本申请涉及旋转轮和能量收集系统。一种设备包括轮辋、轮胎和能量收集部件。轮辋被配置成旋转和移动。轮胎联接到轮辋。轮胎在充气时配置成将力传递到轮辋，该力由作用在轮胎的与道路接触的部分上的压缩力造成。能量收集部件被定位在轮辋上，并且被配置为当轮辋旋转时，响应于作用在轮胎的与道路接触的部分上的压缩力来捕获动能。
【技术实现步骤摘要】
旋转轮和能量收集系统
技术介绍
和数据挖掘的进步已经在日常生活中变得普遍。例如，以自动驾驶交通工具为目的的数据挖掘已经成为日常现象。类似地，为了提高产品的可用性和安全性，其他行业中的数据挖掘也有所增加。例如，收集车祸中的数据并对其进行调查可能通向事故的原因(例如轮胎压力、发动机故障等)。因此，传感器在日常生活中的使用已经变得无处不在。传感器使用的增加造成了电力需求和数据传输的增加。不幸的是，目前的电源，例如锂离子电池，除了难以更换它们之外(例如，当它们向例如充气轮胎内部的传感器供电时)，其容量有限且耐用性低。此外，锂离子电池对环境产生不利影响。此外，锂离子电池经受加速放电循环，这需要频繁或过早地更换整个传感器模块，从而增加了成本。为了解决电力需求增加的问题，人们已经尝试收集能量。例如，已经介绍了从动力源(例如振动、冲击等)、热源、光源等收集能量的技术。不幸的是，目前收集能量的技术及其效率取决于轮子的不同速度。此外，诸如质量弹簧阻尼器的其他装置具有窄的频率范围，并且不太适合通过在非共振条件下具有非线性输出来收集能量。概述因此，需要有效地收集能量，并且收集能量与诸如交通工具的移动物体的变化速度无关。在一些实施例中，能量收集部件(energyharvestingcomponent)定位在可旋转部件上，使得其独立于可旋转部件的速度来捕获可旋转部件的动能。在根据一些实施例的一个示例中，一种设备包括轮辋(rim)、轮胎和能量收集部件。轮辋被配置成旋转和移动。轮胎联接到轮辋。轮胎在充气时被配置成将力传递到轮辋，该力由作用在轮胎的与道路接触的部分上的压缩力产生。能量收集部件被定位在轮辋上，并且被配置为当轮辋旋转时，响应于作用在轮胎的与道路接触的部分上的压缩力来捕获动能。应当理解，在根据一些实施例的一个示例中，能量收集部件定位于轮辋的侧壁上。在一些示例中，能量收集部件定位于轮胎的胎圈区域和轮辋之间。能量收集部件产生能量，该能量由作用在轮胎胎圈区域上的压缩力造成。根据一个示例，能量收集部件是换能器、压电能量收集器等。在一些实施例中，能量收集部件可以是围绕轮辋的圆周定位的能量收集部件阵列。当轮辋旋转时，能量收集部件阵列产生大体上连续的能量。应当理解，大体上连续的能量独立于共振或非共振条件。根据一些实施例，该设备还包括轮胎压力监测系统(TPMS)模块，其被配置为接收捕获的动能。动能通过具有携带电流的电极的圆周互连带传递到TPMS模块。在一些实施例中，该设备可以进一步包括由捕获的动能供电的传感器。在一些实施例中，一种装置包括可旋转部件，该可旋转部件被配置成旋转并响应于该可旋转部件旋转而移动运输工具。该设备还可以包括位于可旋转部件上的能量收集部件。能量收集部件被配置成响应于可旋转部件旋转而捕获移动的运输工具的动能。在一些实施例中，能量收集部件是换能器、压电能量收集器等。该装置还可以包括联接到可旋转部件的轮胎。能量收集部件位于轮胎的胎圈区域和可旋转部件之间，并且产生能量，该能量由作用在轮胎胎圈区域上的运输工具的压缩力造成。应当理解，能量收集部件可以是围绕可旋转部件的圆周定位的能量收集部件阵列。当可旋转部件旋转时，能量收集部件阵列可以产生大体上连续的能量。根据一些实施例，该装置还包括被配置为接收捕获的动能的TPMS模块。动能通过具有携带电流的电极的圆周互连带传递到TPMS模块。在根据一些实施例的一个示例中，该装置还包括由捕获的动能供电的传感器。在根据一些实施例的示例中，一种设备包括轮辋、柔性部件、能量收集部件阵列和传感器阵列。轮辋被配置成旋转并响应于轮辋旋转而移动设备。柔性部件联接到轮辋，并配置成将由作用在柔性部件的与表面接触的部分上的设备压缩力造成的力传递到轮辋。能量收集部件阵列定位在轮辋的圆周上，并被配置为当轮辋旋转时，响应于作用在柔性部件的与表面接触的部分上的设备的压缩力来捕获移动的设备的连续动能。应当理解，捕获的连续动能独立于共振或非共振条件。传感器阵列由能量收集部件阵列供电。在一些实施例中，传感器阵列被配置成感测和收集设备感测信息。设备感测信息可以是压力、冲击时刻的速度、加速度、牵引力、制动转向、负载支撑等。参考以下附图、描述和所附权利要求，可以更好地理解本文描述的构思的这些和其他特征和方面。附图说明图1A示出了根据一些实施例的能量收集部件的示例。图1B示出了根据一些实施例的能量收集部件的另一个示例。图1C示出了根据一些实施例的能量收集部件的又一示例。图1D示出了根据一些实施例的能量收集部件的另一个示例；图2示出了根据一些实施例的能量收集部件及其位置配置的示例。图3示出了根据一些实施例的能量收集部件及其位置配置的另一个示例。图4示出了根据一些实施例的能量收集部件及其位置配置的又一示例。图5示出了根据一些实施例的能量收集部件及其位置配置的附加示例。图6示出了根据一些实施例的能量收集部件阵列的示例。图7示出了根据一些实施例的能量收集部件阵列的另一个示例。图8示出了根据一些实施例的能量收集部件阵列的另外的示例。