專利名稱：無線胎壓偵測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線胎壓偵測器，特別是涉及一種具有可自行發(fā)電，且可近距離接收顯示胎壓狀況的無線胎壓偵測器。
胎壓偵測裝置主要是安裝在車輛上，用以感測輪胎的胎壓值是否在正常的范圍內(nèi)，其包括一發(fā)射電路及一接收電路，該發(fā)射電路是設(shè)置在一個胎壓偵測器內(nèi)，而該接收電路可配置于車輛儀表板上或其附近，以便于觀察。當該胎壓偵測器測到的輪胎胎壓值非在正常范圍內(nèi)，也就是胎壓值過高或過低時，該發(fā)射電路會以無線信號送出，而由該接收電路接收并辨認出無線電信號的來源，而顯示出或可適時發(fā)出警報，駕駛?cè)司涂删烤故悄且惠喬セ蚰莻€輪胎的胎壓過高或過低。以往的接收電路是配置在車輛內(nèi)，所以，該接收電路運作時所需的電源是使用車輛電源，而該發(fā)射電路運作時所需的電源是使用安裝在該胎壓偵測器內(nèi)的電池組。如此，當電池組電力耗盡時，必需要更換新的電池，才能使該胎壓偵測器的發(fā)射電路正常運作，以發(fā)揮其應(yīng)有的功能，因此，增加了駕駛?cè)速M用的支出，并且，增加更換電池組時所造成的不便。
發(fā)明人為解決此一問題，曾向中國專利局提出第98106063.3號專利申請案以一振動發(fā)電裝置的壓電元件自行發(fā)電，并由一氣動件、一磁芯棒及一感應(yīng)線圈組成的LC振蕩回路偵測胎壓。但該LC振蕩回路的感應(yīng)線圈、磁芯棒的零件單價成本較貴，組裝成本較高。
本發(fā)明的目的在于提出一種由胎壓偵測發(fā)射器和胎壓接收器所組成的無線胎壓偵測器，而胎壓偵測發(fā)射器又包括電源單元、壓力感測單元和發(fā)射電路，它具有能降低訊號傳送的干擾和提高傳送的穩(wěn)定度，且具有省電、使用方便的特點，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案在于它包括多個可分別裝設(shè)在輪胎上的胎壓偵測發(fā)射器、至少一個與該胎壓偵測發(fā)射器對應(yīng)而可裝設(shè)在車體上的胎壓接收器，及一控制單元；該胎壓偵測發(fā)射器包含一個殼體，該殼體內(nèi)設(shè)有一電源單元、一壓力感測單元及一發(fā)射電路，其特徵在于該電源單元包含一個振動發(fā)電裝置及一整流電路；該振動發(fā)電裝置包含一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，該壓電元件設(shè)在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設(shè)置該重塊，當輪胎轉(zhuǎn)動時使該彈片振動，而由該彈片的振動力作用于該壓電元件而產(chǎn)生一電源，該電源經(jīng)該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測單元及該發(fā)射電路；該壓力感測單元包含一個電容裝置，該電容裝置包含一個氣動件、一個導電件及一轉(zhuǎn)換電路；該氣動件為導電材質(zhì)所制成，且與該導電件成預定間隔距離設(shè)置；當受進入的輪胎胎壓推移時，能使該氣動件與該導電件的距離產(chǎn)生變化，它能改變該電容裝置的電容值；該轉(zhuǎn)換電路包含一振蕩回路，該電容裝置連接至該振蕩回路上，以使轉(zhuǎn)換電路能偵測該振蕩回路所產(chǎn)生的RC振蕩波形次數(shù)，而產(chǎn)生一表示胎壓數(shù)值的第一信號輸出；該發(fā)射電路接收來自該壓力感測單元的第一信號，并送出一無線電的第二信號；這些胎壓接收器接收相對應(yīng)的該胎壓偵測發(fā)射器所發(fā)射的第二信號，并輸出一第三信號；該控制單元包含一控制電路及一指示電路，該控制電路是接收該第三信號，且經(jīng)由一微處理器處理后產(chǎn)生一指示訊號。
綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明是采用自動振動式發(fā)電裝置，所以使用壽命長，可以確保車子啟動后不會缺乏電源。
