[发明专利]一维轮胎装置

说明书

技术领域

本发明主题涉及轮胎装置。特别而言，本发明主题涉及一种装置，该装置的长度和宽度尺寸涉及了与轮胎相关联的物理方面，所述装置可以安装到轮胎当中以提供轮胎装置的增强的耐久性。本发明主题还涉及这种轮胎装置或结构的使用，以获得被这种结构所支撑的设备的增强的操作和耐久度特征。

背景技术

电子设备与轮胎结构的结合已经被展示产生了多种实际优点。轮胎电子装置可以提供它们自己的电源，该电子装置的操作取决于与轮胎相关联的现象，并且还可以包括传感器和其它零件，以用于获取关于轮胎的各种物理参数的信息，例如温度、压力、轮胎转数、轮胎转速等等。这种信息可能在轮胎监测和警报系统中有用，并且甚至可以用于回馈系统，从而监测正确的轮胎压力级。

美国已公开的专利申请2003/0209063(Adamson et al.)(申请人为阿达姆松等人)涉及一种系统和方法，其用于利用压电纤维合成物而从转动的轮胎的机械能中产生电能。

美国已公开的专利申请2003/0056351(Wilkie et al.)(申请人为威尔克斯等人)涉及一种压电微纤维合成物驱动器和制造该驱动器的方法。

美国专利No.6,093,997(Zimnicki et al.)(申请人为齐姆尼克等人)涉及一种嵌合在电绝缘基板组件当中的压电共鸣器，该电绝缘基板组件例如是多层的印刷电路板。

美国专利No.5,747,916(Sugimoto et al.)(申请人为山本等人)涉及一种压电变压器单元，其将输入电压转变成输出电压，并且该压电变压器单元包括被高电能驱动的压电变压器元件。

所有上述的美国专利和公开的专利申请的公开内容在此完全并入到本申请当中，以用于引用的所有目的。尽管已经发展了压电发电器的各种实施方式，并且尽管已经实施了轮胎特征检测设备的各种组合，但是并未出现任何设计来大体上涵盖所有所需的特征，这些所需的特征将在下文中按照发明主题的技术来进行陈述。

发明内容

考虑到现有技术中遇到的和本发明主题所解决的公认的特征，已经提供了一种改进的可安装于轮胎的装置(tire mountable apparatus)和方法，其根据基于轮胎横向半径曲率单调变化的缺点，为轮胎补片和相关联的被支撑的设备和结构提供改进的耐久度。

在一个具体实施例当中，一种可安装于轮胎的装置，包括：基板，该基板具有第一表面和第二表面；以及一对端子/支撑元件，所述一对端子/支撑元件从所述第一表面延伸。所述第一表面具有长度L和宽度W，其中L＞2W，并且W＜对应于5°转动的沿着轮胎的内表面所对着的弧长，该5°转动是从充气到标称压力下的未加载轮胎的转动中心延伸到内表面的线进行测量的。所述一对端子元件从所述第一表面而在与所述长度L的方向上的线垂直的线上延伸，并且与该长度L的方向垂直的线确定了支撑轮胎的转动方向。

在具体实施例当中，所提供的弹性体补片具有被台面结构分隔的第一表面和第二表面，所述基板的所述第二表面粘结至所述弹性体补片的所述第一表面。在更加具体的实施例当中，所述台面结构具有高度H，其中0＜H≤5mm，并且L＞W＞H。

在另一个实施例当中，具有顶表面和底表面的压电材料层具有覆盖所述顶表面的第一导电层和覆盖所述底表面的第二导电层。所述压电层、所述第一和第二导电层、以及所述基板形成夹层结构，并且所述夹层结构固定至所述弹性体基板的第一表面。特别而言，在更加具体的实施例当中，所述基板是FR4，而所述压电材料是钛锆酸铅(PZT)。

在再一实施例当中，本发明主题可以对应于一种减少已安装于轮胎的组件中的应变的方法，包括：提供基板，该基板具有第一表面和第二表面，其中所述基板具有长度L和宽度W。更加具体而言，L大于2W，并且W小于对应于5°转动的沿着轮胎的内表面所对着的弧长，该5°转动是从充气到标称压力下的未加载轮胎的转动中心延伸到内表面的线中进行测量的。一对端子/支撑元件从所述第一表面延伸，并被定位在与所述长度L的方向上的线垂直的线上。将所述基板安装于轮胎当中，从而垂直于所述长度L的方向的线基本上排列在所述轮胎的转动方向上，从而所述已安装于轮胎的组件上的应变被有效地限制在一个方向。