CN109421434A - 长距离无线射频电子识别轮胎结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，当轮胎制作完成并采用电子标签读取装置进行识别时，轮胎的主胎体上超高频电子标签，其无线射频识别RFID芯片通过远场铜膜天线与电子标签读取装置端所产生的电磁波信号接收与回馈，通过频段/带宽调整部调整电磁波信号的频段与带宽，及通过第一、二场效应调整部的第一、二场效应调整槽对胎圈钢丝及钢丝环带层反射电磁波信号时的场型效应进行调整，使电子标签读取装置能以广角度、长距离读取主胎体上超高频电子标签的ID标识符，进而在轮胎制作完成后的运送、检测、堆栈储存及出厂过程中，能够利用ID标识符对轮胎个体进行准确识别，达到方便轮胎生产管理及识别低失误率的目的。

Description

长距离无线射频电子识别轮胎结构
技术领域
本发明涉及一种于轮胎制作完成后的运送、检测、推迭储存及出厂过程中，能够利用ID标识符进行轮胎识别，具有轮胎生产方便、管理方便及识别失误率低等优点的长距离无线射频电子识别轮胎结构。
背景技术
轮胎的制作流程，包括橡胶原料的混炼，混炼胶料的条状压延，二次工序成型生胎及生胎硫化完成轮胎最终形状，胎面花纹与胎侧标记。轮胎制作完成后，基于使用安全性的考虑，必须运送或轮送至检验室，通过严格质量检测，再将合格轮胎送往仓库堆栈储存，并于出厂时记录产品序号；从检测至出厂过程，传统多数采用人力贴纸进行识别，耗工又易疏失；现有的一维或二维条形码标签识别的作法中，利用光学扫描仪进行电子化识别虽然可减少失误，但是，人力或机械自动化扫描仍存在扫描距离或角度的限制，导致出现无法完成或识别的情况，为了满足识别准确性高以及失误率低的生产线需求，现有的识别方式确有必要进行改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，其为一轮胎，是在一主胎体上设有一超高频电子标签(UHF TAG)，及在该主胎体的外表面上橡胶包覆成型有一胎面表层，且该胎面表层的两侧各包覆成型有一胎肩表层及一胎侧表层；该主胎体具有构成胎唇的一胎圈钢丝及一三角胶环，且由内而外至少包括有一气密层、一胎体帘布层、一钢丝环带层及一覆盖层；该超高频电子标签是在一可挠性耐温绝缘材料的基材薄片一表面上成型有一远场铜膜天线，该远场铜膜天线的表面上贴合有一可挠性耐温绝缘材料的天线保护膜片，且该远场铜膜天线在一频段/带宽调整部的两侧分别设有一第一场效应调整部及一第二场效应调整部；该频段/带宽调整部在一铜膜面上设一方形破孔槽而形成一矩形环回路，并在该矩形环回路上电性连接有一无线射频识别RFID芯片；该第一场效应调整部为一电性连接该矩形环回路的方波形天线，并匹配该主胎体的胎圈钢丝及钢丝环带层，具有多个第一场效应调整槽；该第二场效应调整部为一电性连接该矩形环回路的方波形天线，并匹配该主胎体的胎圈钢丝及钢丝环带层，具有多个宽度较该第一场效应调整槽窄的第二场效应调整槽；当轮胎制作完成并采用电子标签读取装置进行识别时，轮胎的主胎体上超高频电子标签，其无线射频识别RFID芯片通过远场铜膜天线与电子标签读取装置端所产生的电磁波信号接收与回馈，通过频段/带宽调整部调整电磁波信号的频段与带宽，及通过第一、二场效应调整部的第一、二场效应调整槽对胎圈钢丝及钢丝环带层反射电磁波信号时的场型效应进行调整，使电子标签读取装置能以广角度、长距离读取主胎体上超高频电子标签的ID标识符，进而在轮胎制作完成后的运送、检测、堆栈储存及出厂过程中，能够利用ID标识符对轮胎个体进行准确识别，达到方便轮胎生产管理及识别失误率低的目的。
本发明的次一目的在于提供一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，其中，该超高频电子标签贴设在该主胎体的胎体帘布层表面上，并由该胎面表层一侧的该胎侧表层加以包覆，超高频电子标签隐藏在该胎体帘布层与该胎侧表层之间的夹层内固定，以使超高频电子标签设置在轮胎上防止退离或掉落；且上述该超高频电子标签的基材薄片上在该远场铜膜天线一侧铜箔蚀刻成型有一近场环回路天线，且该近场环回路天线的两端电性连接有一无线射频识别RFID芯片而构成一高频电子标签(HF TAG)，当轮胎出厂后，轮胎销售通路端可使用高频电子标签读取工具近靠胎侧表层的外表面上读取无线射频识别RFID芯片的ID标识符，即能利用ID标识符进行轮胎识别，方便轮胎销售管理；又上述该超高频电子标签的一面端上贴设有一高频电子标签(HF TAG)，该高频电子标签具有一与超高频电子标签远场铜膜天线匹配的近场环回路天线，且该近场环回路天线的两端电性连接有一无线射频识别RFID芯片，当轮胎出厂后，轮胎销售通路端可使用高频电子标签读取工具近靠胎侧表层的外表面上读取无线射频识别RFID芯片的ID标识符，即能利用ID标识符进行轮胎识别，方便轮胎销售管理。