2、本發(fā)明是以電子感應(yīng)方式偵測胎壓而獲得精確的胎壓數(shù)值，使駕駛?cè)擞芯唧w數(shù)字來獲知輪胎的狀況，對于一些特殊的狀況(如長距離長時間車程、高熱路面等)可以由顯示的胎壓數(shù)值來做事前的調(diào)整，且在行駛中隨時觀察，可更加容易掌握輪胎的胎壓狀況，以做適時的調(diào)整，而提高行車的安全性。
3、本發(fā)明的無線胎壓偵測器1及胎壓接收器5之間是采用近距離方式設(shè)置，且因為該胎壓接收器5接收范圍較小，因此可降低接收到車子的電力系統(tǒng)發(fā)射出的電波干擾或其他同樣裝有胎壓偵測器的其他車輛的干擾，而可獲得良好的接收訊號。


圖1為本發(fā)明第一實施例的裝置示意圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例胎壓偵測發(fā)射器組合剖視圖。
圖3為本發(fā)明第一實施例胎壓偵測發(fā)射器方塊示意圖。
圖4為本發(fā)明第一實施例整流電路及升壓電路電路圖。
圖5為本發(fā)明第一實施例壓力感測單元立體結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明第一實施例壓力感測單元組合剖視圖。
圖7為本發(fā)明第一實施例胎壓接收器的方塊示意圖。
圖8為本發(fā)明第一實施例胎壓接收器的電路圖。
圖9為本發(fā)明第一實施例控制單元的方塊示意圖。
圖10為本發(fā)明第二實施例壓力感測單元組合剖視圖。
圖11為本發(fā)明第三實施例壓力感測單元組合剖視圖。
圖12為本發(fā)明第四實施例壓力感測單元組合剖視圖。
圖13為本發(fā)明第五實施例壓力感測單元組合剖視圖。
圖14為本發(fā)明固定用的彈性帶體示意圖。
圖15為本發(fā)明藉彈性帶體將胎壓偵測發(fā)射器固設(shè)在輪胎內(nèi)的鋼圈上的示意圖。
圖16為本發(fā)明胎壓偵測發(fā)射器與定位座體的示意圖。
圖17為本發(fā)明以定位座體使胎壓偵測發(fā)射器固設(shè)在輪胎內(nèi)的鋼圈上的示意圖。
現(xiàn)在結(jié)合上述各附圖來進一步說明本發(fā)明的較佳具體實施例。如圖1所示，它是本發(fā)明的第一實施例，包括數(shù)個分別裝設(shè)在車子的數(shù)個輪胎氣嘴上的胎壓偵測發(fā)射器1、數(shù)個分別裝設(shè)在靠近這些胎壓偵測發(fā)射器1車體上的胎壓接收器5及一個設(shè)在汽車儀板上的控制單元6。
如圖2、圖3所示，該胎壓偵測發(fā)射器1設(shè)有一個殼體10，在該殼體10內(nèi)設(shè)有一電源單元20、一壓力感測單元30、及一發(fā)射電路40。
該殼體10的底部內(nèi)設(shè)置有一個與輪胎內(nèi)或氣嘴(圖未示)相配置的通道11，該通道11受一支中空頂桿12貫通，當車輛的四個輪胎的內(nèi)部或其氣嘴分別對應(yīng)鎖固該無線胎壓偵測發(fā)射器1后，輪胎內(nèi)的胎壓就可經(jīng)由該通道11進入殼體10內(nèi)，在該殼體10內(nèi)與該通道11之間形成一個第一容置室13，在該殼體10的上方對應(yīng)螺鎖一個罩蓋14，在該罩蓋14靠近底部嵌有一個隔板15，使該罩蓋14與該隔板15間形成一個第二容置室16，在該第一容置室13內(nèi)設(shè)有一印刷電路板17，并在該印刷電路板17上設(shè)置該電源單元20、該發(fā)射電路40及該壓力感測單元30的電路。
配合圖3所示，是本發(fā)明的第一實施例的胎壓偵測發(fā)射器1的電路方塊圖，該電源單元20是用以產(chǎn)生可供應(yīng)該印刷電路板17上電路運作的電源，包括一振動發(fā)電裝置21、一整流電路22、一升壓電路23、一備用電源裝置24及一省電控制電路25。
如圖2所示，該振動發(fā)電裝置21是設(shè)置在該第二容置室16內(nèi)，包括一個壓電元件210、一個彈片211及一個重塊212，該壓電元件210設(shè)在該彈片211上，并可引出電源連接至該印刷電路板17，該彈片211一端嵌設(shè)在該第二容置室16內(nèi)側(cè)壁的中段部位，另一端嵌設(shè)該重塊212，該重塊212是用以連動該彈片211產(chǎn)生較大振幅的振動，當車輛的車輪在滾動的同時，該振動發(fā)電裝置21的該彈片211會不斷地上、下振動，使該壓電元件210產(chǎn)生壓電效應(yīng)進而輸出一交流電。
