一种全自动多气室胎压发电车轮的制作方法

1.本实用新型涉及一种发电车轮，具体涉及一种全自动多气室胎压发电车轮。


背景技术：

2.21世纪人类对汽车的需求越来越大，特别是环保，清洁能源为动力的汽车需求越来越大。尤其是电动汽车的普及和其使用越来越多。但是如何获得更高的续航能力和缩短充电时间一直都是电动车的最大问题，也是影响电动汽车普及和使用巨大难题。同时也限制了大型客货电动汽车的使用。
3.为了解决电动汽车耗电的问题，中国专利公告号为cn102338053b的发明专利，提出了一种轮胎压力发电机构，该结构的原理是：把轮胎的压力腔n分成二段甚至更多，冲入足够的气体或装入液体，每段内必须密封，在每段内装如活塞和活塞缸，在内部装入回位弹簧、活塞杆、超越离合齿轮、综合传动齿轮再装入传递加速齿轮、发电机、送电组件。车子在行驶时，轮胎本体的第一段压在地面上，使第一段内的气体或液体受到压力增大。推动活塞和活塞杆，使回位弹簧压缩，当轮胎本体的第一段离开地面后，由回位弹簧使活塞、活塞杆回到原位，同时带动超越离合齿轮，再由超越离合齿轮带动综合传动齿轮运动，综合传动齿轮带动传递加速齿轮运动。紧接着第二段压在地面上做同样的运动，直到最后段再回到第一段不同的做循环运动，使综合传动齿轮连续转动，加速齿轮带动发电机齿轮运动，发电机齿轮带动发电机发电，最后由送电组件把电送到车上蓄电。
4.该专利是利用胎压对活塞组件的挤压，带动齿轮转动，进而由齿轮组件带动发电。由于采用的活塞组件为刚性材质，当轮胎发生扎胎或者漏气的问题时，当车轮继续低速行驶，刚性活塞组件将对轮胎造成2次破坏，而且其整个齿轮系结构复杂，质量大，给电驱动带来了较大的负载。
5.综上所述，现有的轮胎压力发电机构存在对轮胎有二次破坏以及自身质量大，给电驱动带来了较大的负载的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了解决现有的轮胎压力发电机构存在对轮胎有二次破坏以及自身质量大，给电驱动带来了较大的负载的问题。进而提供一种全自动多气室胎压发电车轮。
7.本实用新型的技术方案是：一种全自动多气室胎压发电车轮，它包括轮毂和轮胎，轮胎安装在轮毂上，它还包括多个内胎仓室分隔板、定子槽片、漆包线、多个永磁体、转子、转子环齿、环栅隔板、多个挡板柱、多个气路挡板、多个上下气室隔板、多个自动气室隔片和风轮组件，多个自动气室隔片为偶数，每两个自动气室隔片为一组，每组的两个自动气室隔片相对布置；多个上下气室隔板以环形阵列的方式安装在轮毂上，将轮毂和轮胎之间分隔成外气室环形腔和内气室环形腔，相邻两个上下气室隔板之间留有间隙，所述间隙为气门，气门沿顺时针方向倾斜开设，每个上下气室隔板的上端面挂接有一组自动气室隔片；多个
内胎仓室分隔板的一端以环形阵列的方式固定安装在轮胎的内侧壁上，每个内胎仓室分隔板的另一端均插装在一组自动气室隔片内，并被一组自动气室隔片夹持；每个上下气室隔板的下端面上通过自复位弹簧安装有一个气路挡板，且气路挡板在胎压的作用下可转动，在自复位弹簧的作用下可复位，气路挡板与自动气室隔片分别位于上下气室隔板圆弧方向的两侧；定子槽片安装在轮毂的底部，漆包线缠绕在定子槽片的左右两侧，转子环形滑动安装在轮毂的内侧壁内，多个永磁体等间距安装在转子上，且多个永磁体与定子槽片之间留有间隙，转子的一侧壁下部安装有转子环齿；环栅隔板罩装在上下气室隔板上，且环栅隔板为等腰梯形隔板，所述等腰梯形的两个腰边上分别开设有多个栅孔，多个挡板柱以环形阵列的方式固定安装在环栅隔板的上底内壁上，用来对气路挡板进行限位，每个气路挡板的下部与一个挡板柱相抵；风轮组件安装在内气室环形腔内，且风轮组件的动力输出侧与转子环齿相啮合。
8.进一步地，它还包括增压板，增压板安装在与风轮组件对应的上下气室隔板上，且增压板朝向风轮组件一侧倾斜设置。
9.进一步地，风轮组件包括风叶、风轮主齿轮、风轮从齿轮、变速齿轮和固定轴承，风轮主齿轮安装在风叶的输出轴上，固定轴承安装在风叶的输出轴端部上，风轮从齿轮与风轮主齿轮啮合，变速齿轮与风轮从齿轮同轴安装，变速齿轮与转子环齿啮合。
10.进一步地，内胎仓室分隔板的厚度自与轮胎接触处向端部逐渐缩小。
11.进一步地，每个自动气室隔片均包括隔片主体、两个伸缩板、永磁条、拱形气囊、下摆片、伸缩气囊、多个弹簧、气囊套、四个固定滑轮和两根拉丝；
