本发明涉及一种机动车轮胎异常气压警报器，尤其是通过机动车的旋转元件与静止元件之间的旋转电连接以实现电信号传递的能连续探测轮胎气压状态的轮胎异常气压警报器。

轮胎是机动车行路装置的重要部件，轮胎气压对机动车的稳定行驶及司机和乘客的安全起着重要作用，人们长期期望研制出一种理想的轮胎异常气压警报器，但迄今未能如愿。

在现有技术中，美国专利US4814745披露了一种安装在轮胎气阀上的帽状电子报警装置，其具有一个连接气阀的螺纹连接器、一个弹性隔膜、一个电子蜂鸣器和一个干电池，当轮胎缺气时，弹性隔膜使蜂鸣器电路接通而发出声音警报。该发明的蜂鸣器安装在车轮上而不安装在驾驶室，这回避了一个棘手的问题，即通过机动车的旋转元件与静止元件之间的电传导来实现电信号传递，正因如此而导致该发明存在着固有缺点，即由于环境噪音干扰而使司机不能听见或听清车轮上蜂鸣器的微弱声音，尤其是加长车如半挂车或全挂车更是无法听见或听清，此外蜂鸣器和干电池不能承受泥、水的侵蚀及潮气、高温、剧烈震动等影响而会失灵，所以该发明缺乏实用性。美国专利US4837553指出机动车的旋转元件与静止元件之间的电信号传递迄今仍是一个不好解决的问题，该发明披露了汽车驱动轮与车体之间的电信号传递要有两个电传导通道，其中一个电通道包括悬挂车轮的静止元件和一个驱动轮的轮毂轴承，另一个电通道包括与地电绝缘的外半轴和与地未电绝缘的内半轴，具体的电绝缘方案是通过在转向驱动桥的外半轴与等角速万向节之间加装一个电绝缘子，但由于机动车的车型和结构多样，该发明的实施方案不适用于转向前桥和驱动桥，而且会影响外半轴与等角速万向节之间的结合部传递扭拒的结构强度和可靠性能，所以该发明缺乏通用性和适用性。

本发明的目的是根据社会长期对轮胎异常气压警报器的需求，针对对比的现有技术存在的缺点，提供一种能有效地解决机动车旋转元件与静止元件之间的旋转电连接而将电声的和/或电光的工作装置安装在驾驶室和可靠地对轮胎异常气压进行报警的轮胎异常气压警报器。

本发明采用了17个附图：图1是滚珠式旋转电接头结构示意图;

图2是圆柱形单触点电刷式旋转电接头结构示意图;

图3是圆环形单触点电刷式旋转电接头结构示意图;

图4是圆柱形双触点电刷式旋转电接头结构示意图;

图5是圆环形双触点电刷式旋转电接头结构示意图;

图6是气路连接软管结构示意图;

图7是过低气压法兰连接气电开关结构示意图;

图8是过高气压螺纹连接气电开关结构示意图;

图9是单轮胎从动轮四连杆过低气压旋转电接头式气电开关结构示意图;

图10是单轮胎驱动轮四连杆过低气压旋转电接头式气电开关结构示意图;

图11是单轮胎从动轮过低和过高气压旋转电接头式气电开关结构示意图;

图12是单轮胎驱动轮过低和过高气压旋转电接头式气电开关结构示意图;

图13是双轮胎从动轮四连杆过低气压旋转电接头式气电开关结构示意图;

图14是轮胎异常气压警报器电路图;

图15是旋转电接头安装示例图;

图16是旋转电接头式气电开关在从动轮上的安装示例图;

