CN116202459A - 一种可以记录并输出轮胎位移的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以记录并输出轮胎位移的装置，包括位移测量装置、空间磁场和接收装置。位移测量装置植入轮胎内部，包括切割磁感线供电单元、位移传感器和集成传输单元，采用电连接方式，空间磁场设置在汽车的车轮罩中，用于提供磁场，接收装置设置在驾驶室，与集成传输单元无线连接。通过电磁感应现象产生感应电流，提供给轮胎内的位移传感器工作，记录并输出轮胎的实时位移情况，整体装置结构简单，可实用性强；通过切割空间耦合产生电能，然后电能运输给传感器装置，解决了轮胎内置传感器供电问题，可做到汽车使用过程中持续供电，单独的轮胎内传感器可记录单条轮胎的使用周期行驶曲线图，方便轮胎公司对产品性能的改良。

Description

一种可以记录并输出轮胎位移的装置

技术领域

本发明涉及轮胎制造和轮胎检测技术领域，具体地，涉及一种可以记录并输出轮胎位移的装置及使用方法。

背景技术

轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与地面接触，和汽车悬架共同缓和汽车行驶过程中的冲击，保证汽车有良好的稳定性。不过由于轮胎的橡胶老化问题，轮胎需要定时更换，避免安全问题的发生。

目前，大部分数据检测都是以汽车作为整体进行检测，数据记录及储存的。现有部分轮胎公司针对每一条轮胎的管理进行完善，将传感器植入轮胎内部，进行单独轮胎的监测。因为植入轮胎内部的传感器单独记录轮胎的行驶状态，所以替换的旧轮胎也可以提取单独的全生命周期内的行驶记录曲线。轮胎公司也可以根据轮胎行驶记录曲线改良提升轮胎产品使用性能。

但是，由于传感器组件植入在轮胎内部，导致出现传感器组件供电问题。通常轮胎的使用年限在3-5年之间，常规的供电组件难以维持。

发明内容

为解决轮胎内植入传感器不能持续供电的问题，本发明提供一种可以记录并输出轮胎位移的装置，通过电磁感应现象产生感应电流，提供给轮胎内的位移传感器工作，记录并输出轮胎的实时位移情况。

该装置，包括位移测量装置、空间磁场和接收装置。

位移测量装置植入轮胎内部，包括切割磁感线供电单元、位移传感器和集成传输单元，采用电连接方式，空间磁场设置在汽车的车轮罩中，用于提供磁场，接收装置设置在驾驶室，与集成传输单元无线连接，用于收集显示测量信息。

在其中一些具体实施例中，切割磁感线供电单元平行于轮胎轴线布置在轮胎内部，通过电传导线与位移传感器和集成传输单元电连接。

在其中一些具体实施例中，位移测量装置植入在轮胎本体的带束层和帘线层之间，或帘线层与过渡层之间。

在其中一些具体实施例中，空间磁场包括强耦合空间，强耦合空间安装在汽车的车轮罩相对两侧，通过两个强耦合空间产生磁场，磁感线方向与轮胎轴线相交。

在其中一些具体实施例中，当轮胎转动时，切割磁感线供电单元随着轮胎的转动在空间磁场中作切割磁感线运动产生电流，经电传导线传输，提供给位移传感器和集成传输单元工作；位移传感器随轮胎的转动记录轮胎旋转的圈数，传输至集成传输单元；集成传输单元根据轮胎旋转圈数和轮胎周长计算得到轮胎实际位移距离。

在其中一些具体实施例中，还包括设置在轮胎带束层内侧的高强度防刺破层，用于保护位移测量装置。

本发明的有益效果：利用电磁感应现象产生感应电流，为植入于轮胎内的传感器供电，可降低能耗，随着汽车发动，轮胎转动持续产生电能；通过切割空间耦合产生电能，然后电能运输给传感器单元，传感器单元再将检测信息回传给收取单元，实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到人为利用的目的；实时反馈轮胎内部情况，避免因供电不足，内置元件停止工作问题；整体装置结构简单，可实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明位移测量装置结构示意图；

图2为植入本明装置轮胎应用于汽车的示意图；

图3为本发明应用于带束层和帘线层的示意图；

图4为本发明提出的可输出位移量的轮胎结构示意图；

图5为本发明的使用方法流程图。

图中：100、位移测量装置；110、切割磁感线供电单元；120、位移传感器；130、集成传输单元；140、电传导线；200、空间磁场；210、空间耦合；300、车载显示器；400、连接骨线；501、胎面；502、带束层；503、帘线层；504、过渡层；505、轮胎内壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明涉及一种可以记录并输出轮胎位移的装置，包括位移测量装置、空间磁场和接收装置。

位移测量装置100植入轮胎内部，包括切割磁感线供电单元110、位移传感器120、集成传输单元130和电传导线140；

空间磁场200设置在车轮罩中，用于提供磁场；

接收装置设置在驾驶室，包括车载显示器300，用于收集并输出轮胎位移测量信息。

如图1～图3所示，为本发明植入轮胎内的位移测量装置100，包括切割磁感线供电单元110、位移传感器120、集成传输单元130和电传导线140。位移测量装置100为矩形线圈结构，切割磁感线供电单元110和位移传感器120布置在线圈的相对两侧，集成传输单元130与位移传感器120相连接，用于接受位移传感器120采集的信息，处理并记录轮胎的位移信息。所有装置通过电传导线140连接。