配合圖4所示，該整流電路22是由四顆二極管220(D1-D4)構(gòu)成一全波整流作用，以將該壓電元件210所輸出的交流電整流為直流電。該升壓電路23包括一個電力儲存元件230(在本實施例中為一電容)，可使從該整流電路22所輸出的直流電暫存于該電子儲存元件230內(nèi)，然后再經(jīng)過一個限流元件231(在本實施例中為一限流電阻)，以限制向該備用電源裝置24充電的電流量，并利用一個保護元件232(在本實施例中為一個二極管)以提供一電壓限制，避免該備用電池裝置24充電過量而損壞該壓力感測單元30的電路。
如圖3和圖4所示，該備用電源裝置24是連接在該升壓電路23的輸出端，以達到由該振動發(fā)電裝置21對該備用電源裝置24充電的作用，且該備用電源裝置24可提供銜接電源于車子等車時或短時間停駛時的供電使用，在本實施例中，該備用電源裝置24是采用一充電電池。該省電控制電路25是用于當輪胎停止轉(zhuǎn)動時，該振動發(fā)電裝置21停止振動發(fā)電后，該整流電路22輸出0伏特，在一預定時間就會切斷供給該壓力感測單元30及發(fā)射電路40電源的該備用電源裝置24，以達到省電的目的。
如圖2至圖6所示，該壓力感測單元30包含一個電容裝置300，該電容裝置300具有一個氣動件31、一個導電件33及一轉(zhuǎn)換電路34。在本實施例中該導電件33為一薄銅片，且該氣動件31由薄銅片彎折制成，設(shè)在該通道11及第一容置室13之間，該氣動件31包含有一氣室311，并于側(cè)面形成有多個皺摺312，上下面分別具一頂面313及一開口314，該開口314用以讓進入的輪胎胎壓推移該頂面313位置，促使該頂面313與該導電件33的距離產(chǎn)生變化，藉以改變該電容裝置300的電容值。該氣動件31與導電件33是容置于一絕緣殼315內(nèi)并彼此相隔一距離，絕緣殼315上下各有一絕緣蓋316蓋合，且于氣動件31與導電件33的間隔有一絕緣片317，以避免不可預期的短路。
該轉(zhuǎn)換電路34包含有一個第一微處理器340及一振蕩回路341，而上述電容裝置300是連接至該振蕩回路341上，當輪胎胎壓推移該頂面313與該導電件33的距離產(chǎn)生變化時，便能改變該振蕩回路341所產(chǎn)生的RC振蕩頻率。該第一微處理器340是在一固定時間內(nèi)偵測該振蕩回路341所產(chǎn)生的振蕩信號，藉此，將所感應(yīng)到的信號透過該第一微處理器340轉(zhuǎn)換成一數(shù)值，并由該第一微處理器340編以內(nèi)碼產(chǎn)生一代表胎壓數(shù)值的第一信號，而輸出至該發(fā)射電路40再發(fā)射出一無線電信號的第二信號。
配合第圖1、圖7和圖8所示，這些胎壓接收器5是固設(shè)在車體靠近輪胎處，且設(shè)有一個接收電路50，可以接收對應(yīng)的胎壓偵測發(fā)射器1所發(fā)射出的第二信號，該接收電路50包含一接收天線51、一高頻放大電路52、一檢波電路53、一低頻濾波電路54、一低頻放大電路55及一比較電路56。該接收天線51是用來接收一相對應(yīng)的胎壓偵測發(fā)射器1所發(fā)射出的第二信號并輸入至該高頻放大電路52，該高頻放大電路52是經(jīng)由一第一級放大電路520輸出，連接一個濾波器521及第二、三級放大電路522、523，以增加信號中的高頻增益并降低其低頻的增益，該信號再由該檢波電路53、該低頻濾波電路54及該低頻放大電路55，以獲得雜訊比良好的模擬信號，并由該比較電路56對該模擬信號經(jīng)由波形整形以轉(zhuǎn)換成一數(shù)字的第三信號。
