Система и способ генерирования электрической энергии из механической энергии вращающейся шины - RU2005132299A

Реферат

1. Конструкция шины со встроенными устройствами для генерирования электроэнергии, содержащая структуру пневматической шины, содержащую корону, имеющую протекторный участок для создания контакта с поверхностью грунта, бортовые участки для посадки структуры пневматической шины на обод колеса и участки боковин между каждым бортовым участком и короной, причем внутри структуры пневматической шины между боковинами поперек бортовых участков и короной размещен каркас, а в короне между протекторным участком и каркасом расположена брекерная набивка, при этом внутренний герметизирующий слой образует внутреннюю поверхность структуры пневматической шины, пьезоэлектрическое устройство, выполненное как единое целое с упомянутой структурой пневматической шины и предназначенное для генерирования электрического заряда, когда структура пневматической шины подвергается воздействию механических напряжений, электронный узел, подсоединенный к пьезоэлектрическому устройству таким образом, что заданные электронные компоненты электронного узла запитываются электрическим зарядом, генерируемым пьезоэлектрическим устройством.

2. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство размещено в короне структуры пневматической шины между протекторным участком и брекерной набивкой.

3. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство размещено в короне структуры пневматической шины между брекерной набивкой и каркасом.

4. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство размещено в короне структуры пневматической шины между каркасом и внутренним герметизирующим слоем.

5. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что структура пневматической шины дополнительно содержит участок бегового слоя между брекерной набивкой и протекторным участком, при этом пьезоэлектрическое устройство размещено в короне структуры пневматической шины между протекторным участком и участком бегового слоя.

6. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что структура пневматической шины дополнительно содержит участок бегового слоя между брекерной набивкой и протекторным участком, при этом пьезоэлектрическое устройство размещено в короне структуры пневматической шины между брекерной набивкой и участком бегового слоя.

7. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что брекерная набивка содержит первый и второй стальные брекеры, при этом пьезоэлектрическое устройство размещено в короне структуры пневматической шины между первым и вторым стальными брекерами.

8. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резиновую накладку, расположенную рядом и поддерживающую по меньшей мере одну поверхность пьезоэлектрического устройства.

9. Конструкция шины по п.8, отличающаяся тем, что резиновая накладка установлена на внутреннем герметизирующем слое структуры пневматической шины.

10. Конструкция шины по п.8, отличающаяся тем, что резиновая накладка установлена на внешнем протекторном участке структуры пневматической шины.

11. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство установлено в боковине структуры пневматической шины между каркасом и внутренним герметизирующим слоем.

12. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство установлено в боковине структуры пневматической шины между каркасом и внешней поверхностью шины.

13. Конструкция шины по п.1, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство установлено в зонном основании около заданных бортовых участков структуры пневматической шины.

14. Конструкция шины со встроенными устройствами для генерирования электроэнергии, содержащая структуру пневматической шины, содержащую корону, имеющую протекторный участок для создания контакта с поверхностью грунта, защитную опору предназначенную для установки на обод колеса внутри структуры пневматической шины, для поддержания протекторного участка в случае потери давления накачивания, причем защитная опора содержит кольцевое тело, имеющее внутреннюю поверхность, предназначенную для посадки вокруг обода колеса, и внешнюю крышку, предназначенную для контакта с протекторным участком шины в случае потери давления, пьезоэлектрическое устройство, предназначенное для генерирования электрического заряда, когда защитная опора подвергается воздействию механических напряжений во время потери давления в структуре пневматической шины, электронный узел, подсоединенный к пьезоэлектрическому устройству таким образом, что заданные компоненты электронного узла запитываются электрическим зарядом, генерируемым пьезоэлектрическим устройством.

15. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство прикреплено к внешней крышке защитной опоры.

16. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство внедрено внутрь участка защитной опоры.

17. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резиновую накладку, расположенную рядом и поддерживающую по меньшей мере одну поверхность пьезоэлектрического устройства.

18. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит волоконную композиционную структуру с множеством пьезоэлектрических волокон, размещенных в эпоксидной матрице.

19. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, защитный кожух, окружающий по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, первый и второй электрические выводы для соединения с по меньшей мере одной пьезокерамической пластиной.

20. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит слой пьезокерамического материала, имеющий первую и вторую противоположные стороны, первый и второй проводящие слои, прилегающие к первому и второму противоположным сторонам слоя пьезокерамического материала и скрепленные с ним посредством соответствующих слоев клея.

21. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит несколько пьезокерамических элементов, соединенных последовательно или параллельно.

22. Конструкция шины по п.21, отличающаяся тем, что направления поляризации указанных пьезокерамических элементов конфигурированы в фазе, или в противофазе.

23. Конструкция шины по п.21, отличающаяся тем, что конфигурация смещения пьезоэлектрических элементов выбрана в соответствии одной из мод d33 и d31.

24. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере один пьезокерамический элемент, содержащий материал, выбранный из группы, состоящей из цирконата-титаната свинца (PZT), титаната бария, кварца, сульфида кадмия, поливинилиденфторида (PVDF) и поливинилхлорида (PVC).

25. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что по меньшей мере один компонент внутри электронного узла предназначен для подсчета количества оборотов структуры пневматической шины, совершенные при потере давления воздуха.

26. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что электронный узел содержит по меньшей мере один датчик, предназначенный для оперативного контроля одного или более параметров, такий как давление в шине и температура шины.

27. Конструкция шины по п.26, отличающаяся тем, что электронный узел содержит радиочастотное (РЧ) устройство для передачи заданной информации, контролируемой по меньшей мере одним датчиком, в удаленное место.

28. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что по меньшей мере один электронный компонент внутри электронного узла предназначен для измерения контактной накладки защитной опоры во время потери давления для передачи информации о том, насколько сильно спустила структура пневматической шины.

29. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что электронный узел содержит запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации, касающейся состояния защитной опоры.

30. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что электронный узел содержит инициирующий механизм для сигнализации о потере давления в структуре пневматической шины.

31. Конструкция шины по п.30, отличающаяся тем, что электронный узел содержит радиочастотное (РЧ) устройство для передачи информации о потере давления в шине, передаваемой инициирующим механизмом, в удаленное место.

32. Конструкция шины по п.14, отличающаяся тем, что по меньшей мере один электронный компонент в электронном узле предназначен для передачи сигнала, указывающего о потере давления в структуре пневматической шины.

33. Конструкция шины со встроенными устройствами для генерирования электроэнергии, содержащая непневматическую шину с несущей структурой, содержащую армированный кольцевой бандаж, множество листовых спиц, проходящих поперек армированного кольцевого бандажа радиально внутрь от него, и монтажный бандаж у радиально внутреннего конца листовых спиц, пьезоэлектрическое устройство, выполненное как единое целое с непневматической шиной с несущей структурой и предназначенное для генерирования электрического заряда, когда непневматическая шина с несущей структурой подвергается воздействию механических напряжений, электронный узел, подсоединенный к пьезоэлектрическому устройству таким образом, что заданные электронные компоненты электронного узла запитываются электрическим зарядом, генерируемым пьезоэлектрическим устройством.

34. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что непневматическая шина с несущей структурой дополнительно содержит протекторный участок, расположенный на радиальной внешней поверхности армированного кольцевого бандажа.

35. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство прикреплено к внутренней поверхности армированного кольцевого бандажа непневматической шины с несущей структурой.

36. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство прикреплено к одной или более из множества листовых спиц непневматической шины с несущей структурой.

37. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резиновую накладку, расположенную рядом и поддерживающую по меньшей мере одну поверхность пьезоэлектрического устройства.

38. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит волоконную композиционную структуру с множеством пьезоэлектрических волокон, размещенных в эпоксидной матрице.

39. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, защитный кожух окружающий по меньшей мере одну пьезокерамическую пластину, первый и второй электрические выводы для соединения с по меньшей мере одной пьезокерамической пластиной.

40. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит слой пьезокерамического материала, имеющий первую и вторую противоположные стороны, первый и второй проводящие слои, прилегающие к первому и второму противоположным сторонам слоя пьезокерамического материала и прикрепленные к ним посредством соответствующих слоев клея.

41. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит несколько пьезокерамических элементов, соединенных последовательно или параллельно.

42. Конструкция шины по п.41, отличающаяся тем, что направления поляризации указанных пьезокерамических элементов конфигурированы в фазе или в противофазе.

43. Конструкция шины по п.41, отличающаяся тем, что конфигурация смещения пьезоэлектрических элементов выбрана в соответствии с одной из мод d33 и d31.

44. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что пьезоэлектрическое устройство содержит, по меньшей мере, один пьезокерамический элемент, содержащий материал, выбранный из группы, состоящей из цирконата-титаната свинца (PZT), титаната бария, кварца, сульфида кадмия, поливинилиденфторида (PVDF) и поливинилхлорида (PVC).

45. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что по меньшей мере один компонент внутри электронного узла предназначен для подсчета количества оборотов непневматической шины со структурной опорой, совершенные шиной.

46. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что электронный узел содержит по меньшей мере один датчик, предназначенный для оперативного контроля одного или более параметров, таких как давление в шине и температура шины.

47. Конструкция шины по п.46, отличающаяся тем, что электронный узел содержит радиочастотное (РЧ) устройство для передачи заданной информации, контролируемой по меньшей мере одним датчиком, в удаленное место.

48. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что по меньшей мере один электронный компонент внутри электронного узла предназначен для измерения контактной накладки непневматической шины со структурной опорой для передачи информации об уровнях нагрузки на шину.

49. Конструкция шины по п.33, отличающаяся тем, что электронный узел содержит запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации, касающейся состояния непневматической шины со структурной опорой.