Система и способ для генерирования электрической энергии из механической энергии вращающейся шины - RU2005115412A

Реферат

1. Сборка шины с интегрированными элементами генерирования энергии, содержащая шину, имеющую корону, содержащую внешнюю часть протектора шины для контакта с поверхностью земли, части борта шины для посадки шины на обод колеса и части боковины шины, проходящие между каждой частью борта шины и короной, пьезоэлектрическое устройство, предназначенное для генерирования в нем электрического заряда при механической деформации шины, устройство накопления энергии, связанное с пьезоэлектрическим устройством для приема электрического заряда от пьезоэлектрического устройства и накопления в нем заданного количества электрического заряда, электронную сборку, связанную с устройством накопления энергии таким образом, что заданные электронные элементы электронной сборки снабжаются энергией, сохраняемой в устройстве накопления энергии.

2. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит структуру волокнистого композиционного материала с множеством пьезоэлектрических волокон, встроенных в матрицу из эпоксидной смолы.

3. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, защитный корпус, окружающий по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, первый и второй электрические провода для подключения к по меньшей мере одной пьезокерамической пластине.

4. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит слой пьезокерамического материала, имеющий первую и вторую противоположные стороны, первый и второй проводящие слои, примыкающие к соответствующим первому и второму противоположным сторонам слоя пьезокерамического материала и прикрепленные к нему соответствующими адгезивными слоями.

5. Сборка шины по п.4, отличающаяся тем, что адгезивные слои содержат термопластичный полиимид.

6. Сборка шины по п.4, отличающаяся тем, что первый и второй проводящие слои содержат материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали и алюминия.

7. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит множественные пьезокерамические элементы, подключенные последовательно или параллельно.

8. Сборка шины по п.7, отличающаяся тем, что направления поляризации множественных пьезокерамических элементов имеют конфигурацию в фазе или противоположное.

9. Сборка шины по п.7, отличающаяся тем, что смещение множественных пьезокерамических элементов имеет конфигурацию в одной из мод d33 и d31.

10. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент, содержащий материал, выбранный из группы, состоящей из цирконат-титаната свинца (PZT), титаната бария, кварца, сульфида кадмия, поливинилиденфторида (PVDF) и поливинилхлорида (PVC).

11. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит модуль преобразования энергии для устройства накопления энергии, предназначенный для выпрямления сигнала электрического тока, представляющего электрический заряд, генерируемый в пьезоэлектрическом устройстве передачи сигнала выпрямленного тока на устройство накопления энергии и формирования регулируемого выходного напряжения.

12. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что электронная сборка содержит перезаряжаемую батарею.

13. Сборка шины по п.1, отличающаяся тем, что электронная сборка содержит по меньшей мере один датчик, предназначенный для контроля заданных характеристик шины.

14. Сборка шины по п.13, отличающаяся тем, что электронная сборка содержит радиочастотное (РЧ) устройство для дистанционной передачи заданной информации, контролируемой по меньшей мере одним датчиком, и дополнительной информации идентификации шины.

15. Сборка шины по п.13, отличающаяся тем, что заданные характеристики включают по меньшей мере одну характеристику, выбранную из группы, состоящей из температуры, давления, числа оборотов шины, скорости транспортного средства и уровня статических и динамических сил, действующих на шину.

16. Электронная сборка для размещения в заданном физическом окружении, содержащая пьезоэлектрическое устройство, предназначенное для генерирования электрического заряда при воздействии механических сил и содержащее по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, по меньшей мере один датчик для определения информации о предварительно выбранных характеристиках заданного физического окружения, который снабжается энергией электрического заряда, генерируемой в пьезоэлектрическом устройстве, антенну, подключенную к по меньшей мере одному датчику для излучения радиочастотных (РЧ) сигналов, представляющих информацию о предварительно выбранных характеристиках, определенных по меньшей мере одним датчиком.

17. Электронная сборка по п.16, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, защитный корпус, окружающий по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, первый и второй электрические провода для подключения к по меньшей мере одной пьезокерамической пластине.

18. Электронная сборка по п.16, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит слой пьезокерамического материала, имеющий первую и вторую противоположные стороны, первый и второй проводящие слои, примыкающие к соответствующим первому и второму противоположным сторонам слоя пьезокерамического материала и прикрепленные к ним соответствующими адгезивными слоями.

19. Электронная сборка по п.18, отличающаяся тем, что адгезивные слои содержат термопластичный полиимид.

20. Электронная сборка по п.18, отличающаяся тем, что первый и второй проводящие слои содержат материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали и алюминия.

21. Электронная сборка по п.16, отличающаяся тем, чтопьезоэлектрическое устройство содержит множественные пьезокерамические элементы, подключенные последовательно или параллельно.

22. Электронная сборка по п.21, отличающаяся тем, что направления поляризации множественных пьезокерамических элементов имеют конфигурацию в фазе или противоположное.

23. Электронная сборка по п.21, отличающаяся тем, что смещение множественных пьезокерамических элементов имеет конфигурацию в одной из мод d33 и d31.