切割磁感线供电单元110平行于轮胎轴线布置在轮胎内部。位移测量装置100植入在轮胎的带束层502和帘线层503之间。

设置在车轮罩内的空间磁场200通过两个强耦合空间产生磁场，磁感线方向与轮胎轴线相交。

两个强耦合空间(优选地但不限于人工搭构磁场或现有物发磁场)安装于汽车上的车轮罩前后端，沿着轮胎周向方向激发出磁感线，采用一个方向N极，对向S极的磁极安装方式，在轮胎周围产生磁场。车载显示器300置于驾驶室内，便于驾驶人员实时监控汽车轮胎内部位移的信息。

当轮胎转动时，切割磁感线供电单元110随着轮胎的转动在空间磁场200中作切割磁感线运动产生电流，经电传导线140传输，提供给位移传感器120和集成传输单元130工作；位移传感器120随轮胎的转动记录轮胎旋转的圈数，传输至集成传输单元130；集成传输单元130根据轮胎旋转圈数和轮胎周长计算得到轮胎实际位移距离。

因为切割磁感线供电单元110平行于轮胎轴线方向植入轮胎内，所以当汽车发动轮胎转动时，切割磁感线供电单元110沿轮胎周向运动，在空间磁场200中做切割磁感线运动，产生电流。产生的感应电流通过电传导线140输送给到位移传感器120，位移传感器120开始工作，记录并输出轮胎内部的实时位移传递给集成传输单元130，集成传输单元130经信息处理后，反馈信息到驾驶室的接收装置。此时完成对轮胎内的位移信息的监测，驾驶员通过接收装置的反馈，可实时监测车辆轮胎状况。

如图4所示，为本发明提供的一种实施例，在轮胎内部置入一个环状连接骨线400，贴合轮胎帘线层503布置。连接骨线400为与轮胎半径相同的圆环，材质采用绝缘材料。其中，位移测量装置100设置多个，顺次固定在连接骨线400上，切割磁感线供电单元110轴线垂直与连接骨线400布置，两两位移测量装置100之间的距离相同。通过将位移测量装置100提前固定在连接骨线400上，增加其稳定性，防止轮胎转动时产生震动，导致位移测量装置100位置改变，测量结果不准确。提供多个位移测量装置100植入轮胎内部，可相互校验测量准确性，提高测量结果的准确性。

结合图5，对本发明装置的使用方法进行说明。第一步，点火自检，打开点火钥匙，各个电脑模块会向传感器发送信号，传感器再给电脑模块一个反馈信息，证明传感器都能正常工作，各个线路通信也是畅通的。第二步，发动汽车，汽车行驶过程中，汽车轮胎转动，汽车车轮罩内在空间耦合210的作用下产生磁场，汽车轮胎内的磁感应切割供电单元随着汽车轮胎的转动，会做切割磁感线的运动，同时产生的电能提供给位移传感器120和集成传输单元130。第三步，位移传感器120开始工作，随着轮胎转动，实时反馈位置信息，可反馈记录轮胎内部位移，防止因轮胎偏移发生的交通事故；其次可以通过记录位移传感器120的旋转圈数，计算得出汽车的实际行驶距离。第四步，集成传输单元130采集位移传感器120输出的信息，整合处理，发送至驾驶室的车载显示器300进行反馈，使驾驶人员实时可观测汽车轮胎内部的位移情况，以及汽车实际行驶距离。此方法通过内置在轮胎内的切割磁感线供电单元110处在空间耦合210产生的磁场内，随轮胎转动做切割磁感线运动产生电能，从而带动传感器工作，解决了轮胎内置传感器供电不持久问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种可以记录并输出轮胎位移的装置，其特征在于，包括

位移测量装置、空间磁场和接收装置；

所述位移测量装置植入轮胎内部，包括切割磁感线供电单元、位移传感器和集成传输单元，采用电连接方式；

所述空间磁场设置在汽车的车轮罩中，用于提供磁场；

所述接收装置设置在驾驶室，与所述集成传输单元无线连接，用于收集显示测量信息。

2.根据权利要求1所述的可以记录并输出轮胎位移的装置，其中，所述切割磁感线供电单元平行于轮胎轴线布置在所述轮胎内部，通过电传导线与所述位移传感器和所述集成传输单元电连接。

3.根据权利要求1所述的可以记录并输出轮胎位移的装置，其中，所述位移测量装置植入在轮胎本体的带束层和帘线层之间，或帘线层与过渡层之间。

4.根据权利要求1所述的可以记录并输出轮胎位移的装置，其中，所述空间磁场包括强耦合空间，所述强耦合空间安装在汽车的车轮罩相对两侧，通过两个所述强耦合空间产生磁场，磁感线方向与轮胎轴线相交。

5.根据权利要求1所述的可以记录并输出轮胎位移的装置，其中，当所述轮胎转动时，所述切割磁感线供电单元随着所述轮胎的转动在所述空间磁场中作切割磁感线运动产生电流，经所述电传导线传输，提供给所述位移传感器和所述集成传输单元工作；所述位移传感器随轮胎的转动记录所述轮胎旋转的圈数，传输至所述集成传输单元；所述集成传输单元根据轮胎旋转圈数和轮胎周长计算得到轮胎实际位移距离。

6.根据权利要求1所述的可以记录并输出轮胎位移的装置，其中，还包括设置在所述轮胎带束层内侧的高强度防刺破层，用于保护所述位移测量装置。

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