轮胎状态监测装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115257252A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210941935.4(22)申请日2022.08.08(71)申请人南方科技大学地址518055广东省深圳市南山区桃源街道学苑大道1088号(72)发明人汪飞徐玮含罗安信(74)专利代理机构华进联合专利商标代理有限公司44224专利代理师张泽铭(51)Int.Cl.B60C23/06(2006.01)B60R16/03(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称轮胎状态监测装置及方法(57)摘要本申请涉及轮胎状态监测装置及方法，通过俘能模块将汽车运动时所述轮胎形变产生的能量转换为交流电信号；与所述俘能模块连接的能源管理模块对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接的监测模块根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还在所述直流电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果，实现了轮胎工作状态的无源监测，且延长了针对轮胎工作状态的监测时间，从而保证了轮胎工作时的安全、稳定。CN115257252ACN115257252A权利要求书1/2页1.一种轮胎状态监测装置，其特征在于，包括：俘能模块，用于将汽车运动时所述轮胎形变产生的能量转换为交流电信号；能源管理模块，与所述俘能模块连接，用于对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；监测模块，分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接，用于根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还用于在所述直流电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述能源管理模块，还用于当所述直流电信号满足预设储能条件时，生成电能存储控制指令；所述监测装置还包括：储能模块，与所述能源管理模块连接，用于根据所述电能存储控制指令对所述直流电信号进行存储处理，以生成备用电信号。3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述能源管理模块，还用于当所述直流电信号满足预设放电条件时，生成电能释放控制指令；所述储能模块，还用于根据所述电能释放控制指令将所述备用电信号经由所述能源管理模块输出至所述监测模块；所述监测模块，还用于在所述备用电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。4.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述直流电信号满足预设放电条件包括所述汽车的运动速度小于预设速度阈值；所述能源管理模块包括：整流控制单元，与所述俘能模块连接，用于对所述交流电信号进行滤波、整流处理，以输出直流电信号；存储控制单元，与所述储能模块连接，用于当预设周期内产生的所述直流电信号大于所述监测模块工作所需电信号时，生成电能存储控制指令并将所述电能存储控制指令输出至所述储能模块；所述存储控制单元，与所述俘能模块连接，还用于当所述汽车的运动速度小于预设速度阈值时，生成电能释放控制指令并将所述电能释放控制指令输出至所述储能模块。5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述俘能模块包括：运动转换单元，用于将汽车运动时所述轮胎形变产生的直线形式的按压运动转换为旋转运动；能量转换单元，与所述运动转换单元连接，用于当所述进行旋转运动时，将所述旋转运动产生的机械能转换为周期性输出的交流电信号。6.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述能量转换单元包括：电磁转换子单元，与所述运动转换单元连接，用于当所述进行旋转运动时，根据磁场耦合作用将机械能转换为周期性输出的交流电信号；和/或压电转换子单元，与所述运动转换单元连接，用于当所述进行旋转运动时，根据磁场耦合作用、压电极化作用将所述机械能转换为周期性输出的交流电信号。7.根据权利要求6所述的监测装置，其特征在于，所述电磁转换子单元包括：附有磁铁的圆盘、感应线圈；当所述圆盘进行旋转运动时，所述圆盘上的磁铁产生的磁感线切割所述感应线圈，以产生周期性交流电信号。2CN115257252A权利要求书2/2页8.根据权利要求6所述的监测装置，其特征在于，所述压电转换子单元包括：附有磁铁的圆盘、一端附有磁铁的压电悬臂梁；当所述圆盘进行旋转运动时，所述圆盘上的磁铁对所述压电悬臂梁上的磁铁产生周期性的磁场相互作用力拨动压电悬臂梁，以产生周期性交流电信号。9.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述监测模块包括：感知单元，分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接，用于采集汽车运动时所述交流电信号的频率信息、所述轮胎的工作状态数据；监测单元，与所述感知单元连接，用于根据所述交流电信号的频率信息获取所述汽车的运动速度，并根据所述工作状态数据与对应预设状态数据获取轮