CN108058546B - 一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎 - Google Patents
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Abstract
一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，属于介电弹性体逆向发电和轮胎制造工艺技术领域。轮胎转动，触地位置上两胎壁发生外鼓式形变，拉动洽接于胎壁内测的介电弹性体伸张，随着轮胎触地位置偏移恢复原状，介电弹性体回缩、弛豫发出电量。轮胎周而复始的转动，持续使洽接于胎壁内测的介电弹性体伸张、回缩、弛豫，从而不间断的产出电力。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，属于介电弹性体逆向发电和轮胎制造工艺技术领域，利用轮胎触地形变使介电弹性体伸张、回缩、弛豫发出电力。
技术背景
目前市场上车用轮胎性能单一，不能将自身固有能量进行有效转化。如果利用轮胎固有特性使其转化为有用能量，那么将节省很大的自然资源。专利文献：CN201610119552.3公开了一种基于介电弹性体的汽车轮胎发电装置，<<包括：介电弹性体薄膜、上壳、防漏电保护下壳、下壳刚性弓型轴板、下壳联动滚轴、上壳联动滚轴、壳弹性固定轴、销钉、介电弹性体薄膜固定卡、电磁屏蔽罩和发电装置信号监测及压力传感处理系统。多个发电装置通过并联的方式填充在整个轮胎中，通过轮胎形变，触及轮胎内部所述的刚性弓形轴板，使介电弹性体薄膜收缩、拉伸实现机械能向电能的转换。这样繁杂、沉重的装置填充于轮胎中，极大的增加了轮胎转动时的离心力，使车辆起步、刹车变得尤为困难；再者，轮胎胎面长期受到地面和弓型轴板共同长期挤压，轮胎使用寿命将会大大缩短。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，将轮胎触地形变这一固有势态直接、简单地通过介电弹性体转化为可为车辆所用的电能，有效节约了能源。
本发明采取的技术方案是：利用轮胎触地位置上两胎壁发生外鼓式形变，使洽接于两胎壁之间的介电弹性体伸张；轮胎转动，原触地位置发生偏移，原位置胎壁恢复，原位置介电弹性体回缩；在介电弹性体伸缩、弛豫过程中发出电力。本发明的基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，包括轮胎、轮毂、介电弹性体和电力收集装置。
所述的轮胎胎壁内两测，制造有数条对应的环状裙带，环状裙带边缘设计有加强筋，所述的环状裙带由胎壁内层材料折合、外伸且边缘内设置加强筋后与轮胎整体加工完成。环状裙带之间由不可伸缩材料通过与所述的加强筋牢固结合，使环状裙带与介电弹性体洽接为整体体系。
所述的介电弹性体由多个单层丙烯酸或硅树脂弹性体压合而成，压合后的介电弹性体层面渗入屈从电极材料碳或石墨，再次工序喷涂绝缘涂料层和电磁屏蔽涂料层，喷涂完成的介电弹性体被分成数段，环轮胎内腔布置，段与段之间设置柔性绝缘材料作为间隔，每段介电弹性体上还附有洄形冷却软管和电源引出线。冷却软管和电源引出线通过轮毂内壁腔体引向电力收集装置内部的冷却液腔和电力存储设备。轮毂内部腔体是制造在轮辐内和轮毂内壁上的数个加入密封措施的引出通道。
所述的电力收集装置位于轮毂中心位置，电力收集装置包括用电保护装置、电力存储设备和冷却液腔，电力存储设备内含电力存储与电力输出器件；冷却液腔通过轮毂内腔与洄形冷却软管贯通，利用离心力和流体的热胀冷缩原理，对轮胎内部进行循环降温；电力存储设备以电池组的形式对工作在轮胎内的介电弹性体所产生电量进行电力收集、存储及通过旋转接头或其它电力输出方式输出。
所述的介电弹性体，在轮胎充入小于非传统气体后，其状态处于一种非极限拉伸状态，其拉伸力将做为轮胎气体支撑力的另一种补充存在，对轮胎起到一定的固形、支撑作用，使轮胎在保有与传统轮胎同样的功用和外形的基础上，大大降低爆胎的发生概率。
所述的介电弹性体各与之间的柔性绝缘间隔材料都具有一定的伸缩特质，能够随介电弹性体共同伸缩，其作用在于轮胎转动时，能让每段介电弹性体单独产生电力，并由各自引出的电源引出线分别将电力输送给电力存储设备。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，介电弹性体和轮胎内壁整合洽接，利用轮胎滚动形变，简单、直接输出电力，且轮胎内没有附加任何机械装置，不会对轮胎现有功能造成功能性缺失和缩短使用期限，反而是质量轻便的介电弹性体对小于非传统充气后的轮胎起到一定的固形、支撑作用，防止了爆胎所引起的不良后果，达到发电和防爆的双重目的。
