CN220662188U - 一种内含检测芯片的消防车轮胎 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种内含检测芯片的消防车轮胎，属于轮胎制造技术领域，包括胎面、缓冲层、帘布层、胎圈和芯片装置；所述胎面和所述缓冲层之间封装所述芯片装置，所述帘布层设置在所述缓冲层和所述胎圈之间；所述芯片装置包括数据传输组件、供电组件和通信组件，所述数据传输组件、所述供电组件和所述通信组件之间电连接。本申请的消防车轮胎在胎面和缓冲层之间封装芯片装置，能够及时获知消防车轮胎的温度、胎压、电阻等参数，从而判断消防车轮胎是否处于安全的状态，以提醒消防员及时根据轮胎的状态作相应的操作处理。

Description

一种内含检测芯片的消防车轮胎

技术领域

本申请涉及一种内含检测芯片的消防车轮胎，属于轮胎制造技术领域。

背景技术

近年来，消防车作为火灾保障救援的主要装备，其自身的安全保护极为重要，因此保障消防车的安全运行是救援工作顺利展开的首要前提。

由于消防车救援环境通常较为恶劣，消防车在运行中，轮胎不断与不平整或高温的道路界面摩擦，使汽车车体静电积累、电压上升，易发生火灾、电击现象，阻碍救援工作的开展，并且易造成事故的二次伤害。

现有的消防车专用胎主要致力于高阻燃性，提高轮胎的耐火性，并未关注车辆在行驶过程中的静电积累，因此安全系数较低，故无法满足复杂情况下的火灾救援需求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种内含检测芯片的消防车轮胎，该消防车轮胎在胎面和缓冲层之间封装芯片装置，能够及时获知消防车轮胎的温度、胎压、电阻等参数，从而判断消防车轮胎是否处于安全行驶的状态，以提醒消防员及时根据轮胎的状态作相应的操作处理。

根据本申请的一个方面，提供了一种内含检测芯片的消防车轮胎，包括胎面、缓冲层、帘布层、胎圈和芯片装置；所述胎面和所述缓冲层之间封装所述芯片装置，所述帘布层设置在所述缓冲层和所述胎圈之间；所述芯片装置包括数据传输组件、供电组件和通信组件，所述数据传输组件、所述供电组件和所述通信组件之间电连接。

可选地，所述数据传输组件包括RFID芯片、与RFID芯片连接的温度采集器、电阻传感器和用于储存数据的数据储存器，数据储存器与温度采集器和电阻传感器电连接。

可选地，所述供电组件包括压电薄膜传感器、电压转换模块、微控制器和储能器；

压电薄膜传感器与电压转换模块电连接，电压转换模块分别与储能器和微控制器电连接，储能器用于储存压电薄膜传感器产生的电荷，并向其余部件供电；微控制器与温度采集器、电阻传感器和数据储存器电连接。

可选地，所述数据传输组件还包括胎压传感器、噪音传感器和加速度传感器，胎压传感器、噪音传感器和加速度传感器均与数据储存器电连接。

可选地，所述通信组件包括静电采集器、第一静电感应片、第二静电感应片和通信总线；第一静电感应片和第二静电感应片均通过通信总线与静电采集器电连接，静电采集器与数据储存器电连接。

可选地，所述胎面包括胎冠、胎侧和胎肩，对应胎冠位置处的缓冲层内设置有第一静电感应片，对应胎侧位置处的缓冲层和帘布层之间设置有第二静电感应片。

可选地，所述缓冲层的材质为氯丁橡胶，厚度为5-8mm。

可选地，所述帘布层的材质为芳纶纤维，厚度为2-3mm。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1.本申请所提供的内含检测芯片的消防车轮胎，通过设置数据传输组件，温度采集器和电阻传感器向数据储存器传输轮胎的实时温度值及实时电阻值，数据储存器储存的数据能够实时监测轮胎的变化，为轮胎的爆胎、着火或者电击提供安全预警，当检测到消防车轮胎的温度或电阻即将大于阈值时，则可判断消防车不再适宜停留在该位置，消防员可将车辆行驶至安全位置再进行救援工作，保证消防救援安全。

