專利名稱：車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型發(fā)電裝置，具體為一種安裝于車輪氣門上的壓電式發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車行駛過程中，由于地面不平以及車輪輪轂自身的抖動(dòng)，車輪不可避免的存在著振動(dòng)，又由于車輪的振動(dòng)使得輪胎受到擠壓并產(chǎn)生一定的變形，進(jìn)而使得輪胎內(nèi)的氣壓大小發(fā)生變化。目前車輪的氣門通常是采用氣門芯直接封閉的，但是這種結(jié)構(gòu)的氣門芯僅僅是起到單一的密封作用，它不能將輪胎內(nèi)氣壓的變化轉(zhuǎn)化為可供利用的能量；并且這種氣門芯的頂端長期裸露在外，在機(jī)動(dòng)車行駛過程中存在容易被損壞的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的主要目的在于解決目前還沒有一種專門利用車輪輪胎內(nèi)氣壓變化來獲取能量的裝置的問題，而提供一種車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)，包括氣針和外套，其特征在于，在氣針的上部設(shè)有定位盤，氣針通過定位盤與外套內(nèi)壁連接，在氣針與外套之間形成空腔；在定位盤上設(shè)有若干個(gè)通氣孔，在定位盤的上面由下往上依次設(shè)有彈性鐵片、薄鐵片和壓電塊， 所述彈性鐵片與外套內(nèi)壁固定且密封連接，彈性鐵片的底部還通過彈簧與定位盤相連，所述薄鐵片和壓電塊均固定在外套內(nèi)壁上，且壓電塊緊貼在薄鐵片上，壓電塊的兩端通過導(dǎo)線與負(fù)載連接；彈性鐵片在向上彈升時(shí)推擠薄鐵片，并帶動(dòng)薄鐵片擠壓壓電塊產(chǎn)生電流給負(fù)載供電。本發(fā)明的壓電式發(fā)電機(jī)在安裝時(shí)通過氣針插入車輪輪胎，使發(fā)電機(jī)內(nèi)的空腔與輪胎的內(nèi)腔連通，使得輪胎內(nèi)的氣壓能夠直接作用于發(fā)電機(jī)內(nèi)的彈性鐵片上，使彈性鐵片在氣壓作用下發(fā)生形變，并擠壓壓電塊，進(jìn)而在壓電塊兩端產(chǎn)生電流。進(jìn)一步的技術(shù)方案，在定位盤與外套內(nèi)壁的連接處還設(shè)有密封墊，通過密封墊能夠增強(qiáng)氣針上部定位盤與外套之間的密封性。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述外套由上蓋和底座構(gòu)成，上蓋的內(nèi)壁與定位盤螺紋連接； 在底座內(nèi)壁設(shè)有限位凸臺(tái)，氣針穿過限位凸臺(tái)中間的孔，在氣針兩端還設(shè)有用于對氣針限位的凸起。氣針兩端凸起的直徑均大于限位凸臺(tái)中間的孔的直徑，這樣兩端的凸起能夠防止氣針滑出外套。本發(fā)明中將外套分為上、下兩部分的作用在于方便拆卸和安裝，特別是在制作時(shí)可以先在上蓋內(nèi)安裝好彈性鐵片、薄鐵片以及壓電塊后，再進(jìn)行組裝，這樣可以降低制作難度；同時(shí)通過設(shè)置限位凸臺(tái)不僅可以限制氣針的位置，還能在設(shè)備安裝不到位時(shí)進(jìn)行故障提示(當(dāng)上蓋與底座未抵緊時(shí)，氣針底部在輪胎氣壓作用下將與限位凸臺(tái)卡緊，使得限位凸臺(tái)的內(nèi)孔被封死，導(dǎo)致氣流不通，這時(shí)彈性鐵片上由于不受壓力將無法擠壓壓電塊發(fā)電，因此作為負(fù)載的發(fā)光二極管將不亮，當(dāng)人們在車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)觀察到發(fā)光二極管不亮?xí)r，就可以判斷設(shè)備安裝未到位或出現(xiàn)了故障)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果
