圖9中1為上 PCB基板，2為下PCB基板，3為驅(qū)動電極，4為感應電極。極板距屯二0. 1mm，上下基板內(nèi)側(cè) 空間除銅錐電極外，均為用失蠟鑄造法充填的PDMS(聚二甲基硅氧烷）超彈絕緣介質(zhì)。其 機械和物理特性參數(shù)為楊氏模量E= 6. 2MPa，而其抗剪彈性模量為G= 4.IMPa，介質(zhì)極化 時相對介電常數(shù)eY= 2. 5。由于介質(zhì)的E和G遠小于銅的彈性模量E銅二103GPa。故電 容器內(nèi)部介質(zhì)在應力狀態(tài)下的變形遠大于極板的變形。
[0094] 妨電極引線設(shè)計
[0095] 無論是驅(qū)動電極或感應電極都需備有引出線，考慮各個驅(qū)動電極在信號電平上都 是接地的，故四組驅(qū)動電極只需共用同一個引出線。而四個第一條狀電容單元組和第二條 狀電容單元組的感應電極則需用各自獨立的引出線，于是整個電容組件共有至少5個管腳 從平面封裝的側(cè)面引出，四個感應電極是指X方向?qū)挾葹樵?。的感應電極和寬度為ka。的感 應電極，W及Y方向?qū)挾葹樵弧５母袘姌O和寬度為ka。的感應電極，W便整個組件頂部與底 部外表面能方便地與測量對象接觸。本發(fā)明在新材料和新工藝的支撐下，完成了一種新型 =維力敏感電容組合的設(shè)計，在10X10mm2的受力面上，無論是法向或切向，都可向介質(zhì)較 均勻的傳遞應力。文中四個單元電容呈兩對組合分布。在空間力與傳感器表面的接觸中外 力只有1個，電容響應卻有4個，整個電極板都對求化做出貢獻，同時將兩對電容組合組成 系統(tǒng)，又可獲得Fy和Fy的信息，從而完整描述一個S維力。運4個單元電容組合既要完成 其基本功能，又要互不干擾，運是靠巧妙的設(shè)計構(gòu)思才得W實現(xiàn)。
[0096] 為了更好的適用于生活和車胎檢測，胎壓傳感器中還可W安裝溫濕度傳感器等信 號監(jiān)測裝置，本發(fā)明提供的胎壓傳感器主要著重于壓力測量，提高壓力測量的精度。但是， 當車輪靜止或運動的時候，車輪的上下正對面是壓力最大點和最小點，受力不同，一個胎壓 傳感器5是不能及時精確的檢測出的，如果出現(xiàn)慢漏氣的情況，胎壓檢測需要一段時間才 能檢測出來，運樣就會給駕駛?cè)藛T帶來潛在的危險，所W，本發(fā)明為了提高胎壓檢測數(shù)據(jù)的 準確性，安裝了多個胎壓傳感器，優(yōu)選偶數(shù)個胎壓傳感器5,胎壓傳感器在輪輛上的示意圖 如圖10所示，胎壓傳感器均勻?qū)ΨQ安裝在輪輛6上，由綁帶7綁緊固定在輪輛6內(nèi)部，胎壓 傳感器5的數(shù)據(jù)匯集到氣口嘴天線處，經(jīng)過天線發(fā)送給控制器，由控制器處理分析數(shù)據(jù)。由 于輪輛6內(nèi)表面是光滑的，所W使用粘性摩擦綁帶7,綁帶7包括粘性帶8和粗糖帶9,粘性 帶8位于綁帶的中部，粗糖帶位于粘性帶8的兩側(cè)，胎壓傳感器安放在粘性帶8內(nèi)，通過粘 性帶8黏附胎壓傳感器在輪輛6上，粗糖帶9阻止了胎壓傳感器的運動，防止胎壓傳感器5 的運動，由于胎壓傳感器體積小，所W能夠保證固定在綁帶7內(nèi)，綁帶7的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 11所示。
[0097]輪輛6是固體硬度大的金屬，對信號傳遞有很強的干擾性，所W本發(fā)明中優(yōu)選將 信號傳遞天線安裝在氣口嘴處，增大信號傳遞性能。為了防止安裝拆換輪胎時，對胎壓檢測 裝置的天線的摩擦和誤傷，本發(fā)明中在胎壓傳感器5的端部設(shè)置了連接體10,方便氣口嘴 連接固定胎壓傳感器5的天線12,氣口嘴處的傳感器設(shè)有連接體10,其他傳感器不安裝在 氣口嘴處，不需要安裝連接體10,連接體10是可拆卸的安裝在胎壓傳感器5上，連接體10 上設(shè)有一個彈性結(jié)構(gòu)11，彈性結(jié)構(gòu)11上設(shè)有螺紋孔，通過螺紋孔將連接體10、傳感器5和 氣口嘴固定在一起，天線12固定在傳感器5上，通過天線12將信號傳遞出去，各個遠離氣 口嘴的胎壓傳感器也是具有傳遞信號的小天線的，只是連接氣口嘴的天線12是總天線接 收所有傳感器內(nèi)部天線的信號，和自身信號一起傳遞出去，天線12中設(shè)有信號接收頻道， 能夠接收遠離氣口嘴的傳感器5檢測數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到控制器，氣口嘴天線12的安裝結(jié)構(gòu)示意 圖如圖12所示。
[009引多個胎壓傳感器5由于均勻安放，所W對稱點的胎壓傳感器的數(shù)據(jù)理論上應該大 體相等，控制器從多個方向上分析胎壓測量數(shù)據(jù)：模擬出每個胎壓傳感器的檢測數(shù)據(jù)圖，比 較同一時間的所有胎壓檢測數(shù)據(jù)，比較對稱點處胎壓傳感器的數(shù)據(jù)，從多個方向分析數(shù)據(jù) 得出異常數(shù)據(jù)顯示警報信號到顯示器，提醒駕駛員警惕胎壓故障，及時處理?？刂破髦性O(shè)有 數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元、數(shù)據(jù)分析單元和異常數(shù)據(jù)單元，數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元進行統(tǒng)計每個胎壓傳感器的 檢測數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)進行分類，然后將分類后的數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)分析單元進行數(shù)據(jù)分析和相 互比較，從而找到異常數(shù)據(jù)存入異常數(shù)據(jù)單元，控制器根據(jù)異常數(shù)據(jù)發(fā)送警報信號。