2.本申请所提供的内含检测芯片的消防车轮胎，电阻传感器采集到的数据一是能够代表消防车轮胎实时的电阻数值和瞬时电阻变化率，判断消防车轮胎在救援工作中是否存在静电积累情况，降低消防车轮胎因静电累积发生火灾或电击的概率；二是随着消防车轮胎的长期使用，轮胎的电阻率整体上是发生变化的，可将消防车轮胎的电阻率与数据储存器预存的原始出厂数据进行对比，判断轮胎的磨损程度，从而判断消防车轮胎能否继续使用及统计计算消防车轮胎还可使用的时长，以便于提醒消防员及时进行消防车轮胎的更换。

3.本申请所提供的内含检测芯片的消防车轮胎，通过设置第一静电感应片和第二静电感应片能够在一个受损的情况下不影响其余的正常工作，进而延长对消防车轮胎的检测时间并且多个之间采集的数据还可相互对比，增加对消防车轮胎检测的精确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例涉及的内含检测芯片的消防车轮胎示意图；

图2为本申请实施例涉及的轮胎截面结构示意图；

图3为本申请实施例涉及的芯片装置连接电路结构框图；

部件和附图标记列表：

1.消防车轮胎；2.静电采集器；3.第一静电感应片；4.第二静电感应片；5.通信总线；6.胎面；7.缓冲层；8.帘布层；9.胎圈；10.芯片装置；11.RFID芯片；12.温度采集器；13.电阻传感器；14.数据储存器；15.压电薄膜传感器；16.电压转换模块；17.微控制器；18.储能器；19.胎压传感器；20.噪音传感器；21.加速度传感器。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，还可以是通信；可以是直接相连，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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参考图1-图3，本申请的实施例公开了一种内含检测芯片的消防车轮胎1，包括胎面6、缓冲层7、帘布层8、胎圈9和芯片装置10；胎面6和缓冲层7之间封装芯片装置10，帘布层8设置在缓冲层7和胎圈9之间；芯片装置10包括数据传输组件、供电组件和通信组件，数据传输组件、供电组件和通信组件之间电连接。

本申请的消防车轮胎1在胎面6和缓冲层7之间封装芯片装置10，能够及时获知消防车轮胎1的温度、胎压、电阻等参数，从而判断消防车轮胎1是否处于安全行驶的状态，以提醒消防员及时根据轮胎的状态作相应的操作处理。

例如当消防车停留在火灾现场时，若是地面温度较高，地面的热量传递至消防车轮胎1上，从而引起消防车轮胎1温度、胎压及电阻的变化，芯片装置10会将实时的轮胎温度、胎压和电阻等信息通过无线的形式传递给消防车的阅读器，阅读器通过应用软件能够读写芯片装置10中的信息，从而使得该信息呈现给消防员，消防员在看到信息之后可作出相应处理。

具体的，该芯片装置10在消防车轮胎1的制备中预先放置于胎胚中，并且能够随着胎胚的硫化一体成型为轮胎，该硫化过程不会造成芯片装置10的损坏与检测灵敏度。

作为一种实施方式，数据传输组件包括RFID芯片11、与RFID芯片11连接的温度采集器12、电阻传感器13和用于储存数据的数据储存器14，数据储存器14与温度采集器12和电阻传感器13电连接。

消防车实际使用中，消防车轮胎1会行驶至路面温度较高或者存在蔓延火的路面，上述行驶路况下，轮胎的温度会升高且会产生静电，因此通过温度采集器12和电阻传感器13向数据储存器14传输轮胎的实时温度值及实时电阻值。数据储存器14具有预存原始数据和阈值的功能，数据储存器14与阅读器连接之后，阅读器能够读取数据储存器14中的实时电阻值和实时温度值，因此数据储存器14储存的数据能够实时监测轮胎的变化，为轮胎的爆胎、着火或者电击提供安全预警，例如当检测到消防车轮胎1的温度或电阻即将大于阈值时，则可判断消防车不再适宜停留在该位置，消防员可将车辆行驶至安全位置再进行救援工作。

