[发明专利]用于充气轮胎的球形监控装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及充气轮胎，并且特别涉及一种耐用封装，用于监控上述轮胎状况的无线传感器。

背景技术

当充气轮胎被安装并在车辆上使用时，人们通常希望监控气压轮胎内部的状况。例如，要监控的实例包括压力和温度。在不卸掉轮胎的情况下检查获知轮胎内部的情况时出现困难。此外，当轮胎正在旋转时，很难将测量装置应用于轮胎的阀杆。因此，已经开发出各种系统，以在轮胎上或在轮胎内提供无线传感器。

大型的非公路用车(例如矿石拖运卡车和轮式装载机)为提供合适的无线监控解决方案提出了额外的动机。此类车辆的轮胎更换成本通常是好几万美元，而早期发现轮胎的损坏对防止永久性损伤来说是必要的。此外，这些车辆在土路上行驶，在所述土路上损坏轮胎的岩石和其它碎石是常见的。

自动驾驶车辆对提供合适的无线监控解决方案提出了进一步的动机。此类特征的实例是用于采矿应用的自拖运卡车。本质上，不存在可在操作期间检测轮胎的问题的操作者。因此需要一种轮胎监控系统用来在轮胎缺气或损坏之后阻止车辆运行。

安装合适的监控装置到轮胎上或轮胎内公认是具有挑战的。在轮胎或轮辋的外部安装的监控装置受到碎石的撞击而受损。在轮胎或轮辋的内部安装的监控装置受到不同的环境挑战。这些环境挑战包括高压、高含氧量以及暴露于设计为增加轮胎性能的液体。此外，在轮胎内附接监控装置的方法存在挑战。一种解决方案是通过将监控装置连接到缠绕在轮辋周围的带状物来将监控装置附接到轮辋上。然而，一些车辆的轮辋不具有轮辋的凹进部分以建立用于带状物连接解决方案的空腔。因而，当轮胎安装在轮辋上时，监控装置会被轮胎缘从轮辋上撞下来。另一种解决方案是将监控装置附接到轮胎的内部。然而，众所周知，当轮胎接触到地面并支撑车辆时会挠曲。因此，轮胎的挠曲使得附接变得很困难。

Koch等人所有的US 6,082,192于2000年7月4日公开了一种解决方案。Koch等人公开了一种球形监控组件，所述球形监控组件插入轮胎和轮辋之间形成的气室内。所述组件的曲率足以使组件能够在轮胎内侧上滚动。然而，专利US 6,082,192并未提出将组件外部的温度变化传达给传感器。此外，专利US 6,082,192中所使用的传递胶不够坚固以承受预期的应用中可以预见的冲击、振动以及高g载荷。另外，呼吸管的使用限制了将环境条件传达给传感器并不便于附接至所述感测器。

Koch等人所有的US 6,543,277于2003年4月8日公开了一种球形监控组件，所述球形监控组件的比重小于1，从而其可浮在轮胎内所含液体上。专利US 6,543,277还公开了一种适于使传感器以预定配置定位的外部重块，即以便传感器入口暴露于空气中，而非暴露于液体。然而，出于至少两个原因，所述外部重块存在问题。首先，能够实现预定配置的外部质量块在漂浮时并不太适合于允许监控组件在不存在液体的情况下于轮胎内侧上滚动。由此引起的平衡不良将给监控组件带来不当冲击和振动，如同失衡的轮胎疾驰在道路上一般。其次，每当外部质量块接触到轮胎的内侧，外部重块将会导致监控组件跳离轮胎内侧。

发明内容

在本发明的一方面，公开了一种在充气轮胎内使用的监控装置。所述监控装置包括传感器单元、包围所述传感器单元的密封材料以及通过组合半球形半体所形成的球形壳体。球形壳体包括排气口及排气口防护装置，其中，球形壳体包围密封材料。

在本发明的另一方面，公开了一种用于监控充气轮胎内部的状况的系统。所述系统包括与接收器单元通信的车辆控制系统。接收器单元配置为与监控装置通信。所述监控装置包括传感器单元。所述传感器单元包括围绕所述传感器单元的密封材料，以及通过组合半球形半体所形成的球形壳体。所述球形壳体包括排气口及排气口防护装置，其中，所述球形壳体包围密封材料。

附图说明

图1示出在本发明中所描述的环境；

图2示出用于与本发明一起使用的系统的框图；

图3示出如本发明中所描述的装置；

图4示出如本发明中的替代方案所描述的装置；

图5示出如本发明中所描述的装置的附加视图；

图6示出如本发明中所描述的装置的附加视图；

图7示出如本发明中所描述的装置的附加视图；

图8示出如本发明中所描述的装置的一部分的视图；

具体实施方式