24. Электронная сборка по п.16, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент, содержащий материал, выбранный из группы, состоящей из цирконат-титаната свинца (PZT), титаната бария, кварца, сульфида кадмия, поливинилиденфторида (PVDF) и поливинилхлорида (PVC).

25. Электронная сборка по п.16, отличающаяся тем, что заданное физическое окружение представляет собой шину или сборку колеса.

26. Электронная сборка по п.16,отличающаяся тем, что по меньшей мере один датчик обеспечивает информацию о температуре и давлении заданного физического окружения.

27. Электронная сборка по п.16, отличающаяся тем, что дополнительно содержит микроконтроллер, обеспечиваемый энергией электрического заряда, генерируемого пьезоэлектрическим устройством, и связанный с по меньшей мере одним датчиком для обработки информации от по меньшей мере одного датчика, и для формирования заданной информации о предварительно выбранных характеристиках заданного физического окружения.

28. Электронная сборка по п.27,отличающаяся тем, что дополнительно содержит РЧ передатчик, связанный с микроконтроллером для приема выбранной информации от микроконтроллера, модулирования выбранной информации в сигнал несущей и передачи выбранной информации через антенну на удаленный приемник.

29. Сборка шины с интегрированными элементами генерирования энергии, содержащая шину, имеющую корону, содержащую внешнюю часть протектора шины для контакта с поверхностью земли, части борта шины для посадки шины на обод колеса и части боковины шины, проходящие между каждой частью борта шины и короной, множество пьезоэлектрических устройств, интегрированных в различных местах по всей шине и предназначенных для генерирования в них электрического заряда при механической деформации шины, по меньшей мере одно устройство накопления энергии, связанное с выбранным одним из множества пьезоэлектрических устройств для приема электрического заряда от выбранного одного из множества пьезоэлектрических устройств и для накопления в нем заданного количества электрического заряда.

30. Сборка шины по п.29,отличающаяся тем, что дополнительно содержит электронную сборку, связанную с по меньшей мере одним устройством накопления энергии так, что выбранные электронные элементы электронной сборки снабжаются энергией, сохраняемой в устройстве накопления энергии.

31. Сборка шины по п.30, отличающаяся тем, что дополнительно содержит множество устройств накопления энергии, каждое из которых связано с одним из множества пьезоэлектрических устройств для приема электрического заряда от одного из множества пьезоэлектрических устройств и сохранения в нем заданного количества электрического заряда.

32. Сборка шины по п.31, отличающаяся тем, что дополнительно содержит множество различных электронных модулей, выбранных из множества различных электронных модулей, связанных с выбранными из соответствующего множества устройств накопления энергии так, что выбранные электронные элементы из множества отдельных электронных модулей снабжаются энергией, сохраняемой в множестве устройств накопления энергии.

33. Сборка шины по п.29, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство из множества пьезоэлектрических устройств содержит структуру волокнистых композиционных материалов с множеством пьезоэлектрических волокон, встроенных в матрицу из эпоксидной смолы.

34. Сборка шины по п.29, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство из множества пьезоэлектрических устройств содержит по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, защитный корпус, окружающий по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, первый и второй электрические провода для подключения к по меньшей мере одной пьезокерамической пластине.

35. Сборка шины по п.29, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство из множества пьезоэлектрических устройств содержит слой пьезокерамического материала, имеющий первую и вторую противоположные стороны, первый и второй проводящие слои, примыкающие к соответствующим первому и второму противоположным сторонам слоя пьезокерамического материала и прикрепленные к нему соответствующими адгезивными слоями.

36. Сборка шины по п.35, отличающаяся тем, что соответствующие адгезивные слои содержат термопластичный полиимид.

37. Сборка шины по п.35, отличающаяся тем, что первый и второй проводящие слои содержат материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали и алюминия.

38. Сборка шины по п.29, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство из множества пьезоэлектрических устройств содержит множественные пьезокерамические элементы, подключенные последовательно или параллельно.

39. Сборка шины по п.38, отличающаяся тем, что направления поляризации множественных пьезокерамических элементов имеют конфигурацию в фазе или противоположное.

40. Сборка шины по п.38, отличающаяся тем, что смещение множественных пьезокерамических элементов имеет конфигурацию в одной из мод d33 и d31.

41. Сборка шины по п.29, отличающаяся тем, что каждое из множества пьезоэлектрических устройств содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент, содержащий материал, выбранный из группы, состоящей из цирконат-титаната свинца (PZT), титаната бария, кварца, сульфида кадмия, поливинилиденфторида (PVDF) и поливинилхлорида (PVC).

42. Сборка шины по п.29, отличающаяся тем, что дополнительно содержит модуль преобразования энергии для устройства накопления энергии, предназначенный для выпрямления по меньшей мере одного сигнала электрического тока, представляющего электрических заряд, генерируемый в каждом из множества пьезоэлектрических устройств, передачи сигнала выпрямленного тока на по меньшей мере одно устройство накопления энергии и формирования регулируемого выходного напряжения.