12.下摆片安装在隔片主体的下端面上，隔片主体的内侧面上部水平安装有永磁条，拱形气囊安装在永磁条下方的隔片主体上；
13.伸缩气囊安装在隔片主体的外侧面的中部，气囊套套装在伸缩气囊内，四个固定滑轮分别安装在伸缩气囊的左右两侧，隔片主体的外侧面左右两侧分别滑动安装有一个伸缩板，每根拉丝的一端固定安装在伸缩板上，每根拉丝的另一端依次绕过位于气囊套左、右方向上同侧的固定滑轮之后(各自从气囊套穿过)，与所述拉丝的一端一同固定在伸缩板上，两个伸缩板之间的距离通过伸缩气囊伸缩时，其两侧端部与拉丝之间的张紧程度调节，多个弹簧的一端分别与伸缩板固定连接，多个弹簧的另一端分别与隔片主体固定连接。
14.进一步地，下摆片为柔性橡胶摆片。
15.进一步地，内胎仓室分隔板为敞口u形。
16.进一步地，气路挡板的大小与内气室环形腔的横截面积相匹配，在气流作用下自动起到对气流定向打开和关闭。
17.进一步地，多个栅孔以环形阵列的方式开设在等腰梯形的两个腰边上。
18.本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
19.1、本实用新型的轮胎内采用的内胎仓室分隔板为柔性材质，两个对称安装的隔片单元夹持内胎仓室分隔板，当轮胎扎破时，两个对称安装的隔片单元的磁吸力遭到破坏，受拱形气囊弹出的作用，以及轮胎受车体重力的共同作用下，两个对称安装的隔片单元分开近似成水平，与车轮轮毂弧面接触，这样，就不会对轮胎有二次破坏，而且并未采用大量的齿轮系，不会给电驱动带来负载问题。
20.2、本实用新型中关于外气室的作用：
21.当汽车向前行驶时与地面接触的外气室环形腔27，将气流通过气门压入内气室环形腔。而这个受挤压的外气室环形腔对应的上方气路挡板在气流推动下自动向后关闭，而其他气路挡板全部打开，让气流向以车轮轴心的顺时针方向流动。继续行驶，下一个外气室环形腔与地面接触，而刚刚受挤压的外气室回弹原貌。高压气流在内气室按顺时针方向继续流动，推动风叶组旋转后流回正在回弹的外气室环形腔中。外气室环形腔的外气室的个数根据车轮直径和输出功率需求而定。是保障受车载重挤压后的高压气流安要求流动的主要工作组件。
22.3、本实用新型能够起到节能的效果：
23.车轮向前行驶中外气室源源不断的将气流吹入风叶组，让其旋转作功。风叶组旋转的动力通过变速齿轮组传到转子环齿上，转子环齿带动转子，转子带动永磁条旋转形成旋动磁场，让漆包线切割磁力线发电。此过程中几乎不在增加汽车原有耗能，只把原来反复受挤压的胎内气流由本发明转化为电能，实现节能。
24.4、本实用新型的气路挡板的作用：
25.汽车行驶中与地面接触而受挤压的外气室对应的气路挡板在气流推动下自动向后关闭。而其他气路挡板则向前打开，高压气流只能按规定方向流动。同时打开的气路挡板让所有外气室与内气室气流通过气门互通，最大程度保障车胎内部各处气压的相对稳定，又能让胎压气流按发明要求的方向运动。
26.5、本实用新型能够起到助力行驶的作用：
27.本实用新型的风叶组件中的风叶29在气流的作用下逆时针旋转，风叶29上的风轮主齿轮23逆时针旋转，与风轮主齿轮23啮合的风轮从齿轮51顺时针旋转，带动变速齿轮25顺时针旋转，变速齿轮25在与转子环齿7啮合时，实现转子环齿7的逆时针旋转，进而实现转子在转子滑道内的逆时针旋转，带动永磁条做功。根据法拉第电磁感应定律和左手定则可知转子逆时针旋转的同时给车轮一个向前(逆时针旋转)的力，让行驶中的汽车更加节省动力。
28.6、本实用新型的内胎仓室分隔板所起到的作用：
29.内胎仓室分隔板下厚上薄，呈
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形与轮胎内壁成一体，具备一定弹性指标及抗拉扯性，又有一定硬度，很好的与自动气室隔片搭配成为外气室的分隔板，最大限度保护轮胎的原有性能，又很好的起到外气室所要求的密闭。
30.7、本实用新型的转子环齿所起到的作用：
31.转子环齿的位置在转子一侧边缘一圈。转子环齿是动力传动的部件，直接传动来自变速齿轮的旋转力。
32.8、本实用新型的转子滑道所起到的作用：
33.转子轴承和转子滑道将转子安装在合适位置，保持与定子槽的有效间隙，同时又能保证转子在转子滑道里顺畅滑动。