图9示出了根据一些实施例的能量收集部件阵列的又一示例。图10示出了根据一些实施例的交通工具轮子的情况下的能量收集部件的示例。图11示出了根据一些实施例的带系统(beltsystem)的情况下的能量收集部件的示例。图12示出了根据一些实施例的主从带系统的情况下的能量收集部件的示例。详细描述在更详细地描述各种实施例之前，本领域普通技术人员应该理解，这些实施例不是限制性的，因为这些实施例中的元件可以变化。同样应该理解，这里描述和/或示出的特定实施例具有可以容易地与特定实施例分离的元件，并且这些元件可选地与几个其他实施例中的任何一个结合，或者替代这里描述的几个其他实施例中的任何一个中的元件。本领域普通技术人员还应该理解，这里使用的术语是为了描述某些构思，并且该术语不是限制性的。除非另有说明，序数(例如，第一、第二、第三等)用于区分或识别一组元件或步骤中的不同元件或步骤，并且不对其实施例的元件或步骤提供顺序限制或数值限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”元件或步骤不必按该顺序出现，并且其实施例不必限于三个元件或步骤。还应当理解，除非另有说明，任何标示，例如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“中间”、“底”、“向前”、“反向”、“顺时针”、“逆时针”、“向上”、“向下”或其他类似术语，例如“上部”、“下部”、“上方”、“下方”、“竖直”、“水平”、“近端”、“远端”及类似术语，都是为了方便而使用的，并不意图意味着例如任何特定的固定位置、方位或方向。相反，这些标示用于反映例如相对位置、方位或方向。还应理解，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数引用，除非上下文清楚地另外指明。除非另有限定，否则在本文中使用的所有技术术语和科学术语都具有与本实施方案所属的领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。需要有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n轮辋，其被配置成旋转和移动；/n轮胎，其联接到所述轮辋，其中所述轮胎在充气时被配置成将由作用在所述轮胎的与道路接触的部分上的压缩力造成的力传递到所述轮辋；和/n能量收集部件，其定位于所述轮辋上，其中所述能量收集部件被配置成当所述轮辋旋转时，响应于作用在所述轮胎的与道路接触的部分上的压缩力来捕获动能。/n
【技术特征摘要】
20181011 US 16/158,2161.一种设备，包括：
轮辋，其被配置成旋转和移动；
轮胎，其联接到所述轮辋，其中所述轮胎在充气时被配置成将由作用在所述轮胎的与道路接触的部分上的压缩力造成的力传递到所述轮辋；和
能量收集部件，其定位于所述轮辋上，其中所述能量收集部件被配置成当所述轮辋旋转时，响应于作用在所述轮胎的与道路接触的部分上的压缩力来捕获动能。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述能量收集部件定位于所述轮辋的侧壁上。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述能量收集部件是换能器。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述换能器是压电能量收集器。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述能量收集部件定位于所述轮胎的胎圈区域和所述轮辋之间，并且其中所述能量收集部件产生能量，所述能量由作用在所述轮胎的所述胎圈区域上的压缩力造成。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述能量收集部件是围绕所述轮辋的圆周定位的能量收集部件阵列，并且其中所述能量收集部件阵列在所述轮辋旋转时产生大体上连续的能量，并且其中所述大体上连续的能量独立于共振或非共振条件。
7.如权利要求1所述的设备，还包括传感器，其中所述传感器由所捕获的动能供电。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述传感器位于轮胎压力监测系统(TPMS)模块内，所述轮胎压力监测系统模块被配置为接收所捕获的动能。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述动能通过具有用于承载电流的电极的圆周互连带传递到所述TPMS模块。
10.一种装置，包括：
可旋转部件，其配置成旋转；和
能量收集部件，其定位于所述可旋转部件上，其中所述能量收集部件被配置成从与所述可旋转部件的旋转相关...
【专利技术属性】
技术研发人员：维布·维韦克，斯里尼瓦萨·拉奥，
申请(专利权)人：TDK股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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