电阻传感器13采集到的数据一是能够代表消防车轮胎1实时的电阻数值和瞬时电阻变化率，判断消防车轮胎1在救援工作中是否存在静电积累情况，降低消防车轮胎1因静电累积发生火灾或电击的概率；二是随着消防车轮胎1的长期使用，轮胎的电阻率整体上是发生变化的，可将消防车轮胎1的电阻率与数据储存器14预存的原始出厂数据进行对比，判断轮胎的磨损程度，从而判断消防车轮胎1能否继续使用及统计计算消防车轮胎1还可使用的时长，以便于提醒消防员及时进行消防车轮胎1的更换。

作为一种实施方式，供电组件包括压电薄膜传感器15、电压转换模块16、微控制器17和储能器18；

压电薄膜传感器15与电压转换模块16电连接，电压转换模块16分别与储能器18和微控制器17电连接，储能器18用于储存压电薄膜传感器15产生的电荷，并向其余部件供电；微控制器17与温度采集器12、电阻传感器13和数据储存器14电连接。

具体的，温度采集器12和电阻传感器13与数据储存器14的连接方式可以采用现有技术中已有的方式，例如可以是无线连接，也可以是通过电连接，优选电连接。并且上述芯片装置10的供电方式为在轮胎内设置压电薄膜传感器15，通过压电薄膜传感器15的形变产生电荷，通过上述不同的方式，能够实现本申请芯片装置10的正常运行，从而实现对消防车轮胎1的安全监测，提高消防车在使用过程中的安全性。

优选的，温度采集器12为阻抗随温度变化的测温材料，RFID芯片11与温度采集器12之间通过调谐电路连接，以根据阻抗变化的修正值得到当前轮胎的温度值。RFID芯片11能够根据需要选择特定频段电子标签，温度采集器12与RFID芯片11的连接下，能够根据RFID芯片11的阻抗值修正得到轮胎当前的温度值，提高对轮胎温度的检测精度。并且上述设置下，温度采集器12采集到的数据传输至数据储存器14，阅读器读取数据储存器14的数据，并经过应用软件处理之后可计算得知消防车轮胎1的瞬时温度升温速度和瞬时导热速率，当瞬时数据超过一定值，即使实时轮胎温度还未高于阈值，仍为消防员进行报警，以便留出足够的时间进行救援调整。

同理，电阻传感器13采集到的数据传输至数据储存器14后，阅读器和应用软件处理数据储存器14的数据，以得到瞬时电阻变化率，以判断消防车轮胎1内部的电阻发展趋势及轮胎内部的静电积累情况，从而根据该实时电阻数据及瞬时电阻变化率，综合性进行消防车轮胎1的评估，以尽早提醒消防员进行相应处理。

作为一种实施方式，数据传输组件还包括胎压传感器19、噪音传感器20和加速度传感器21，胎压传感器19、噪音传感器20和加速度传感器21均与数据储存器14电连接。通过上述设置能够及时获知消防车轮胎1的胎压数值、噪音数值和加速度数值，增加对消防车轮胎1安全性的判断依据。

作为一种实施方式，通信组件包括静电采集器2、第一静电感应片3、第二静电感应片4和通信总线5；第一静电感应片3和第二静电感应片4均通过通信总线5与静电采集器2电连接，静电采集器2与数据储存器14电连接。

具体地，胎面6包括胎冠、胎侧和胎肩，对应胎冠位置处的缓冲层7内设置有第一静电感应片3，对应胎侧位置处的缓冲层7和帘布层8之间设置有第二静电感应片4。

该第一静电感应片3和第二静电感应片4能够检测消防车轮胎1的模拟量信号，并将该信号通过信号放大器和数据处理器传输至数静电采集器2，从而获知消防车轮胎1不同位置处的静电积累情况，与电阻传感器13相配合获得消防车轮胎1实时的导电情况，当阅读器接收到静电采集器2传输的静电数值超出阈值时，阅读器同样读取电阻传感器13传输的实时电阻值和瞬时电阻变化率，综合判断之后若发现超标，则会向消防员发出预警，提醒其进行安全的静电处理操作。

