[发明专利]集电器结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的集电器结构。

本发明还涉及一种用于集电的方法。

背景技术

在许多无线设备中，获取电力已经成为核心问题。对于振动的产品，已经开发出了基于压电的解决方案，但是它们的操作寿命很短。MEMS曾被认为是一种很有前途的解决方案，但是由于MEMS结构的尺寸小，所以在集电时MEMS结构的性能很差。

基于RFID-技术进行集电的解决方案也是已知的，但是在这些方案中，硬件配置是昂贵的。在汽车轮胎中，还已知有基于感应进行集电的解决方案，但是在机械地极端地进行测试的环境中，这些解决方案的耐久性一直较差。在测量汽车轮胎的压力时，还将电池连同电压力传感器(electric pressure sensor)及其发送器一起使用，但是这种解决方案的问题是需要不断地更换电池。

发明内容

在本发明中，提供了一种用于集电的方法，所述方法特别好地适用于汽车轮胎。该方法基于销针(pin)，当轮胎的将要与该轮胎下的表面相接触的一部分由于撞击地面而弯曲时会引起该销针的振动。通常，通过对轮胎的外围壳部的内表面进行硫化而将销针的一端固定至该轮胎。在销针的末端处，具有这样的MEMS加速度传感器或压电元件，其能够在与轮胎的运动状态的变化相关的加速度的影响下进行集电。当汽车轮胎的面对着行驶表面的那个表面的一部分与路面接触时，在轮胎的该表面中将会发生几十度的突然角度变化，这种变化取决于轮胎压力。由于上述角度变化，销针弯曲并开始振动。处于销针末端处的MEMS或压电收集器中就产生了周期性加速度，直到衰减抑制住了该振动为止。

更精确地说，根据本发明的集电器的特征在于由权利要求1中的特征部分示出的内容。

至于根据本发明的方法，其特征在于由权利要求12中的特征部分示出的内容。

在根据本发明实施例的集电器结构中，所述集电器结构刚性地连接到基部，以使得所述集电器结构的固有共振频率确定为总共振频率的至少50％。

根据本发明实施例的集电器结构包括机电转换器。

在根据本发明实施例的集电器结构中，所述机电转换器是MEMS转换器。

在根据本发明实施例的集电器结构中，所述基部是汽车轮胎的外围部的内表面。

在根据本发明实施例的集电器结构中，所述基部是靴(shoe)或靴的一部分。

根据本发明实施例的集电器结构中的集电器包括MEMS元件。

根据本发明实施例的集电器中的所述机电转换器设置有用于向所述转换器提供偏置电压的偏置装置。

根据本发明的实施例，所述偏置装置是通过压电元件来实现的。

根据本发明的实施例，所述偏置装置是通过合适的材料对(material couple)来实现的。

根据本发明的实施例，所述集电器包括压电元件。

在根据本发明实施例的集电器结构中，测量用电子器件被集成在所述集电器中。

在根据本发明实施例的集电器结构中，发送用电子器件被集成在所述集电器中。

在根据本发明实施例的方法中，将集电器结构刚性地连接到基部，以使得所述集电器结构的固有共振频率确定为总共振频率的至少50％。

在根据本发明实施例的方法中，将机电转换器用作集电器结构。在根据本发明一个实施例的方法中，所述机电转换器是MEMS转换器。

在根据本发明实施例的方法中，将汽车轮胎的外围部的内表面用作基部。

在根据本发明实施例的方法中，将靴或靴的一部分用作基部。

在根据本发明实施例的方法中，将被提供有偏置电压的MEMS元件用于所述集电器中。

在根据本发明实施例的方法中，所述偏置电压是通过压电元件来实现的。

在根据本发明实施例的方法中，所述偏置电压是通过合适的材料对来实现的。

在根据本发明实施例的方法中，将压电元件用作所述集电器。

在根据本发明实施例的方法中，将测量用电子器件集成在所述集电器中。

在根据本发明实施例的方法中，将发送用电子器件集成在所述集电器中。

根据本发明实施例的汽车轮胎包括根据本发明一个实施例的集电器。

根据本发明实施例的靴包括根据本发明实施例的集电器。

根据本发明实施例的辊结构包含根据本发明实施例的集电器。

在根据本发明实施例的用于制造集电器结构的方法中，通过将由本发明实施例的方法提供的待使用的部件连接到所述集电器结构而形成所述集电器结构。