图17是旋转电接头式气电开关在驱动轮上的安装示例图。

本发明的目的是通过研制一种气电开关和一种旋转电接头及选用一种电声的和/或电光的工作装置来实现的。气电开关能连续探测轮胎气压状态并控制电声的和/或电光的工作装置对过低或过高气压发警报，气电开关安装在机动车旋转元件如轮毂外端头或轮辐或轮盘上;旋转电接头能有效解决机动车旋转元件与静止元件之间的旋转电连接而实现电信号传递以将工作装置安装在驾驶室，旋转电接头安装在机动车旋转元件与静止元件之间的结合部位尤其是从动轮的轮毂外端头与轮轴轴头之间或驱动轮的轮毂或轮辐或轮盘与制动器的制动蹄或制动底板或制动钳壳体之间的结合部位上;气电开关与轮胎之间的气路用气路连接软管连通;气电开关与工作装置之间的电路用旋转电接头连接;当轮胎气压发生异常时，气电开关就按照连续探测轮胎气压状态所预定的气压极值Pmin和/或Pmax接通或断开警报器电路，从而控制工作装置对轮胎过低或过高气压发警报。

根据上述技术原理，本发明具有两个具体解决方案：气电开关与旋转电接头分立，旋转电接头的接头副保持长久接触;

气电开关与旋转电接头合一，旋转电接头的接头副就是气电开关中电开关的两个电极，所以只在轮胎气压发生异常时才保持短暂接触，这正是难得的特别有价值的技术特征。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参照图1，滚珠式旋转电接头（Jba）由滚珠总成（1）和滚珠珠瓦（2）构成。滚珠总成（1）由滚珠（3）、滚珠接纳器（4）、滚珠锁圈（5）、圆柱形螺旋压缩弹簧（6）、电绝缘外壳（7）和电绝缘导线（8）构成;滚珠珠瓦（2）由珠瓦（9）、电绝缘外壳（7）和电绝缘导线（8）构成;滚珠总成（1）与滚珠珠瓦（2）作相对旋转电连接运动。

参照图2～图5，电刷式旋转电接头（Jbr）由电刷座（10、10′）和电滑盘（11、11′）或电滑环（12、12′）构成。参照图2和图3，电刷座（10）由电刷（13）、圆柱形螺旋压缩弹簧（6）、电绝缘外壳（7）和电绝缘导线（8）构成;电滑盘（11）由金属圆盘（14）、电绝缘外壳（7）和电绝缘导线（8）构成或电滑环（12）由金属内环（15）、电绝缘外环（16）和电绝缘导线（8）构成。参照图4和图5，电刷座（10′）由电刷（13）、圆柱形螺旋压缩弹簧（6）、电绝缘外壳（7）构成;电滑盘（11′）由电绝缘滑盘（14′）、电极（P、N）和电绝缘导线（8、8′）构成或电滑环（12′）由电绝缘滑环（15′）、电极（P、N）和电绝缘导线（8、8′）构成。电刷座（10、10′）与电滑盘（11、11′）或电滑环（12、12′）作相对旋转电连接运动。

参照图6，连通气电开关（K）的气压室（17）与轮胎的气门嘴（18）之间气路的连接软管（T）两端带有气压室接头（19）和气门嘴接头（20）。气压室接头（19）带有对接螺母（21），对接螺母（21）与气孔螺管柱（22）相连接;气门嘴接头（20）带有对接螺母（23）和接头凸芯（24），对接螺母（23）与气门嘴（18）相连接，接头凸芯（24）与气门嘴芯杆（25）相顶接后，轮胎内的压缩空气就能通过软管（T）流入气压室（17）内。气门嘴接头（20）上可另外加接一个气门嘴（18′）。

参照图7和图8，过低和/或过高气压气电开关（Klh）由一至二个气压室（17）、一至四个滑动活塞（26、26′）、一至四个弹簧室（27、27′）和一至四个电开关（28）构成。

参照图7，过低气压气电开关（Kl）由一个气压室（17）、一个滑动活塞（26）、一个弹簧室（27）和一个电开关（28）构成，电开关（28）安装在活塞（26）与气压室（17）之间。

参照图8，过高气压气电开关（Kh）由一个气压室（17）、一个滑动活塞（26）、一个弹簧室（27）和一个电开关（28）构成，电开关（28）安装在活塞（26）与弹簧室（27）之间。