1、能夠利用車輪輪胎內(nèi)的氣壓變化來發(fā)電本發(fā)明的發(fā)電機(jī)利用壓電材料自身受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間形成電壓的特性，并利用車輪輪胎內(nèi)氣壓變化時(shí)形成的對氣門的壓力來推動(dòng)設(shè)置于氣針上端的彈性鐵片，使其在彈簧帶動(dòng)下對壓電塊進(jìn)行反復(fù)的擠壓，從而在電路中產(chǎn)生可供二極管或蓄電池使用的電能。2、對氣針形成雙層保護(hù)，防止漏氣本發(fā)明中的彈性鐵片以及外側(cè)的上蓋在氣針上部形成了一個(gè)封閉的殼體，這樣對氣針能夠形成雙層保護(hù)，同時(shí)還在氣針與外套之間設(shè)置了密封墊，達(dá)到防止漏氣的目的。


圖1為本發(fā)明車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2為圖1中定位盤的結(jié)構(gòu)剖視圖3為一種安裝了本發(fā)明發(fā)電機(jī)的車輪示意圖。圖中，1一氣針，11 一定位盤，12—通氣孔，2—外套，21—上蓋，22—底座，23—限位凸臺(tái)，3—空腔，4一彈性鐵片，5—薄鐵片，6—壓電塊，7—彈簧，8—導(dǎo)線，9一負(fù)載，10—密封墊，13—?dú)忾T。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)，包括氣針1和外套2，所述氣針1為兩頭粗、中間細(xì)的“啞鈴”形狀，所述外套2為筒狀結(jié)構(gòu)，在外套2的上、下端均設(shè)有開口，氣針1豎向設(shè)置在外套2內(nèi)。在氣針1的上部還設(shè)有定位盤11，所述定位盤11與外套2內(nèi)腔的橫截面形狀相匹配，氣針1通過定位盤11與外套2內(nèi)壁連接，在氣針1與外套 2之間形成空腔3，所述空腔3與外套2下部的開口連通，當(dāng)將本發(fā)明發(fā)電機(jī)安裝在車輪車胎上后，空腔3即與輪胎的內(nèi)腔連通；在定位盤11上還設(shè)有若干個(gè)通氣孔12，本發(fā)明中將通氣孔12設(shè)置為8個(gè)，且呈圓環(huán)狀均勻分布，這樣氣壓分布也更均勻；在定位盤11的上面由下往上依次設(shè)有彈性鐵片4、薄鐵片5和壓電塊6，所述彈性鐵片4與外套2內(nèi)壁固定且密封連接，彈性鐵片4的底部還通過彈簧7與定位盤11相連，彈性鐵片4與定位盤11之間的密封腔通過通氣孔12與下部的空腔3連通；所述薄鐵片5和壓電塊6均固定在外套2內(nèi)壁上，且壓電塊6緊貼在薄鐵片5上，壓電塊6的兩端通過導(dǎo)線8與負(fù)載9連接。本發(fā)明中壓電塊6是采用現(xiàn)有的壓電材料制成的塊狀體，利用壓電材料自身的特性，當(dāng)擠壓壓電塊6 時(shí)，在壓電塊6的兩端表面就會(huì)產(chǎn)生電荷，當(dāng)壓電塊與負(fù)載連接形成回路后，就能在回路中形成電流；負(fù)載9安裝在外套2頂部的開口位置，它可以是發(fā)光二極管，也可以是蓄電池，彈性鐵片4在向上彈升時(shí)推擠薄鐵片5，并帶動(dòng)薄鐵片5擠壓壓電塊6產(chǎn)生電流給負(fù)載9供 H1^ ο參見圖1，在定位盤11與外套2內(nèi)壁的連接處還設(shè)有密封墊10，所述密封墊10可以為具有一定彈性的橡膠墊，也可以是組合式密封墊，還可以是金屬密封墊，通過密封墊10 能夠增強(qiáng)氣針上部定位盤U與外套2之間的密封性。參見圖1，所述外套2是由上蓋21和底座22構(gòu)成，上蓋21的內(nèi)壁與定位盤11為固定連接或螺紋連接，在底座22內(nèi)壁的中部設(shè)有限位凸臺(tái)23，氣針1穿過限位凸臺(tái)23中間的孔，在氣針1兩端還設(shè)有用于對氣針1限位的凸起。