一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，是对永磁体在线圈内做活塞运动发电结构的改进，包括线包1、永磁体2、空心管3和支撑体4，支撑体4为圆锥体或细棒，支撑体4的顶点顶住永磁体2，利用轮胎内存在的晃摆现象，使径向充磁的永磁体2在留有空隙的空心管3内线摆或者旋摆，这种摆动体现为永磁体2发出磁力线在空间的转动，线包1的线圈因此切割转动的磁力线发电；本实用新型专利技术的永磁体2为径向充磁且不做活塞运动，具有体积小，发电效率高的特点，适用于无电池胎压监测仪的研制和生产；安装该发电装置要考虑发射仪的重心。

A kind of power generation device for the transmitter without battery tire pressure monitoring

【技术实现步骤摘要】
一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置
本技术属于汽车配件领域，公开了一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，适用于无电池胎压监测仪的研制和生产。
技术介绍
目前的胎压监测仪几乎都内置一次性电池的方式为胎压测量集成电路和无线发射装置提供工作电能。夏天炎热的天气和地表日晒的高温导致轮胎内气温很高，因此要求一次性电池能够耐受较高的温度，故电池成本较高，数年的后电力耗尽后还需花钱更换新的电池，因此开发无电池的胎压监测仪具有重要意义，市场前景广阔。显而易见，利用汽轮胎转动本身提供的动能自发电产生电能是一个较佳的途径，轮胎转动时，附于轮胎的胎压监测仪会随着轮胎转动，轮胎在路面上的颠振将传递到胎压监测仪，如果胎压监测仪内置发电装置，把这种颠振动能转化为电能，就可以不再内置一次性电池了，这就是所谓的无电池胎压监测发射仪，通常会带有发射天线把胎压数据发射到位于驾驶室的接收器上。把动能转化为电能有很多方式，有处于技术前沿的磁致伸缩发电结构、压电能量收集结构等，更有传统而经典的电磁线圈感应发电，电磁感应发电一种很好的低成本发电方式，关键在于发电的结构是否达到高效率、小体积、低成本。现有已公开的技术中，比较多的发电结构是永磁体在线圈内做往复运动，这正是电磁感应发电的原理演示性结构。在汽车轮胎转动情况下，只要采取某种方式使永磁体能够在线圈内做往复运动，那么就能通过线圈切割磁力线产生感应电压，这种感应电通常是断续式的交流电，然后通过升压、整流、逆变等处理后，变成稳定的直流电，给电容充电或内置可反复充电的电池充电，把电量存储起来，当存储的电量满足至少一次检测胎内气压需要的能量时，触发胎压测量电路部分工作并为其短暂供电，再通过无线数据发射电路部分把胎压数据传递到驾驶室的接收器。当存储的电能不足时，胎压检测集成电路暂时回到节能状态，待下一次供电充足时再重新工作。上面提到的永磁体在线圈内做往复运动的发电结构存在一个明显且不易消除的缺点：永磁体的充磁方向必须是往复运动方向，如果永磁体为圆柱体的话，那就是轴向充磁，由于永磁体的磁力线收发于两个与往复路径垂直的端面，这样使得线圈切割磁力线的效率不高，因此永磁体需要较长的运动距离才能充分切割磁力线发电，因此发电效率不高。真正能用于产品开发的结构必须有更好的效率和更小的结构，若这种普通的技术如果直接用于产品设计将冒着很大的风险，很容易被其他新型改进技术所超越和击败，本文就提出一种更好的发电结构，虽然同样采用线圈和永磁体，但是工作机制完全不同，可直接应用于无电池胎压监测发射仪产品中的发电装置的设计开发。
技术实现思路
基于众所周知的线圈切割磁力线发电的基本原理，提出一种结构优异的新型电磁感应发电装置，用于无电池胎压监测发射仪内置发电装置的开发和生产，具有结构简单、体积小、生产成本低、效率高的优点。现有的永磁体在线圈内做往复运动的发电结构存在发电效率不高的根本原因是线圈切割磁力线的方式不是最优，为了弥补这个问题，永磁体只好完全脱出线圈一段距离，然后再完全进入线圈并从相反方向脱出，往复运动的距离比较长，自然难以实现小型化，而小型化的发电装置又是无电池胎压监测发射仪的非常重要的考虑因素。因此，这种比较原始而初级的发电结构只能算是基础方案，不算是优选的实用方案。其实，线圈切割磁力线有很多方式，转变思路，不让永磁体做活塞运动且改变永磁体的充磁方向。为缩小装置体积，放弃永磁体做活塞运动的方式，改为永磁体重心基本保持不动，只要想办法使其围绕重心灵活地来回晃动，然后改变永磁体的充磁方向，使得磁力线将改直线运动为更优的旋转运动，那么磁力线的密集处将线圈直接相交，能更有效地切割磁力线，发电效率更高，关键是永磁体不做往复运动，不需要留出往复运动的空间，发电装置能做到小型化。