单轮胎过低和/或过高气压气电开关（Ks）由一个过低气压气电开关（Kl）和/或一个过高气压气电开关（Kh）组合构成，其中气压室（17）公用，电开关（28）为并联。气电开关（Ks）可由过低气压滑动活塞（26）和弹簧室（27）与过高气压滑动活塞（26′）和弹簧室（27′）分居于气压室（17）两端或同居于气压室一端等组合而成。

双轮胎过低和/或过高气压气电开关（Kd）由二个单轮胎过低和/或过高气压气电开关（Klh）组合构成，其中电开关（28）均为并联。

参照图9～13，旋转电接头式气电开关（Kr）由一至二个气压室（17）、一至四个滑动活塞（26、26′、57）、一至四个弹簧室（27、27′）、一至二个四连杆机构（41）和一个旋转电接头式电开关（42）构成。

参照图9～12，单轮胎旋转电接头式气电开关（Krs）由一个气压室（17）、一至二个滑动活塞（26、26′、57）、一至二个弹簧室（27、27′）、一个四连杆机构（41）和一个旋转电接头式电开关（42）构成。图10的弹簧室（27′）不在滑动活塞（57）端而在电开关（42）的活动电极（45）端。图11和图12的过低气压滑动活塞（26）和弹簧室（27）与过高气压滑动活塞（26′）和弹簧室（27′）分居于气压室（17）两端，过高气压活塞（26′）同时兼作旋转电接头式电开关（42）的活动电极（45），从而取消了四连杆机构（41），过低气压活塞（26）探测气压的面积Sl大于过高气压活塞（26′即45）探测气压的面积Sh，在过低气压极值Pmin时，过低气压压簧（6）的变形弹力Pl大于过高气压压簧（6′）的变形弹力Ph。

参照图13，双轮胎旋转电接头式气电开关（Krd）由二个气压室（17）、二至四个滑动活塞（26、26′）、二至四个弹簧室（27、27′）、二个四连杆机构（41）和一个旋转电接头式电开关（42）构成。

参照图7～13，过低和/或过高气压气电开关（Klh）和旋转电接头式气电开关（Kr）的气动部分是相同的，其中气压室（17）由开口圆筒壳体（29）、弹性密封隔膜（30）、弹性隔膜护罩（43）构成，气压室（17）开有一个气孔（32），气孔（32）与轮胎气门嘴（18）之间的气路用气路连接软管（T）连通;活塞（26）由大半径开口圆筒体（33）和小半径圆柱体（34）构成，探测过高气压的活塞圆筒体（33）带有凸缘（33′），圆筒体（33）的内径由圆柱形螺旋压缩弹簧（6）的外径决定，圆柱体（34）的半径由探测轮胎异常气压所预定的气压极值Pmin或Pmax决定;弹簧室（27）和活塞滑动腔（35）在弹簧室壳体盖（36）内加工而成，弹簧室（27）由大半径圆孔（33）和小半径圆孔（6）构成，大圆孔（33）半径由活塞圆筒体（33）外径决定，小圆孔（6）半径由压簧（6）外径决定，在弹簧室（27）的小圆孔（6）和活塞圆筒体（33）内安放一个压簧（6）。图10、图11和图12中旋转电接头式气电开关（Krs）的滑动活塞（26、26′、57）的结构及弹簧室（27、27′）和弹性密封隔膜（30′）的位置可按实际需要而定。轮胎气压作用在活塞（26、26′、57）上的压力由压簧（6、6′）平衡，压簧（6、6′）开始变形的弹力Pr是气电开关（K）的基准压力，是可以按探测不同类型轮胎的异常气压所预定的气压极值Pmin或Pmax而精确定量的，如探测轮胎过低气压，压簧（6）承受的开始变形的负荷Pr与轮胎单位面积承受的最小许用气压Pmin和活塞（26、57）承受该Pmin值的面积Sl满足关系：Pr＝Pmin·Sl如探测轮胎过高气压，压簧（6、6′）承受的开始变形的负荷Pr与轮胎单位面积承受的最大许用气压Pmax和活塞（26、26′）承受该Pmax值的面积Sh满足关系：Pr＝Pmax·Sh参照图7和图8，过低和/或过高气压气电开关（Klh）的电开关（28）由一对半环形电极（37）和一个电套环（38）构成，圆环形电极（37）固结在电绝缘活塞座（31）上，电套环（38）套装在活塞（26）的一端上。

