要】
1.一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，其特征在于，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。


2.根據權利要求1所述的非充氣輪胎的垂向力感應裝置，其特征在于：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，所述彈性支撐段逐漸恢復至原位，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。


3.根據權利要求1或2所述的非充氣輪胎的垂向力感應裝置，其特征在于：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；
在兩個所述摩擦層的相對方向上，所述封裝腔受壓時兩個所述摩擦層的中間區域能夠靠近接觸并擠壓摩擦，所述封裝腔所受壓力減小時兩個所述摩擦層的中間區域逐漸脫離接觸至相互遠離。


4.根據權利要求2所述的非充氣輪胎的垂向力感應裝置，其特征在于：作為所述發電單元的所述摩擦納米發電機，包括封裝腔以及在所述封裝腔中依次堆疊設置的若干子發電單...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐婷，張不揚，
申請(專利權)人：季華實驗室，
類型：發明
國別省市：廣東;44