專利名稱：具有無線微米和納米傳感器系統(tǒng)的彈性體的制作方法
系統(tǒng)的彈性體 相關申請的交叉引用
本申,求享有2006年4月25日提交的美國臨時專利申請No.60/794，605 的優(yōu)先枕其中^Hf的內容結合^tMt為參考。
背景技術：
1. 鉢領域
本申請的示例性實施方式涉及具有-^式傳感器系統(tǒng)的舉l"生體。尤其涉及 一種兼具可^^則其物理和;^^性能的具有敘式傳感器的捧性體，并在下文中 將糾結合車輛輪胎進4彌述。然而，可以理解本申請的示例性實施方iC^ 用于其它類似應用，包括監(jiān)測雞舉I"生體(例如f沐受作用力的舉性體)的參 數。
2. 背景狄
舉f生體(例如空氣彈簧和車輛輪胎)在使用期間經常受到^ftM的內外 作用力。被粘彈I"生物質承受作用力后的結果可以通近顯度、熱量顯示出來，可 以通過熱量損失的有用功來測量。輪月斜皮設計成育^J^承受內夕卜作用力以M M負載和內壓的,范圍內產生的溫度。當舉性體經受的*超出這一#^ 范圍時，舉性體的性能就會斷氐。例如，在一些'M下，被不適當^U的車輛 輪胎可以包含能夠在使用期間(例如U周期性變形)使其承受iiJL剪切力的 組件。這些內力產生熱量，這些熱量^f吏輪胎內部溫JLh升。過熱輪胎的組件 可以最終毀壞和改變輪胎的性能。沒有充氣到工作糾所需壓力的輪胎也可能 產生過熱現象，并可能最終遭受與熱量相關的磨損，這些磨損可以斷氐它們的 運行壽命。在車輛致力于^W亍工作任務，例如在iM廣作業(yè)中的拉^Ml在公路上 i^l貨物的某些情況下，斷^^胎壽命的沖擊力能夠對其工作任務產生不利影 響，iiAi產能力的損失和t^絲的增高。
當今車輛還包括主動控制式懸架和制動系統(tǒng)。這些系統(tǒng)肯姚算或設定出有 關輪胎和路面之間關系的數據。車輛制造商期望一種能夠>^4^胎中獲得可測實 時技^lt據的系統(tǒng)，從而使這些數據可以用于主動控制車輛的運行。
6因此期望感測輪胎和輪胎組件經受到的Wt例如作用力(包括應力和應 變)、溫度、振動，以及其它可提供與輪胎狀態(tài)及其組件相關的有用信息的條件。

發(fā)明內容
本發(fā)明提l種傳感器系統(tǒng)，其借助iSU于舉性體內部或連接到舉l"生體 上的傳感器*1"生體獲得數據。這種傳感器系統(tǒng)通iiiL線通ifi^得數據。所述
傳感器為孩沐域納綠的傳感器，它們足夠小以便能夠^A舉性體內部。這
種傳感器可以與舉l"生^t辦合配置以使其足夠小，從而能夠避免成為彈f生體 材料的阻塞物。
在一種結構中，本發(fā)明提供了一種舉性體，其具有至少一個或者多^A 陣f生體內部的傳感器。這錯感器或這些傳感器在尺寸上為孩沐城者納綠 的傳感器。至少多^"感器^J1置成能夠向讀取器提供無線信號，從而提供所 耕性體的物理性能數據或者技術糾數據。在一種結構中，在所絲f生體組
件的整個材料中^A多個傳感器。另一種結構中，輛成萍l"生體的傳感器層 中提，感器。在一種進一步的結構中，^JU^A舉f生體的材料內部的多^Ht 感器串列。
在另一種結構中，本發(fā)明提供了一種輪胎，其具有多^N^A輪胎內部的傳 感器。輪胎可以是實心輪胎、充^^胎，或者免充^^胎。這些傳感器在尺寸 上為賴沐級和納米級傳感器。至少多*感器凈處己置成能夠向讀取器提供無線 信號，從而提供所述輪胎的物理性能數據或者才^(C糾數據。在一種結構中， 在所述輪胎組件的整個材料中^A多個降感器。另一種結構中，^J^^胎 的傳感器層中提皿感器。在一種進一步的結構中，iM!^A輪胎組件內部或 者作為輪胎組fr"-^分的多*感器串列。
在一種進一步的結構中，本發(fā)明提^""種具有多傳感器的灃性體，所述 多個傳感器配置斜艮梧所達到的閾值改變它們的結構。在一種實施方式中，所 述闊^4于溫度的。其它閾值包括應力、應變和振動。讀取器被編程以尋找 在改變傳感器結構方面的改變。對傳感器結構的示例性改變包括傳感器激勵、 去激勵、^傳,率，或者改變在兩次傳輸之間的時間。 一種所*性體的 示例性實施方iUJ^胎，尤其a^^胎。