参照图7，过低气压气电开关（Kl）的电开关（28）安装在活塞（26）与气压室（17）之间，当轮胎气压正常时，活塞（26）紧压在活塞腔（35）的靠近弹簧室（27）的一端，此时电开关（28）断开，工作装置（B、L）不工作，当轮胎气压低于正常气压的下限Pmin时，活塞（26）在压簧（6）的推力作用下紧压在活塞腔（35）的靠近气压室（17）的一端，此时电开关（28）接通，工作装置（B、L）工作。

参照图8，过高气压气电开关（Kh）的电开关（28）安装在活塞（26）与弹簧室（27）之间，当轮胎气压正常时，活塞（26）紧压在活塞腔（35）的靠近气压室（17）的一端，此时电开关（28）断开，工作装置（B、L）不工作，当轮胎气压高于正常气压上限Pmax时，活塞（26）在轮胎气压作用下紧压在活塞腔（35）的靠近弹簧室（27）的一端，此时电开关（28）接通，工作装置（B、L）工作。

参照图9～13，旋转电接头式气电开关（Kr）中电开关（42）的电极（45、46）就是旋转电接头（Jbr）的接头副（10′、11′或12′），所以活动电极（45）是电刷座（10′），固定电极（46）是电滑盘（11′）或电滑环（12′），这根据具体安装条件而定;四连杆机构（41）的一根横杆（47）与活塞（26、57）相连接，另一根横杆（48）与电开关（42）中活动电极（45即10′）或活动电极（45即10′）的压力滑件（49）相连接;单轮胎旋转电接头式气电开关（Krs）中四连杆机构（41）的两根纵杆（50）穿过气压室壳体（29）、弹簧室壳体盖（36）、电开关座体（44）相连接后加工的导向滑孔（51）传递压力;双轮胎旋转电接头式气电开关（Krd）中四连杆机构（41）的两根纵杆（50）是从气压室（17）的外侧面传递压力的，电开关（42）的活动电极（45即10′）与压力滑件（49）不相连接，活动电极（45即10′）具有导向滑槽（54）和复位压簧（55）;在弹簧室壳体盖（36）和电开关座体（44）内加工有横杆（47、48）的导向滑槽（52、53）。在采用过高气压滑动活塞（26′）兼作活动电极（45）的情况下，四连杆机构（41）已被取消。

参照图9、图11和图13，机动车从动轮用旋转电接头式气电开关（Kr）可以是单轮胎气电开关（Krs）或双轮胎气电开关（Krd）。

参照图10和图12，机动车驱动轮用旋转电接头式气电开关（Kr）一般为单轮胎气电开关（Krs），如果需要，可将两个单轮胎气电开关（Krs）组合构成一个双轮胎气电开关（Krd）。图10中气电开关（Krs）的滑动活塞（57）由一个圆柱体（58）和一个圆环体（59）构成，圆柱体（58）与圆环体（59）采用螺纹固结;四连杆机构（41）的一根横杆（47）与活塞圆环体（59）连接，另一根横杆（48）与电开关（42）的活动电极（45即10′）连接，通过调节活塞的圆柱体（58）与圆环体（59）之间的相对位置可调节电开关电极（45即10′、46即11′或12′）之间的距离;电开关（42）的活动电极（45即10′）为大半径圆柱体电极触头（60）和小半径圆柱体电极连杆（61）构成;电开关座体（44）的活动电极导向滑孔（62）由大半径圆孔（60）和小半径圆孔（61）构成，大圆孔（60）和小圆孔（61）的半径分别由活动电极（45即10′）的大圆柱体（60）和小圆柱体（61）的半径决定;弹簧室（27′）是活动电极（45即10′）与活动电极导向滑孔（62）之间的环形空间，在其间安放一个圆柱形螺旋压缩弹簧（6）。如安装需要，活动电极总成（63）可与电开关座体（44）分立，活动电极连杆（61）可改为金属连线（64）。图12中气电开关（Krs）的过高气压滑动活塞（26′即45）由气动部分（26′a）和电极部分（26′e）构成，过高气压弹性密封隔膜（30′）安置在过高气压活塞（26′即45）的气动部分（26′a）和电极部分（26′e）的接合部位，而且弹性密封隔膜（30′）可用气门嘴（18）中的橡胶阀（Va）代换。如安装需要，过高气压弹簧室（27′）及其活塞（26′即45）的电极部分（26′e）可与电开关座体（44）及其活塞（26′即45）的气动部分（26′a）分立，其间进行密封和用一根气路连接软管（T′）连通。

