一種智能輪胎的製作方法

2023-05-29 18:18:31 1

本發明涉及預警輪胎技術領域，具體為一種可對危險使用工況進行預警的智能輪胎。

背景技術：

輪胎是汽車行駛系統的重要組成部分，輪胎特性直接影響汽車行駛的安全性、平順性、舒適性和運輸效率等汽車性能。據國家交通部信息中心數據統計，輪胎爆胎、疲勞駕駛和超速行駛是造成高速公路交通事故的三個重要原因，其中輪胎爆胎由於輪胎壓力和溫度作用的複雜性和不可控制性而成為首要因素。輪胎故障引起的交通事故給社會造成了巨大的損失，如何防止輪胎爆胎已成為汽車電子技術領域的一項重要的研究課題。雖然目前已存在利用胎壓監控系統來對輪胎的氣壓/溫度進行監控，但是輪胎危險使用工況並不單純取決於輪胎氣壓/溫度，一般的胎壓監控難以及時對全部的危險工況予以預警。同時現有胎壓監控系統傳感器成本較高，限制了其應用範圍。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種智能輪胎，以解決上述背景技術中提出的現有的胎壓監控難以及時對全部的危險工況予以預警，且胎壓監控系統傳感器成本較高的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種智能輪胎，包含輪胎本體、胎面層、中性層、內襯層、片狀導電聚合物傳感器、微控制單元、rf單元、上位主機和rf電路，所述的輪胎本體從外到內依次設置有胎面層、中性層和內襯層，所述片狀導電聚合物傳感器粘附在冠中內襯層上，所述的片狀導電聚合物傳感器的一端通過rf單元與微控制單元連接，片狀導電聚合物傳感器的另一端通過rf電路與上位主機連接，所述的上位主機包含供電模塊、通訊埠、顯示屏、聲音報警器、按鍵攝入模塊和處理器，處理器與供電模塊電性連接，所述的處理器與顯示屏和聲音報警器控制連接，通訊埠與處理器相互連接，且所述的按鍵攝入模塊接入處理器。

優選的，所述的片狀導電聚合物傳感器採用膠水與內襯層粘結。

優選的，所述的片狀導電聚合物傳感器採用低溫低壓硫化方式與使內襯層凝結成一體。

優選的，所述的片狀導電聚合物傳感器具有正溫度效應及正拉力效應。

優選的，所述的片狀導電聚合物傳感器材質為導電橡膠。

優選的，所述的rf電路為半有源rfid。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該智能輪胎主要為危險使用工況進行預警而設計，可以利用冠部應變的幅值以及運行溫度，配合擬合函數綜合判斷輪胎狀態，還可以利用單一的導電聚合物傳感器同時獲應變的幅值以及運行溫度，能實現對輪胎的多種危險工況予以預警，並且此種片狀導電聚合物傳感器成本低，適合推廣。

附圖說明

圖1為本發明中片狀導電聚合物傳感器貼合位置的說明圖；

圖2是本發明的智能輪胎系統組成的原理圖；

圖3是輪胎滾動狀態冠部變形的結構示意圖；

圖4為輪胎滾動狀態冠部名義張力的示意圖。

圖中：1、輪胎本體,2、胎面層,3、中性層,4、內襯層,5、片狀導電聚合物傳感器,6、微控制單元,7、rf單元,8、上位主機,9、rf電路,8-1、供電模塊,8-2、通訊埠,8-3、顯示屏,8-4、聲音報警器,8-5、按鍵攝入模塊,8-6、處理器。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1-4，本發明提供一種技術方案：一種智能輪胎包含輪胎本體1、胎面層2、中性層3、內襯層4、片狀導電聚合物傳感器5、微控制單元6、rf單元7、上位主機8和rf電路9，所述的輪胎本體1從外到內依次設置有胎面層2、中性層3和內襯層4，所述的片狀導電聚合物傳感器5粘附在冠中內襯層4上，且所述的片狀導電聚合物傳感器5採用膠水與內襯層4粘結或採用低溫低壓硫化方式與使內襯層4凝結成一體，片狀導電聚合物傳感器5的一端通過rf單元7與微控制單元6連接，片狀導電聚合物傳感器5的另一端通過rf電路9與上位主機8連接，所述的rf電路9為半有源rfid，所述片狀導電聚合物傳感器5材質為導電橡膠，所述的片狀導電聚合物傳感器5具有正溫度效應，因其具有正溫度效應，即其阻抗會隨溫度升高而升高，以此可以獲取輪胎運行的溫度信號；同時由於片狀導電聚合物傳感器5具有開關溫度，即溫度超過其開關溫度時，片狀導電聚合物傳感器5的阻抗會急劇增加，以此可以獲得高溫報警信號，片狀導電聚合物傳感器5開關溫度應高於輪胎正常使用內溫，但不高於輪胎橡膠發生破壞時的內溫，所述片狀導電聚合物傳感器5具有正拉力效應，即其阻抗在拉伸狀態增高，壓縮狀態降低，由於輪胎冠部周向名義張力變化幅值在踏入/踏出位置達到最大，以此會引起狀導電聚合物傳感器5阻抗變化的最大幅值，所述的上位主機8包含供電模塊8-1、通訊埠8-2、顯示屏8-3、聲音報警器8-4、按鍵攝入模塊8-5和處理器8-6，處理器8-6與供電模塊8-1電性連接，所述的處理器8-6與顯示屏8-3和聲音報警器8-4控制連接，通訊埠8-2與處理器8-6雙向連接，且按鍵攝入模塊8-5接入處理器8-6。

工作原理：由於粘附在輪胎本體1冠中內襯層4上片狀導電聚合物傳感器5阻抗受到溫度、應變的影響，為了分離出溫度、應變信號由微控制單元6控制rf單元7對片狀導電聚合物傳感器5進行頻率掃描，然後通過主成因分析對片狀導電聚合物傳感器5阻抗變化進行分析，分離出溫度、應變引起的阻抗變化，得到溫度/應變信息，然後片狀導電聚合物傳感器5將溫度、應變數據通過rf電路傳輸給上位主機8，上位主機8將數據代入由通訊埠8-2導入的危險係數計算的擬合公式計算，得出輪胎運行的危險係數，當超過設定危險係數運行超過一定時間後，上位主機8通過顯示屏8-3以及聲音報警器8-4予以報警，此過程就是此智能輪胎的工作原理。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。