如圖9所示，該控制單元6設(shè)有一穩(wěn)壓電路60、一控制電路61及一指示電路62。該穩(wěn)壓電路60是將車子所提供電源予以穩(wěn)壓后提供該控制電路61及該指示電路62，并設(shè)有一個電源指示燈600，以顯示電源開啟狀態(tài)，該控制電路61是由一個第二微處理器610，以讀取這些胎壓接收器5所輸出的數(shù)字的第三信號，經(jīng)由該第二微處理器610讀取該第三信號而獲得一胎壓值。該指示電路62是提供一數(shù)字顯示器621在車子的儀表板內(nèi)并設(shè)有一個報警器620。該胎壓值經(jīng)該第二微處理器610比較預設(shè)的正常胎壓值范圍后，如果胎壓過高或太低就會開啟該報警器620，且該第二微處理器610會將該胎壓值轉(zhuǎn)換成一指示信號，控制該數(shù)字顯示器621顯示一胎壓數(shù)值，在本發(fā)明中，該數(shù)字顯示器是一LCD數(shù)字顯示器，或是一LED顯示器(圖未示)，以顯示獲得的胎壓值是那一個輪胎的胎壓值。
圖10是本發(fā)明第二實施例，其結(jié)構(gòu)大致上與第一實施例相同，但其壓力感測單元30的導電件33改成一金屬螺旋件，直接螺入絕緣殼315上方的內(nèi)螺孔3151中，它能調(diào)整電容裝置300的預設(shè)電容值。
圖11為本發(fā)明第三實施例，其結(jié)構(gòu)大致上與第一實施例相同，但其壓力感測單元30的導電件33于該薄銅片的內(nèi)底面凸設(shè)一圈凸緣3152，并于氣動件31的頂面313連設(shè)一芯桿318，該芯桿318深入該圈凸緣3152的內(nèi)部空間，它能更確實感應(yīng)該電容值的變化。
圖12為本發(fā)明第四實施例，其結(jié)構(gòu)大致上與第一實施例相同，但其壓力感測單元30的氣動件31改用一圓形薄銅彈片，表面具有多個皺摺312，于其上下面分別形成一頂面313及一底面310，該底面310用以讓進入的輪胎胎壓推移，促使該頂面313與該導電件33的距離產(chǎn)生變化，藉以改變該電容裝置300的電容值。
圖13為本發(fā)明第五實施例，其結(jié)構(gòu)大致上與第四實施例相同，但其又在導電件33薄銅片的內(nèi)底面凸設(shè)一圈凸緣3152，并在氣動件31的頂面313連設(shè)一芯桿318，該芯桿318深入該圈凸緣3152的內(nèi)部空間，亦能更確實地感應(yīng)該電容值的變化。
配合圖14、圖15所示，該胎壓偵測發(fā)射器1的固定方式可以用一個兩端具有釣扣件91的彈性帶體90固定，且該胎壓偵測發(fā)射器1的殼體10的底部外緣及罩蓋14上成型數(shù)個可受該彈性帶體90的釣件91扣接的定位孔92，使該彈性帶體90環(huán)扣于軸設(shè)在車輛兩側(cè)的輪胎內(nèi)的鋼圈上，以將該胎壓偵測發(fā)射器1固定輪胎內(nèi)的鋼圈上，使該胎壓偵測發(fā)射器1可以隨時感測胎壓。
圖16、17顯示，該胎壓偵測發(fā)射器1固定方式也可以是一個可固定在輪胎內(nèi)的鋼圈上的L型定位座體93，該定位座體93的一面可與氣嘴96一起固定于鋼圈內(nèi)側(cè)，另一面設(shè)有一個第一嵌部94(本實施例為內(nèi)螺紋)，而該胎壓偵測發(fā)射器1在該殼體10底部的通氣孔外成型一個與該第一嵌設(shè)部94相互配合的第二嵌設(shè)部95(本實施例為外螺紋)，使該胎壓偵測發(fā)射器1能以該第二嵌設(shè)部95螺固在該定位座體93的第一嵌設(shè)部94，使該胎壓偵測發(fā)射器1可以隨時感測胎壓。
權(quán)利要求
1.一種無線胎壓偵測器，包括多個可分別裝設(shè)在輪胎上的胎壓偵測發(fā)射器、至少一個與該胎壓偵測發(fā)射器對應(yīng)而可裝設(shè)在車體上的胎壓接收器，及一控制單元；該胎壓偵測發(fā)射器包含一個殼體，該殼體內(nèi)設(shè)有一電源單元、一壓力感測單元及一發(fā)射電路，其特徵在于該電源單元包含一個振動發(fā)電裝置及一整流電路；該振動發(fā)電裝置包含一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，該壓電元件設(shè)在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設(shè)置該重塊，當輪胎轉(zhuǎn)動時使該彈片振動，而由該彈片的振動力作用于該壓電元件而產(chǎn)生一電源，該電源經(jīng)該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