34.9、本实用新型的车轮毂所起到的作用：
35.车轮毂是按本实用新型设计要求而设计，保障本实用新型车轮毂内所有的部件工作稳定，同时保护所有工作部件安全。
36.10、本实用新型的上下气室隔板，即为本实用新型起到上下气室隔板作用，又是气门的组成部分，同时与车轮毂两边固定。由于本实用新型的需求而加长了车轮毂两侧的高
度，而上下气室隔板与车轮毂两边的固定正好增强车轮毂两侧的强度。
37.11、本实用新型对汽车的能量回收方面：
38.汽车向前行驶中载重越大车轮内气体受挤压压力越大，从而推动风叶组的动力也就越大，风叶组的转速也就越快，转子的转速也就越快，所以发出的电量也就越大。如果车轮越快，外气室受挤压的频率也就越高，挤入内气室做功的有效气流次数也就越多，风叶组的转动也就越快。所以单位时间内发电量也就越大，反之越小。和汽车行进中的耗能相补益，从而最大限度的实现能量再转换和回收，达到高效节能，延长续航。
附图说明
39.图1是本实用新型的主视图；图2是自动气室隔片5内侧的主视图；图3是自动气室隔片5外侧的主视图；图4是风轮组件的主视图；图5是图1在a处的断面图；图6是图1在b-b处的断面图。
具体实施方式
40.具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式包括轮毂10和轮胎13，轮胎13安装在轮毂10上，它还包括多个内胎仓室分隔板12、定子槽片9、漆包线8、多个永磁体6、转子34、转子环齿7、环栅隔板3、多个挡板柱33、多个气路挡板1、多个上下气室隔板2、多个自动气室隔片5和风轮组件，多个自动气室隔片5为偶数，每两个自动气室隔片5为一组，每组的两个自动气室隔片5相对布置；多个上下气室隔板2以环形阵列的方式安装在轮毂10上，将轮毂10和轮胎13之间分隔成外气室环形腔27和内气室环形腔30，相邻两个上下气室隔板2之间留有间隙，所述间隙为气门4，气门4沿顺时针方向倾斜开设，每个上下气室隔板2的上端面挂接有一组自动气室隔片5；多个内胎仓室分隔板12的一端以环形阵列的方式固定安装在轮胎13的内侧壁上，每个内胎仓室分隔板12的另一端均插装在一组自动气室隔片5内，并被一组自动气室隔片5夹持；每个上下气室隔板2的下端面上通过自复位弹簧安装有一个气路挡板1，且气路挡板1在胎压的作用下可转动，在自复位弹簧的作用下可复位，气路挡板1与自动气室隔片5分别位于上下气室隔板2圆弧方向的两侧；定子槽片9安装在轮毂10的底部，漆包线8缠绕在定子槽片9的左右两侧，转子34环形滑动安装在轮毂10的内侧壁内，多个永磁体6等间距安装在转子34上，且多个永磁体6与定子槽片9之间留有间隙，转子34的一侧壁下部安装有转子环齿7；环栅隔板3罩装在上下气室隔板2上，且环栅隔板3为等腰梯形隔板，所述等腰梯形的两个腰边上分别开设有多个栅孔32，多个挡板柱33以环形阵列的方式固定安装在环栅隔板3的上底内壁上，用来对气路挡板1进行限位，每个气路挡板1的下部与一个挡板柱33相抵；风轮组件安装在内气室环形腔30内，且风轮组件的动力输出侧与转子环齿7相啮合。
41.其中，漆包线8的引出端为电源输出端35，电源输出端35把漆包线8内产生的电流从车轮毂内引出。
42.本实施方式中环栅隔板所起到的作用：
43.环栅隔板、栅孔和档板柱既保障了气路挡板能定向关闭，又能让气流经过栅孔保持整个内气室气压的一致，同时又将车轮行驶过程中气流反复受挤压产生的热量与车轮毂有效接触，让气流的温度通过车轮毂传导出去。
44.具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式还包括增压板26，增压板26安装在与风轮组件对应的上下气室隔板2上，且增压板26朝向风轮组件一侧倾斜设置。如此设置，增压板优点一是起到对内气室气流的增流，使吹向风叶组的气压增大，气流速度增加。二是根据实际需要，可以让气流从不同角度吹向风叶组。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