参照图7～13，气压室壳体（29）与弹簧室壳体盖（36）的连接和/或气压室壳体（29）与电开关座体（44）的连接采用螺钉连接或螺纹连接;过低和/或过高气压气电开关（Klh）的气压室壳体（29）和旋转电接头式气电开关（Kr）的外壳（56）或电开关座体（44）可加工一个法兰（39），通过法兰连接将气电开关（Klh、Kr）安装在轮毂外端头（66）上;过低和/或过高气压气电开关（Klh）的弹簧室壳体盖（36）和旋转电接头式气电开关（Kr）的电开关座体（44）可加工一个螺柱（40），通过螺纹连接将气电开关（Klh、Kr）安装在驱动轮轮辐（68）或轮盘（69）上。

参照图9～13，旋转电接头式气电开关（Kr）中的气压室（17）及其弹性密封隔膜（30、30′或Va）、弹簧室（27、27′）及其压簧（6、6′）、活塞（26、26′即45、57）可按实际需要变化和组合。活塞（26、26′即45、57）在轮胎气压和压簧（6、6′）的弹力作用下，随轮胎气压的变化在活塞腔（35、35′）内滑动，图9、图10和图13中的活塞（26、57）的滑动带动四连杆机构（41）运动，图11和图12中的活塞（26、26′即45）单独运动，并按照连续探测轮胎过低和/或过高气压所预定的气压极值Pmin和/或Pmax控制电开关（42）接通或断开，从而控制工作装置（B、L）对轮胎过低或过高气压发警报。

参照图14，以10米长的东风牌半挂车为例，说明机动车轮胎异常气压警报器的电路连接。该半挂车有两个单轮前轮，有四对双轮后轮，每个单轮前轮一个单轮胎过低和/或过高气压气电开关（K）和一个旋转电接头（Jr）或一个单轮胎旋转电接头式气电开关（K），每对双轮驱动轮一个双轮胎过低和/或过高气压气电开关（K）和一个旋转电接头（Jr）或二个单轮胎旋转电接头式气电开关（K），每对双轮从动轮一个双轮胎过低和/或过高气压气电开关（K）和一个旋转电接头（Jr）或一个双轮胎旋转电接头式气电开关（K）。每个前轮和每对后轮都有一个与之相对应的电光装置如红色指示灯泡（L），每辆机动车只需一个电声装置如电子蜂鸣器（B）和一个一般是12伏的直流电源（E）。每个电光装置（L）都和电声装置（B）并联，每个前轮和每对后轮的气电开关（K）都能独立控制自己的电光装置（L）和公用的电声装置（B）工作，电声装置（B）和电光装置（L）可以单独使用，也可以同时使用，同时使用最佳。