測單元及該發(fā)射電路；該壓力感測單元包含一個電容裝置，該電容裝置包含一個氣動件、一個導電件及一轉(zhuǎn)換電路；該氣動件為導電材質(zhì)所制成，且與該導電件成預定間隔距離設(shè)置；當受進入的輪胎胎壓推移時，能使該氣動件與該導電件的距離產(chǎn)生變化，它能改變該電容裝置的電容值；該轉(zhuǎn)換電路包含一振蕩回路，該電容裝置連接至該振蕩回路上，以使轉(zhuǎn)換電路能偵測該振蕩回路所產(chǎn)生的RC振蕩波形次數(shù)，而產(chǎn)生一表示胎壓數(shù)值的第一信號輸出；該發(fā)射電路接收來自該壓力感測單元的第一信號，并送出一無線電的第二信號；這些胎壓接收器接收相對應(yīng)的該胎壓偵測發(fā)射器所發(fā)射的第二信號，并輸出一第三信號；該控制單元包含一控制電路及一指示電路，該控制電路是接收該第三信號，且經(jīng)由一微處理器處理后產(chǎn)生一指示訊號。
2.按照權(quán)利要求1所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的氣動件包含一氣室，氣室的側(cè)面形成多個皺摺，上下面分別具有一頂面及一開口。
3.按照權(quán)利要求1所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的氣動件為一彈片，表面具有多個皺摺，于其上下面分別形成一頂面及一底面。
4.按照權(quán)利要求1所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的胎壓接收器與胎壓偵測發(fā)射器，其數(shù)量相對應(yīng)，每一個胎壓接收器分別裝設(shè)在接近每一輪胎的車體處，以近距離接收器分別裝設(shè)在接近每一輪胎的車體處。
5.按照權(quán)利要求1所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的電源單元還設(shè)有一備用電源裝置。
6.按照權(quán)利要求5所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的備用電源裝置是一個可充電裝置。
7.按照權(quán)利要求6所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的電源單元，它還設(shè)有一個升壓電路。
8.按照權(quán)利要求5所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的電源單元，它還設(shè)有一省電控制電路。
9.按照權(quán)利要求1所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的氣動件是可撓性材質(zhì)制成。
10.按照權(quán)利要求1所說的無線胎壓偵測器，其特征在于所說的胎壓接收器，它各包含一接收天線、一高頻放大電路、一檢波電路、一低頻放大電路及一比較器，該第二信號經(jīng)由該接收天線接收后，經(jīng)該高頻放大電路、該檢波電路、該低頻放大電路處理得一信號，并由該比較器做波形整形后，輸出代表胎壓值的該第三信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線胎壓偵測器,它包括有:胎壓偵測發(fā)射器,及對應(yīng)的胎壓接收器。該胎壓偵測發(fā)射器包含電源單元、壓力感測單元及發(fā)射電路;電源單元的振動發(fā)電裝置由壓電元件、彈片及重塊所組成,壓力感測單元包含一電容裝置,它由氣動件、導電件及轉(zhuǎn)換電路所組成,氣動件與導電件成預定間隔距離設(shè)置,它受胎壓推移時改變電容值,再由轉(zhuǎn)換電路偵測振蕩回路的RC振蕩波形,而輸出第一信號并經(jīng)發(fā)射電路送出無線電的第二信號。
文檔編號G01L17/00GK1257194SQ9812522
公開日2000年6月21日 申請日期1998年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月16日
發(fā)明者黃添財 申請人:黃添財