本发明的再一目的在于提供一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，其中，该超高频电子标签的远场铜膜天线，其频段/带宽调整部以该方形破孔槽的孔形大小调整出使用频段及带宽，且该第一场效应调整部及该第二场效应调整部皆为双方波形天线，并不相互对称性的依该胎圈钢丝及该钢丝环带层对电磁波信号的反射场型，分别形成有槽宽较宽的两个第一场效应调整槽及槽宽较窄的两个第二场效调整槽，第一、二场效应调整部匹配胎圈钢丝及钢丝环带层反射电磁波信号时的场型，则在频段/带宽调整部的方形破孔槽对电磁波信号进行频段与带宽调整的作用下，使设在轮胎主胎体上的超高频电子标签能于使用的频段达到大角度及长距离的读取效果。
本发明的另一目的在于提供一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，其中，该超高频电子标签的基材薄片及天线保护膜片皆为聚酰亚胺(PI)材料的可挠性耐温绝缘薄膜片，利用聚酰亚胺(PI)材料的耐温特性，使超高频电子标签设在轮胎的主胎体上能承受生胎制作过程及硫化制作过程时的工作温度，不会被破坏或发生变形。
附图说明
图1为本发明结构外观平面图；
图2为图1A－A剖面结构示意图；
图3为本发明超高频电子标签结构立体分解图；
图4为本发明超高频电子标签远场铜膜天线结构示意图；
图5为本发明电子标签读取装置读取过程状态示意图；
图6为本发明超高频电子标签上设高频电子标签的结构图；
图7为本发明超高频电子标签上加设高频电子标签的结构立体分解图。
附图标记说明：10-主胎体；11-胎圈钢丝；12-三角胶环；13-气密层；14-胎体帘布层；15-钢丝环带层；16-覆盖层；20-超高频电子标签；20A-远场铜膜天线；21-基材薄片；22-天线保护膜；23-近场回路天线；24-频段/带宽调整部；240-方形破孔槽；241-矩形环回路；25-第一场效应调整部；250-第一场效应调整槽；26-第二场效应调整部；260-第二场效应调整槽；27、27A、27B-无线射频识别RFID芯片；28-高频电子标签；280-近场环回路天线；30-胎面表层；40-胎肩表层；50-胎侧表层；60-电子标签读取装置。
具体实施方式
本发明为达上述目的，特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
本发明提供的一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，如图1、图2、图3、图4所示，其为一轮胎，是在一主胎体10上设有一超高频电子标签(UHF TAG)20，及在该主胎体10的外表面上橡胶包覆成型有一胎面表层30，且该胎面表层30的两侧各包覆成型有一胎肩表层40及一胎侧表层50；该主胎体10具有构成胎唇的一胎圈钢丝11及一三角胶环12，且由内而外至少包括有一气密层13、一胎体帘布层14、一钢丝环带层15及一覆盖层16；该超高频电子标签20是在一可挠性耐温绝缘材料的基材薄片21一表面上铜箔蚀刻成型有一远场铜膜天线20A，该远场铜膜天线20A的表面上贴合有一可挠性耐温绝缘材料的天线保护膜片22，且该远场铜膜天线20A是在一频段/带宽调整部24的两侧分别设有一第一场效应调整部25及一第二场效应调整部26；该频段/带宽调整部24是在一铜膜面上设一方形破孔槽240而形成一矩形环回路241，并在该矩形环回路241的一端路径上电性连接有一无线射频识别RFID芯片27；该第一场效应调整部25为一电性连接该矩形环回路241的方波形天线，并匹配该主胎体10的胎圈钢丝11及钢丝环带层15，具有多个第一场效应调整槽250；该第二场效应调整部26为一电性连接该矩形环回路