附图说明：
图1为本发明的轮胎整体构造示意图；
图2为本发明的轮胎工作断面示意图；
图3为本发明的介电弹性体构造示意图。
具体实施方式
下面结合图1、图2和实施例对本发明作进一步说明。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，包括轮胎、轮毂、介电弹性体和电力收集装置。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，轮胎1内部胎壁两测，由轮胎1材料折合、外伸整体加工完成数条对应的可有效弯折、但不可伸缩的环状裙带6，环状裙带6边缘设计加强筋，与轮胎1整体加工完成。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，介电弹性体2是在多张丙烯酸或硅树脂等弹性体材料压合后的基质的上、下表面渗入屈从电极材料，喷涂绝缘涂料层和电磁屏蔽涂料层8而加工完成。完成后的介电弹性体2被分割成数段，环轮胎内腔布置，段与段之间设置柔性绝缘材料作为间隔，每段介电弹性体上还附有洄形冷却软管10和电源引出线9，三者以间隔、层叠方式洽接于轮胎1胎壁内两测对应的环状裙带6的加强筋上，特别是分段后的介电弹性体两侧由不可伸缩材料制造有延长边，可以以缝制或热粘结等方式与对应的环状裙带6的加强筋洽接为一个整体。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，所述的介电弹性体2，在轮胎1内壁形成均衡拉力，一定程度上代替气体对轮胎1的填充、支撑作用，从而杜绝爆胎后的轮胎急速形变。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，电力收集装置4固定于轮毂3中心，内部设置用电保护装置、电流收集装置和冷却液腔5，电流收集装置内含电力存储与电力输出器件，冷却液腔5内部充满与洄形冷却软管10贯通、循环的流体，电力收集装置4对工作在轮胎1内的介电弹性体2进行电力收集及循环降温，用电保护装置对不稳定电压进行分压、稳压整合。
本发明一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，通过轮胎、轮毂、电力收集装置和介电弹性体共同支撑起一个保留原件功能的特别的发电基站系统，很好的利用轮胎触地位置上两胎壁发生外鼓式形变，拉动洽接于胎壁内测的介电弹性体伸张、弛豫进而发生产电效果。
上述实施例中，对本发明的较佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，其特征在于：包括：轮胎、轮毂、介电弹性体和电力收集装置，所述的轮胎(1)胎壁内两侧制造有数条对应的环状裙带(6)，环状裙带(6)之间通过不可伸缩材料(7)洽接介电弹性体(2)；所述的介电弹性体(2)由多个单层弹性体压合而成，压合后的介电弹性体(2)层面渗入屈从电极材料碳或石墨，其表面喷涂绝缘涂料层和电磁屏蔽涂料层(8)，介电弹性体(2)环轮胎内腔分段布置，介电弹性体(2)各段之间设置柔性绝缘材料作为间隔，每段介电弹性体上还附有洄形冷却软管(10)和电源引出线(9)，两者通过轮毂(3)内壁腔体引向电力收集装置(4)内部的冷却液腔(5)和电力存储设备；所述环状裙带(6)由胎壁内层材料折合、外伸且边缘内设置加强筋后与轮胎(1)整体加工完成，环状裙带(6)通过不可伸缩材料(7)与所述介电弹性体(2)洽接为一个整体共同支撑轮胎(1)胎型，轮胎(1)的运动使胎壁依次外鼓形变，致使轮胎(1)腔体内的介电弹性体(2)依次重复被动拉伸、主动回缩；
所述介电弹性体( 2) 是在多张丙烯酸或硅树脂等弹性体材料压合后的基质的上、下表面渗入屈从电极材料，喷涂绝缘涂料层和电磁屏蔽涂料层( 8) 而加工完成。
2.如权利要求书1所述的基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，其特征在于：所述的电力收集装置(4)位于轮毂(3)中心位置，电力收集装置(4)包括用电保护装置、电力存储设备和冷却液腔(5)。
3.如权利要求书1或2所述的一种基于轮胎形变利用介电弹性体发电的防爆轮胎，其特征在于：所述的冷却液腔(5)内部充有流体，利用其离心力和流体的热胀冷缩原理冷却轮胎(1)内部温度。
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