45.具体实施方式三：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式的风轮组件包括风叶29、风轮主齿轮23、风轮从齿轮51、变速齿轮25和固定轴承24，风轮主齿轮23安装在风叶29的输出轴上，固定轴承24安装在风叶29的输出轴端部上，风轮从齿轮51与风轮主齿轮23啮合，变速齿轮25与风轮从齿轮51同轴安装，变速齿轮25与转子环齿7啮合。如此设置，逆时针旋转，与转子环齿啮合，起到对车轮助力的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
46.本实用新型的风叶组和变速齿轮组所起到的作用：风叶组与变速齿轮组，加上风轮主齿轮的结合形成一个核心组件，即可根据实际使用效果实现变速及输出想要的转动方向，同时风叶组又能高效的将高压气流转化为动力。
47.本实施方式的风轮组件中，风叶29在气流的作用下逆时针旋转，风叶29上的风轮主齿轮23逆时针旋转，与风轮主齿轮23啮合的风轮从齿轮51顺时针旋转，带动变速齿轮25顺时针旋转，变速齿轮25在与转子环齿7啮合时，实现转子环齿7的逆时针旋转，进而实现转子在转子滑道内的逆时针旋转。
48.具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式的内胎仓室分隔板12的厚度自与轮胎13接触处向端部逐渐缩小。如此设置，内胎仓室分隔板12为有弹性的橡胶制成，便于拆卸轮胎，由于是
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设计车轮胎在与地面挤压时能最大程度保持轮胎的各部分弹性型变，同时拆装轮胎时也有足够的空间和弹性型变。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
49.具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的每个自动气室隔片5均包括隔片主体22、两个伸缩板15、永磁条21、拱形气囊20、下摆片19、伸缩气囊17、多个弹簧18、气囊套31、四个固定滑轮16和两根拉丝14；
50.下摆片19安装在隔片主体22的下端面上，隔片主体22的内侧面上部水平安装有永磁条21，拱形气囊20安装在永磁条21下方的隔片主体22上；
51.伸缩气囊17安装在隔片主体22的外侧面的中部，气囊套31套装在伸缩气囊17内，四个固定滑轮16分别安装在伸缩气囊17的左右两侧，隔片主体22的外侧面左右两侧分别滑动安装有一个伸缩板15，每根拉丝14的一端固定安装在伸缩板15上，每根拉丝14的另一端依次绕过位于气囊套31左、右方向上同侧的固定滑轮16之后，与所述拉丝14的一端一同固定在伸缩板15上，两个伸缩板15之间的距离通过伸缩气囊17伸缩时，其两侧端部与拉丝之间的张紧程度调节，多个弹簧18的一端分别与伸缩板15固定连接，多个弹簧18的另一端分别与隔片主体22固定连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
52.本实用新型的自动气室隔片的拱型气囊所起到的作用：
53.当车胎胎压下降严重，如漏气、拆胎放气。左右自动气室隔片上的拱形气囊会相对自动弹出互顶，让两个自动气室隔片形成近180
°
的推开。在车胎低压行驶中防止损坏自动气室隔片。也在拆胎时便于取下外胎。拱塑气囊内为一个标准大气压或者其他特殊气体，
(而车胎内工作气压远大于气囊内的气压)会根据胎压的降低程度而不同程度的展开。当车胎充气完成时拱型气囊在轮胎内气压压缩下自动回收。左右自动气室隔片在永磁条的相互吸引下夹住内胎仓室分隔板。
54.本实用新型的自动气室隔片的伸缩气囊所起到的作用：
55.当车胎胎压下降到一定值时，伸缩气囊弹涨向气囊套两头顶出推动拉丝。拉丝通过固定滑轮将伸缩板收回。配合自动气室隔片打开，保护自动气室隔片在车轮失压严重时压坏自动气室隔片，同时也方便拆胎维修。当车轮胎内气压逐渐增加并达到正常胎压时，伸缩气囊在胎压压力下也逐渐回缩，拉线被放松。弹簧会把伸缩板顶出与内胎仓室分隔板相叠交形成外气室。气囊内充的是一个正常大气压的空气或者其他特殊气体。
56.本实用新型的自动气室隔片所起到的作用：