工作原理參見圖1和圖3，安裝時(shí)，先將發(fā)電機(jī)的外套2連接在輪胎的氣門13上， 并將氣針1的下部插入氣門13內(nèi)，使輪胎的內(nèi)腔與外套2的空腔3連通，這樣輪胎內(nèi)的氣壓經(jīng)過空腔3、通氣孔12后能直接作用在彈性鐵片4上，由于輪胎內(nèi)的氣壓大于外界的氣壓，因此對彈性鐵片4會(huì)形成向上的壓力，進(jìn)而使彈性鐵片4向上彈升變形；彈性鐵片4在彈升過程中將推擠上端的薄鐵片5，薄鐵片5又?jǐn)D壓上部的壓電塊6，使壓電塊6兩端產(chǎn)生電荷并在與負(fù)載9連接形成的回路中形成電流，從而達(dá)到給負(fù)載9供電的目的。又由于汽車在行駛過程中輪胎存在振動(dòng)的情況，因此輪胎內(nèi)氣壓也是忽大忽小變化的，這樣作用在彈性鐵片4上的氣壓也是存在大、小變化的，氣壓對彈性鐵片4的壓力也是忽大忽小的；當(dāng)彈性鐵片4上的壓力減小時(shí)，它將在下部的彈簧7作用下收縮，當(dāng)彈性鐵片4上的壓力增大時(shí)，它又向上彈升，這樣彈性鐵片4在汽車行駛過程中就形成上、下反復(fù)振蕩的狀態(tài)，并推動(dòng)薄鐵片5反復(fù)擠壓壓電塊6，從而為負(fù)載提供穩(wěn)定的、可持續(xù)的電流。
權(quán)利要求
1.車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)，包括氣針(1)和外套(2)，其特征在于，在氣針(1)的上部設(shè)有定位盤(11)，氣針(1)通過定位盤(11)與外套(2)內(nèi)壁連接，在氣針(1)與外套(2)之間形成空腔(3)；在定位盤(11)上設(shè)有若干個(gè)通氣孔(12)，在定位盤(11)的上面由下往上依次設(shè)有彈性鐵片(4)、薄鐵片(5)和壓電塊(6)，所述彈性鐵片(4)與外套(2)內(nèi)壁固定且密封連接，彈性鐵片(4)的底部還通過彈簧(7)與定位盤(11)相連，所述薄鐵片(5)和壓電塊 (6 )均固定在外套(2 )內(nèi)壁上，且壓電塊(6 )緊貼在薄鐵片(5 )上，壓電塊(6 )的兩端通過導(dǎo)線(8)與負(fù)載(9)連接；彈性鐵片(4)在向上彈升時(shí)推擠薄鐵片(5)，并帶動(dòng)薄鐵片(5)擠壓壓電塊(6)產(chǎn)生電流給負(fù)載(9)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)，其特征在于，在定位盤(11)與外套 (2)內(nèi)壁的連接處還設(shè)有密封墊(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述外套(2)由上蓋 (21)和底座(22)構(gòu)成，上蓋(21)的內(nèi)壁與定位盤(11)螺紋連接；在底座(22)內(nèi)壁設(shè)有限位凸臺(tái)(23);氣針(1)穿過限位凸臺(tái)(23)中間的孔，在氣針(1)兩端還設(shè)有用于對氣針(1) 限位的凸起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輪氣門壓電式發(fā)電機(jī)，它包括氣針和外套，在氣針的上部設(shè)有定位盤，氣針通過定位盤與外套內(nèi)壁連接，在氣針與外套之間形成空腔；在定位盤上設(shè)有若干個(gè)通氣孔，在定位盤的上面由下往上依次設(shè)有彈性鐵片、薄鐵片和壓電塊，所述彈性鐵片與外套內(nèi)壁固定且密封連接，彈性鐵片的底部還通過彈簧與定位盤相連，所述薄鐵片和壓電塊均固定在外套內(nèi)壁上，且壓電塊緊貼在薄鐵片上，壓電塊的兩端通過導(dǎo)線與負(fù)載連接；彈性鐵片在向上彈升時(shí)推擠薄鐵片，并帶動(dòng)薄鐵片擠壓壓電塊產(chǎn)生電流給負(fù)載供電。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)能夠利用車輪輪胎內(nèi)的氣壓變化來發(fā)電，產(chǎn)生可供二極管或蓄電池使用的電能。
文檔編號H02N2/18GK102176647SQ20111006200
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者張楠, 羅永前, 陳志軍, 韓春霞 申請人:重慶電子工程職業(yè)學(xué)院