[0099] 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改 進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā) 明的保護范圍應該W權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括控制器、天線 和多個胎壓傳感器，胎壓傳感器通過綁帶均勻?qū)ΨQ地捆綁在輪輞的內(nèi)表面，胎壓傳感器測 量到待采集數(shù)據(jù)后傳遞信號到天線，天線無線連接控制器，胎壓傳感器是三維力壓力傳感 器，傳感器包括控制單元、與控制單元分別連接的X方向電容單元組和Y方向電容單元組， 所述X方向電容單元組和Y方向電容單元組均包括電容單元模塊，所述電容單元模塊采用 由兩個以上的條狀電容單元組成的梳齒狀結(jié)構(gòu)，每個條狀電容單元包括上極板的驅(qū)動電極 和下極板的感應電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述電容 單元模塊包括由兩個以上寬度a。長度b。的條狀電容單元組成的第一條狀電容單元組和兩 個以上寬度ka。長度b。的條狀電容單元組成的第二條狀電容單元組。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述每個 條狀電容單元的驅(qū)動電極和感應電極寬度相同，驅(qū)動電極的長度大于感應電極長度，驅(qū)動 電極長度兩端分別預留左差位S左和右差位S右，b0驅(qū)=b0感+S右+ 5左，其中，b0驅(qū)為條狀 電容單元的驅(qū)動電極長度，為條狀電容單元的感應電極長度；所述差位，且 其中d。為條狀電容單元介質(zhì)厚度，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量，t_為最大應 力值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述梳齒 狀結(jié)構(gòu)包括20個以上條狀電容單元、與條狀電容單元一一對應連接的引線，相鄰兩條狀電 容單元之間設(shè)有電極間距a5;所述平行板面積3 = 1^。+2&5+1?1。)13。/2，其中』為條狀電容 單元數(shù)量，b。為條狀電容單元的長度，a。條狀電容單元的寬度。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述第一 條狀電容單元組和第二條狀電容單元組的條狀電容單元引線通過并聯(lián)方式或者獨立連接 到控制單元。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述條狀 電容單元的寬度％ = 其中，d。為介質(zhì)厚度，E為彈性介質(zhì)的楊氏模量，G為彈性介質(zhì)的 抗剪模量。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述第一 條狀電容單元組和第二條狀電容單元組與控制單元之間分別設(shè)有中間變換器，中間變換器 用于設(shè)置電壓對電容或頻率對電容的傳輸系數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述控制 器包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元、數(shù)據(jù)分析單元和異常數(shù)據(jù)單元，數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元進行統(tǒng)計每個胎壓傳 感器的檢測數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)進行分類，然后將分類后的數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)分析單元進行數(shù)據(jù)分 析和相互比較，從而找到異常數(shù)據(jù)存入異常數(shù)據(jù)單元，控制器根據(jù)異常數(shù)據(jù)發(fā)送警報信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述綁帶 是混合結(jié)構(gòu)，中間是粘性帶，兩側(cè)是粗糙帶，三維力壓力傳感器黏貼在粘性帶中。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，其特征在于，所述胎壓 檢測裝置還包括連接體，連接體可拆卸地連接在胎壓傳感器和輪胎上的氣門嘴中間，安放 天線的胎壓傳感器通過連體和輪胎氣門嘴固定在一起，其余胎壓傳感器安置在輪輞上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于三維壓力檢測的胎壓檢測裝置，屬于壓力技術(shù)監(jiān)測領(lǐng)域，裝置包括控制器、天線和多個胎壓傳感器，胎壓傳感器通過綁帶均勻?qū)ΨQ地捆綁在輪輞的內(nèi)表面，胎壓傳感器測量到待采集數(shù)據(jù)后傳遞信號到天線，天線無線連接控制器，胎壓傳感器是三維力壓力傳感器，傳感器包括控制單元、與控制單元分別連接的X方向電容單元組和Y方向電容單元組。本發(fā)明通過在輪輞上設(shè)置多個胎壓傳感器，實時監(jiān)測輪胎各點所受壓力，并對胎壓傳感器進行改進，提高壓力測量精度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中胎壓傳感器測量精度低，提高測量精度，對輪胎的各點進行同時測量，及時發(fā)現(xiàn)胎壓隱患。
【IPC分類】B60C23/04
【公開號】CN105015283
【申請?zhí)枴緾N201510460821
【發(fā)明人】王軍, 李小牛, 端黎明
【申請人】蕪湖科創(chuàng)生產(chǎn)力促進中心有限責任公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月28日