作为一种优选的实施方式，上述第一静电感应片3和第二静电感应片4可以设置为若干个，并均匀分布在轮胎的周向。图1以第一静电感应片3和第二静电感应片4举例说明，可以在轮胎胎冠的对应位置处设置四个第一静电感应片3，在胎侧的对应位置处且在第一静电感应片3的两边均设置一个第二静电感应片4，第一静电感应片3和第二静电感应片4之间通过通信总线5连接，因此图1中的第一静电感应片3和第二静电感应片4通过通信总线5形成一个闭环的设计，实现对消防车轮胎1周向静电的数据检测。上述多个分布的第一静电感应片3和第二静电感应片4能够在一个受损的情况下不影响其余的正常工作，进而延长对消防车轮胎1的检测时间并且多个之间采集的数据还可相互对比，增加对消防车轮胎1检测的精确性。

作为一种具体的实施方式，第一静电感应片3分布在最外的两层缓冲层7之间，第二静电感应片4设置在缓冲层7和帘布层8之间，并贴着帘布层8设置，在上述消防车轮胎1成型的过程中，将第一静电感应片3和第二静电感应片4安装于相应位置即可。

具体的，芯片装置10可以根据需要安装在轮胎周向的任意位置，具体为本领域技术人员所熟知，例如芯片装置10安装在胎侧的对应位置处，芯片装置10被胎侧位置的胎面6胶包裹，再例如芯片装置10安装在胎冠的对应位置处，芯片装置10为胎冠位置的胎面6胶包裹，并且还可以在胎侧和胎冠的对应位置均设置芯片装置10，以检测轮胎不同位置处的信息，并且阅读器和应用处理软件还可对不同位置处的轮胎信息进行对比处理，以综合进行判断，上述设置位置、阅读器及应用处理软件的处理均可采用现有技术中已有的方式，此处不再赘述。

作为一种实施方式，缓冲层7的材质为氯丁橡胶，厚度为5mm。

作为一种实施方式，帘布层8的材质为芳纶纤维，厚度为2mm。缓冲层7能带来较好的缓冲减震效果，帘布层8提供必要的机械强度和防穿刺效果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，包括胎面、缓冲层、帘布层、胎圈和芯片装置；

所述胎面和所述缓冲层之间封装所述芯片装置，所述帘布层设置在所述缓冲层和所述胎圈之间；

所述芯片装置包括数据传输组件、供电组件和通信组件，所述数据传输组件、所述供电组件和所述通信组件之间电连接。

2.根据权利要求1所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述数据传输组件包括RFID芯片、与RFID芯片连接的温度采集器、电阻传感器和用于储存数据的数据储存器，数据储存器与温度采集器和电阻传感器电连接。

3.根据权利要求2所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述供电组件包括压电薄膜传感器、电压转换模块、微控制器和储能器；

压电薄膜传感器与电压转换模块电连接，电压转换模块分别与储能器和微控制器电连接，储能器用于储存压电薄膜传感器产生的电荷，并向其余部件供电；微控制器与温度采集器、电阻传感器和数据储存器电连接。

4.根据权利要求2所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述数据传输组件还包括胎压传感器、噪音传感器和加速度传感器，胎压传感器、噪音传感器和加速度传感器均与数据储存器电连接。

5.根据权利要求2所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述通信组件包括静电采集器、第一静电感应片、第二静电感应片和通信总线；

第一静电感应片和第二静电感应片均通过通信总线与静电采集器电连接，静电采集器与数据储存器电连接。

6.根据权利要求5所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述胎面包括胎冠、胎侧和胎肩，对应胎冠位置处的缓冲层内设置有第一静电感应片，对应胎侧位置处的缓冲层和帘布层之间设置有第二静电感应片。

7.根据权利要求1所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述缓冲层的材质为氯丁橡胶，厚度为5-8mm。

8.根据权利要求1所述的内含检测芯片的消防车轮胎，其特征在于，所述帘布层的材质为芳纶纤维，厚度为2-3mm。