241的方波形天线，并匹配该主胎体10的胎圈钢丝11及钢丝环带层15，具有多个宽度较该第一场效应调整槽250窄的第二场效应调整槽260；如图5所示，当轮胎制作完成并采用电子标签读取装置60进行识别时，如图2、图3图、4、图5所示，轮胎的主胎体10上超高频电子标签20，其无线射频识别RFID芯片27通过远场铜膜天线20A与电子标签读取装置60端所产生的电磁波信号接收与回馈，通过频段/带宽调整部24调整电磁波信号的频段与带宽，及通过第一、二场效应调整部25、26的第一、二场效应调整槽250、260对胎圈钢丝11及钢丝环带层15反射电磁波信号时的场型效应进行调整，以使电子标签读取装置60能以广角度(大的读取角度)、长距离读取主胎体10上超高频电子标签20的ID标识符，进而在轮胎制作完成后的运送、检测、堆栈储存及出厂过程中，能够利用ID标识符对轮胎个体进行准确识别，达到轮胎生产方便管理及识别低失误率的目的。
根据上述实施例，其中，如图1、图2所示，该超高频电子标签26贴设在该主胎体10的胎体帘布层14表面上，并由该胎面表层30一侧的该胎侧表层50加以包覆，通过超高频电子标签20隐藏在该胎体帘布层14与该胎侧表层50之间的夹层内固定，以使超高频电子标签20设置在轮胎上，达到防止退离或掉落的效果；如图2、图6所示，且上述该超高频电子标签20的基材薄片21上在该远场铜膜天线20A一侧铜箔蚀刻成型有一近场环回路天线23，且该近场环回路天线23的两端电性连接有一无线射频识别RFID芯片27A而构成一高频电子标签(HF TAG)，当轮胎出厂后，轮胎销售通路端可使用高频电子标签读取工具(图未示)靠近胎侧表层50的外表面上读取无线射频识别RFID芯片27A的ID标识符，即能由ID标识符作为轮胎识别时的利用，方便轮胎销售管理；如图2、图7所示，又上述该超高频电子标签20的一面端上贴设有一高频电子标签(HF TAG)28，该高频电子标签28具有一与超高频电子标签20远场铜膜天线20A匹配的近场环回路天线280，且该近场环回路天线280的两端电性连接有一无线射频识别RFID芯片27B，当轮胎出厂后，轮胎销售通路端可使用高频电子标签读取工具(图未示)靠近胎侧表层50的外表面上读取无线射频识别RFID芯片27B的ID标识符，即能利用ID标识符进行轮胎识别，方便轮胎销售管理。
根据上述实施例，其中，如图1、图2、图3、图4所示，该超高频电子标签20的远场铜膜天线20A，其频段/带宽调整部24是以该方形破孔槽240的孔形大小调整出使用频段及带宽，且该第一场效应调整部25及该第二场效应调整部26，皆为双方波形天线，并不相互对称性的依该胎圈钢丝11及该钢丝环带层15对电磁波信号的反射场型，分别形成有槽宽较宽的两个第一场效应调整槽250及槽宽较窄的两个第二场效调整槽260，通过第一、二场效应调整部25、26匹配胎圈钢丝11及钢丝环带层15反射电磁波信号时的场型，则在频段/带宽调整部24的方形破孔槽240对电磁波信号进行频段与带宽调整的作用下，使设在轮胎主胎体10上的超高频电子标签20能于使用的频段范围达到大角度及长距离的读取效果；亦即，多数国家或地区，皆会规范电子标签(RFID TAG)的使用频段，例如中国台湾地区的使用频段是在920～930MHZ之间，经由上述方形破孔槽240的槽孔大小调整第一、二场效应调整槽250、260，按照胎圈钢丝11与钢丝环带层15反射电磁波信号的场型作槽宽调整，则所完成的超高频电子标签20设在主胎体10上，通过芬兰Voyntic Tagformance Lite MeasurementSystem(UHF RFID)测试仪器，于800MHZ～1000MHZ频段所进行的检测，证实上述超高频电子标签20在轮胎主胎体10上的环境场条件中，即使采用一般商用读取器(AWID&IMPINJI)，其有效读距至少维持在4.6～4.7米；而此4.6～4.7米的有效读距，在轮胎生产作业流程的工作环境中，已足以满足读取器设备空间安装的读取距离需求，实用价值较高。
根据上述实施例，其中，如图3所示，该超高频电子标签20的基材薄片21及天线保护膜片22皆为聚酰亚胺(PI)材料的可挠性耐温绝缘薄膜片，利用聚酰亚胺(PI)材料的耐温特性，使超高频电子标签20设在轮胎的主胎体10上能承受生胎制作过程及硫化制作过程时的工作温度，不会被破坏或发生变形。