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，包括线包和永磁体，被固定于偏重心的球形无电池胎压监测发射仪中并为其提供工作电能，无电池胎压监测发射仪的重心远离球心且位于所述线包的轴上；发电装置还包括空心管和支撑体；所述的线包绕制于空心管的外壁上；两端封闭的空心管内部设有所述的永磁体和所述的支撑体，封闭的空心管为永磁体和支撑体提供了容纳空间的同时限制了永磁体在空心管轴线方向的直线往复运动；永磁体为圆柱形或锣鼓形，较矮，高度不超过直径的1/2，其轴线与空心管轴线一致，空心管内壁和永磁体外壁之间设有空隙，使永磁体轴线在径向上能倾斜空心管轴向α角度，α的最大值在25°~45°之间；所述少弹性的支撑体固定于空心管封闭的一端，设有一个顶点与永磁体自然接触，所述顶点位于空心管轴线上；当空心管竖立放置被观察时，径向充磁的永磁体被所述顶点顶起后与线包等高；轮胎转动时，所述空心管随无电池胎压监测发射仪在轮胎内晃摆，离心力的作用使永磁体与顶点压力接触，永磁体在空心管内以顶点为支点在平面内直线摆动或摇头摆动，永磁体发出的磁力线在空间中以不超过2α的角度转动，线包内的线圈切割磁力线而产生断续形式的交流电，经过升压、整流等调理之后，为无电池胎压监测发射仪的气压测量电路部分和无线数据发射电路部分供电。进一步地，所述支撑体为圆锥体，所述顶点为圆锥体的锥尖部，圆锥体的圆形底部固定于空心管封闭端；圆椎体采用不导磁的材料制成，包括塑料、橡胶。进一步地，所述支撑体还可以为细棒，与空心管共轴，所述顶点为细棒与永磁体接触的端面，另一端固定于空心管封闭端；细棒采用不导磁的材料制成，包括塑料、铜。具体地，所述空心管的截面包括圆管，椭圆管。具体地，所述永磁体采用硬磁材料，包括铷铁硼。优选地，所述线包有两根引线作为发电电压输出，线包由漆包线绕制而成，漆包线包括普通漆包线、热粘漆包线、醇粘漆包线，线径在0.01~0.1mm之间，匝数大于1500。需要说明的是，本技术随无电池胎压监测发射仪在轮胎内晃动时，由于后者的重心安排和安装考虑，无电池胎压监测发射仪的晃摆除了有直线摆外，还有旋摇摆，所述旋摇指的是空心管在来回摆动过程中，其轴线的一端伴随做周向运动，类似于陀螺旋转时的轴线表现。永磁体晃摆发电最大的时候是永磁体磁极连线在永磁体摆动面内时，发电最小的时候是永磁体磁极连线与永磁体摆动面垂直时，直线摆和旋摇摆的共同作用使感应电动势的离散性增大，永磁体在晃摆时发出的脉冲形式的交流电的峰值有大有小，后级宜断续地收集高峰值电压能量，把电压整流后送入电容进行充电，当电容存储的电能足够时，再考虑稳压后为其他电路供电。另外，还需要说明的是，无电池胎压监测发射仪除了会发生晃摆外，还存在活塞直线运动，本技术不利用活塞运动发电。可见，本技术是对传统线圈切割磁力线发电的技术的在胎压检测领域的结构的颠覆性改进，巧妙地利用支撑体的顶点对永磁体形成不稳定的支撑，再充分利用轮胎内存在的晃摆现象，使永磁体在特意留存空隙的空心管内来回晃动，这种机械晃动表现为永磁体发出磁力线在空间的转动，只要这种转动超过20°，线包的线圈就能高效地切割转动的磁力线发电。本技术带来的有益效果是：与通常的永磁体在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，其特征在于：包括线包（1）和永磁体（2），被固定于偏重心的球形无电池胎压监测发射仪中并为其提供工作电能，无电池胎压监测发射仪的重心远离球心且位于所述线包（1）的轴上；发电装置还包括空心管（3）和支撑体（4）；所述的线包（1）绕制于空心管（3）的外壁上；两端封闭的空心管（3）内部设有所述的永磁体（2）和所述的支撑体（4），永磁体（2）为圆柱形或锣鼓形，较矮，高度不超过直径的1/2，其轴线与空心管（3）轴线一致，空心管（3）内壁和永磁体（2）外壁之间设有空隙，使永磁体（2）轴线在径向上能倾斜空心管（3）轴向α角度，α的最大值在25°~45°之间；少弹性的所述支撑体（4）固定于空心管（3）封闭的一端，设有一个顶点与永磁体（2）自然接触，所述顶点位于空心管（3）轴线上；当空心管（3）竖立放置被观察时，径向充磁的永磁体（2）被所述顶点顶起后与线包（1）等高；轮胎转动时，所述空心管（3）随无电池胎压监测发射仪在轮胎内晃摆，离心力的作用使永磁体（2）与顶点压力接触，永磁体（2）在空心管（3）内以顶点为支点在平面内直线摆动或摇头摆动，永磁体（2）发出的磁力线在空间中以不超过2α的角度转动，线包（1）内的线圈切割磁力线而产生断续形式的交流电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于无电池胎压监测发射仪的发电装置，其特征在于：包括线包（1）和永磁体（2），被固定于偏重心的球形无电池胎压监测发射仪中并为其提供工作电能，无电池胎压监测发射仪的重心远离球心且位于所述线包（1）的轴上；发电装置还包括空心管（3）和支撑体（4）；所述的线包（1）绕制于空心管（3）的外壁上；两端封闭的空心管（3）内部设有所述的永磁体（2）和所述的支撑体（4），永磁体（2）为圆柱形或锣鼓形，较矮，高度不超过直径的1/2，其轴线与空心管（3）轴线一致，空心管（3）内壁和永磁体（2）外壁之间设有空隙，使永磁体（2）轴线在径向上能倾斜空心管（3）轴向α角度，α的最大值在25°~45°之间；少弹性的所述支撑体（4）固定于空心管（3）封闭的一端，设有一个顶点与永磁体（2）自然接触，所述顶点位于空心管（3）轴线上；当空心管（3）竖立放置被观察时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：向英特，
申请(专利权)人：向英特，
类型：新型
国别省市：山东;37