57.自动气室隔片由自动气室隔片主体，伸缩板下摆片，拉丝，固定滑轮，伸缩气囊，气囊套，弹簧，拱形气囊，永磁条，下摆片按各自功能分布在自动气室隔片的两面上组成。其效果是实现本车轮胎压失压时让自动气室隔片自动收起。保护自动气室隔片不被碾压和方便外胎拆装。当车轮充到正常工作气压时又自动放下夹住内胎仓室分隔板，组成外气室的一面。
58.本实施方式的弹簧在初始状态时，是处于顶着伸缩板的状态，使伸缩板与轮胎内侧壁相接触。
59.具体实施方式六：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的下摆片19为柔性橡胶摆片。如此设置，便于下摆片19紧贴在内胎仓室分隔板12上。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
60.具体实施方式七：结合图5说明本实施方式，本实施方式的内胎仓室分隔板12为敞口u形。如此设置，当自动气室分隔片5夹住内胎仓室分隔板12后，在轮胎行驶中被挤压时，不会顶到上下分隔板和破坏自动气室隔片5，同时，便于折装胎方便，还能最大程度保障外胎原有的弹性形变。便于与自动气室隔片5配合。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
61.具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的气路挡板1的大小与内气室环形腔30的横截面积相匹配，在气流作用下自动起到对气流定向打开和关闭。如此设置，便于气流将其冲开。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
62.具体实施方式九：结合图6说明本实施方式，本实施方式的多个栅孔32以环形阵列的方式开设在等腰梯形的两个腰边上。如此设置，便于胎压气流的流动，还便于传热。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。
63.本实用新型的工作原理：
64.当车轮向前行驶时，与地面接触的外气室受到来自汽车自重与载重的挤压，与地面接触的其中一个外气室内的压力大于其他地方，气流便从气门进入内气室。此时对应的气路挡板一个向逆时针(后方)方向关闭，其余气路挡板，全部向顺时针打开，车轮继续向前行驶，下一个外气室被挤压，而刚才的外气室侧恢复被挤压状态。此时高压气流会向低气压区快速流动，继续行驶内气室的气流就会不断按要求方向(本发明示图为说明原理为顺时针方向)流动。流动的高压气流经过增压板把气流高速吹向风叶组，风叶组高速旋转带动风
轮主齿轮旋转，风轮主齿轮的动力再传递给变速齿轮组变速和变向，按设计所需的转速和旋转方向，再把动力传递给转子齿环从而带动转子旋转。转子旋转即是永磁体旋转，便产生旋转磁场，于是漆包线圈切割磁力线产生电流。汽车载重越大，向前行进速度越快，本发明发产生的电能就越大，反之越小。
65.当车胎失压时，由于胎内气压下降，拱形气囊和伸缩气囊会随气压变化而发生大小变化，当车胎气压下降到一定值时，两个拱形气囊便会相对弹涨把自动气室隔片向车毂圆面处推起。而同时伸缩气囊在气囊套内向两头弹起，推动拉丝让伸缩板收回，配合自动气室隔片收起。防止车胎失压行驶时碾压损坏自动气室隔片，同时维修拆胎时也方便外胎的拆装。而车胎充压完毕拱型气囊在胎压压力下被压缩缩回。左右自动气室隔片在永磁条相吸作用下，紧合夹住内胎仓室分隔板。同时伸缩气囊也被胎压压缩变短，拉丝放松，伸缩板便在弹簧作用下向两边弹出，与内胎仓室分隔板边缘相叠。此时外气室自动形成。
66.本发明只要车轮向前行驶便可自动发电，车速越快，载重越大，发电量越大，反之越小。整个组件的工作也是自动进行完全实现自动化。
67.本实用新型在密闭的环境内，气流挤压后，与地面接触的外气室在车载重重力挤压下空间缩小，气流会被通过气门挤入内气室，此时轮胎内部气压平衡，挡汽车向前行驶，下一个外气室同样被挤压而上一个被挤压的外气室则恢复初始状态，此时，胎内气流便通过对风叶组做功后回流到正在恢复的外气室内。
68.以上所述仅对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域的技术人员在本发明的启示之下，在不脱离发明宗旨下，对本发明的特征和实施例进行的各种修改或等同替换以适应具体情况均不会脱离本发明的精神和权利要求的保护范围。