以上说明，对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附说明书所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种长距离无线射频电子识别轮胎结构，其特征在于，其为一轮胎，其在一主胎体上设有一超高频电子标签，及在该主胎体的外表面上橡胶包覆成型有一胎面表层，且该胎面表层的两侧各包覆成型有一胎肩表层及一胎侧表层；该主胎体具有构成胎唇的一胎圈钢丝及一三角胶环，且由内而外至少包括有一气密层、一胎体帘布层、一钢丝环带层及一覆盖层；该超高频电子标签是在一可挠性耐温绝缘材料的基材薄片一表面上成型有一远场铜膜天线，该远场铜膜天线的表面上贴合有一可挠性耐温绝缘材料的天线保护膜片，且该远场铜膜天线在一频段/带宽调整部的两侧分别设有一第一场效应调整部及一第二场效应调整部；该频段/带宽调整部在一铜膜面上设一方形破孔槽而形成一矩形环回路，并在该矩形环回路上电性连接有一无线射频识别RFID芯片；该第一场效应调整部为一电性连接该矩形环回路的方波形天线，并匹配该主胎体的胎圈钢丝及钢丝环带层，具有多个第一场效应调整槽；该第二场效应调整部为一电性连接该矩形环回路的方波形天线，并匹配该主胎体的胎圈钢丝及钢丝环带层，具有多个宽度较该第一场效应调整槽窄的第二场效应调整槽；当轮胎制作完成并采用电子标签读取装置进行识别时，轮胎的主胎体上超高频电子标签，其无线射频识别RFID芯片通过远场铜膜天线与电子标签读取装置端所产生的电磁波信号接收与回馈，通过频段/带宽调整部调整电磁波信号的频段与带宽，及通过第一、二场效应调整部的第一、二场效应调整槽对胎圈钢丝及钢丝环带层反射电磁波信号时的场型效应进行调整，以使电子标签读取装置能够以广角度、长距离读取主胎体上超高频电子标签的ID标识符。
2.根据权利要求1所述的长距离无线射频电子识别轮胎结构，其特征在于，该超高频电子标签贴设在该主胎体的胎体帘布层表面上，并由该胎面表层一侧的该胎侧表层加以包覆，超高频电子标签隐藏在该胎体帘布层与该胎侧表层之间的夹层内固定，以使超高频电子标签设置在轮胎上，防止其退离或掉落。
3.根据权利要求2所述的长距离无线射频电子识别轮胎结构，其特征在于，该超高频电子标签的基材薄片上在该远场铜膜天线一侧铜箔蚀刻成型有一近场环回路天线，且该近场环回路天线的两端电性连接有一无线射频识别RFID芯片而构成一高频电子标签，当轮胎出厂后，轮胎销售通路端能够使用高频电子标签读取工具近靠胎侧表层的外表面上读取无线射频识别RFID芯片的ID标识符。
4.根据权利要求2所述的长距离无线射频电子识别轮胎结构，其特征在于，该超高频电子标签的一面端上贴设有一高频电子标签，该高频电子标签具有一与超高频电子标签远场铜膜天线匹配的近场环回路天线，且该近场环回路天线的两端电性连接有一无线射频识别RFID芯片，当轮胎出厂后，轮胎销售通路端能够使用高频电子标签读取工具近靠胎侧表层的外表面上读取无线射频识别RFID芯片的ID标识符。
5.根据权利要求1所述的长距离无线射频电子识别轮胎结构，其特征在于，该超高频电子标签的远场铜膜天线的频段/带宽调整部以该方形破孔槽的孔形大小调整出使用频段及带宽，且该第一场效应调整部及该第二场效应调整部皆为双方波形天线，并不相互对称性的依该胎圈钢丝及该钢丝环带层对电磁波信号的反射场型，分别形成有槽宽较宽的两个第一场效应调整槽及槽宽较窄的两个第二场效调整槽，第一、二场效应调整部匹配胎圈钢丝及钢丝环带层反射电磁波信号时的场型，则在频段/带宽调整部的方形破孔槽对电磁波信号进行频段与带宽调整的作用下，使设在轮胎主胎体上的超高频电子标签能于使用的频段达到大角度及长距离的读取效果。
6.根据权利要求1所述的长距离无线射频电子识别轮胎结构，其特征在于，该超高频电子标签的基材薄片及天线保护膜片皆为聚酰亚胺材料的可挠性耐温绝缘薄膜片，利用聚酰亚胺材料的耐温特性，使超高频电子标签设在轮胎的主胎体上能够承受生胎制作过程及硫化制作过程时的工作温度，不会被破坏或发生变形。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190305

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