参照图15～17和图1～5，在机动车从动轮情况下，滚珠总成（1）安装在轮轴轴头（67）和滚珠珠瓦（2）安装在轮毂外端头（66），或者滚珠珠瓦（2）安装在轮轴轴头（67）和滚珠总成（1）安装在轮毂外端头（66）;电刷座（10）安装在轮轴轴头（67）和电滑盘（11）安装在轮毂外端头（66），或者电滑盘（11）安装在轮轴轴头（67）和电刷座（10）安装在轮毂外端头（66），这根据具体安装条件而定。在机动车驱动轮情况下，主要是采用电刷式旋转电接头（Jbr），电刷座（10）可安装在鼓式制动器的制动蹄（71）上，电滑环（12）可安装在制动鼓（70）内端，或者电刷座（10）可安装在盘式制动器的制动钳壳体（73）上，电滑环（12）可安装在轮毂（65）上。

参照图15～17和图7～8，过低和/或过高气压气电开关（Klh）可安装在从动轮或驱动轮的轮毂外端头（66）或轮辐（68）或轮盘（69）上。气电开关（Klh）与工作装置（B、L）之间的电路高电位电通道用旋转电接头（Jba、Jbr）连接，电路零电位电通道采用接地方式连通。

参照图16、图9、图11和图13，在机动车从动轮情况下，旋转电接头式气电开关（Kr）安装在轮毂外端头（66），其固定电极（46）为电滑盘（11′），电滑盘（11′）安装在轮轴轴头（67）上，固定电极（46即11′）的电绝缘导线（8、8′）从在轮轴上加工的中心孔引出。

参照图17、图10和图12，在机动车驱动轮情况下，旋转电接头式气电开关（Kr）安装在轮辐（68）或轮盘（69）上，其活动电极（45即10′）伸入制动鼓（70）内端，其固定电极（46）可为电滑环（12′），电滑环（12′）采用支承件安装在制动底板（72）上，对于双轮驱动轮，可安装二个单轮胎旋转电接头式气电开关（Krs），其固定电极（46）如电滑环（12′）属公用，电滑环（12′）的电绝缘导线（8、8′）沿其支承件引出。

本发明的技术及其保护的核心是通过机动车旋转元件与静止元件之间的旋转电连接尤其是通过旋转电接头式气电开关（Kr）实现的旋转电连接从而实现机动车轮胎异常气压报警的技术方案，尽管该技术方案的实施已列举了众多实施例，但还可有多种多样的实施例，所以本发明的保护范围不放弃本发明技术方案所应包括的范围。

本发明符合社会需求，克服了现有技术的某些缺点;由于采用了旋转电接头，并将其安装在机动车旋转元件与静止元件之间的结合部位尤其是轮毂外端头与轮轴轴头之间，因此除了接头副之间的旋转接触摩察外，不承受任何负荷，也不受离心力的影响，接头副之间相对运动的位移量特小，而且近似于点接触，所以能有效地解决机动车旋转元件与静止元件之间的旋转电连接以实现电信号传递这一棘手问题，并提高了警报器的使用寿命和性能可靠性，尤其是将气电开关的电开关与旋转电接头的接头副合二为一后，就可以只在轮胎气压发生异常而需报警时才短暂地使用旋转电接头，于是就可避免在轮胎气压正常期间不必要地长久使用旋转电接头，从而使警报器的使用寿命更长、性能更可靠;由于采用了气电开关，使警报器能连续探测轮胎气压状态，并精确定量化地对轮胎过低或过高气压及时发警报，过高气压报警还可以从技术上解决机动车超载问题;由于采用声音和灯光同时显示，从而可以准确而可靠地当即判断是哪个轮胎发生气压异常;本发明解决了旋转电连接这一棘手问题，提供了一项新的系列产品，使机动车行车稳定安全和节约轮胎，具有优良的现有技术积累的继承性，而且技术、结构、制造工艺都简单、生产成本低和使用维护简便，可适用于汽车、无轨电车和拖拉机等，可适用于大车和小车、货车和客车、单轮和双轮、内胎式轮胎和无内胎式轮胎、重载和空载等优点，具有显著社会效益和技术经济效益的积极效果。

本发明的实施方式，是按本发明技术生产过低和/或过高气压气电开关、旋转电接头和旋转电接头式气电开关，以及选用一种电子蜂鸣器和一种指示灯泡，按照本发明电路图和安装图将上述警报器部件安装在机动车上即可。