本發(fā)明的另一種結構提供了一種電路，該電路^f生體自身產生的能量中 為傳感器"R供電能。


圖1為示例出才娥本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)的框圖。
圖1A為具有主動懸架系統(tǒng)的車輛的視圖，該主動懸架系統(tǒng)包括本發(fā)明的監(jiān) 測系統(tǒng)以向懸架系鍵^^^L據。
圖2為輪胎的部M大斷面圖，該輪胎具有多個"i^在帶A^端部上的傳 感器。
圖3為輪胎的一^分的放大斷面圖，該輪胎具有多^NfeA示例'^^胎組件 材料中的傳感器。
圖4為輪胎的一^分的放大斷面圖，該輪胎具有iM在內襯和胎體簾布層 之間的傳感器層。
圖5為輪胎的~~^分的放大斷面圖，該輪胎具有i^在臉沐簾布層和帶束 層組件之間的傳感器層。
在本說明書中，相同的附圖#^#引同樣的部件。附圖僅做示奮^il圖解 性的說明。附圖不允許被測量，以及選擇用于附圖的剖面線也并不表示對材料 的限制。
務沐實施方式
參見圖1,用于輪胎102的遙控式傳感系Mit常用100 ;^4示。傳感系統(tǒng) 100包括一個或多個附著于和/或^v輪胎102的無線傳感器104，用于感測^ *，包括但不限于溫度、壓力、氣壓、應力、應變、振動、化學作用，以及 其它錄。傳感系統(tǒng)100獲得有用的數據，用于監(jiān)測輪胎性f說者特性，包括 妙限于胎面磨損、輪胎^、輪胎溫度和側壁撓曲。輪胎102中的不一致性 還可以得到監(jiān)測和/il^現，例如膨脹、刺穿、纖維或簾線斷裂。其它不，'J性 也可以以這樣的方式確定，例如由于不規(guī)則胎面^C^者接地印痕變化引起的 車輛懸架異常。
盡管此處描述的實施例是以充氣車輛輪胎為參照，也應該能夠理解其它輪 胎(例如免充氣和實心輪胎)以及其它舉性體(包括空氣彈簧、傳送帶、護頂 材料，體育用品等等)也可以M具有類似結構和^f亍過程的傳感系統(tǒng)進行監(jiān) 測。
無線傳感器104向數據收^^置106提供感測數據，數據收M置亦稱讀 取器或者數據獲取電路，^^ 于距離傳感器較狄。數據收錄置106可以安絲輪胎102之中或^Ji、車輛之中或^Ji，或者距離二者的狄比如在 測試站臺詔施上。無線傳感器104以電磁傳感^ft號的形式提^t據，這些信 號可以被數據收^^置106以無線方式"^，由*化它們之間避免了對物^ 接的需要。在傳感器104和收絲置106之間的無^if信，由112所示，在將 傳感^"^^輪胎Ji^M感^A輪月^L內時提供了很大的通用性。
數據收g置106可以包括天線108，用于以電^l^的形i^收感測數 據，比如在下文中將以無線電波^iH為例進一步詳細描述。單個收H^il06， 或者多個收^^置可用于收集由無線傳感器104感測到的數據。也可以使用繼 電機構，其中繼電枳枸^性^t集數據，并向收g置106轉送數梧?？梢?使用多個繼電器。在一種結構中，繼電器可以設置在車輪中或靠近車^i殳置， 而收HJl置則由車輛M或iM在固定位置處。
數據處理器110可以與lt據收M置106連接，用于處理感測數據以合成 與^J^控輪胎的性肯沐關的信息。數據處理器110可以是計算裝置，包括^ET、 限于專用處理器、常規(guī)計^^幾(例如個人電腦或者膝上型電腦)，或其它已知的 電子設備，用于收集和處3^UL線傳感器中獲得的信號。 一個或更多的收^ 置106可以與一個或多個中^t3g^置110分開或iy^-^。
如果需要的話，數據收錄置106和數據處理器110可以iM4車輛^Ji 或之中，以提供感測數據并處理與輪胎或車輛有關的實時測定數據。另外地， 包4組些裝置106和110的試瞼臺可以用于^^胎測試期間提^i:據。
傳感器104可以是非^的，例如LCD傳感器、導電聚*傳感器，或者 生物^^傳感器。傳感器104 ii可以是m^^^^及管，其具有可以在低頻區(qū) 提^:據的優(yōu)點。低頻能夠使傳感器輸出穿過t享的介質，并ilit種傳感器類 型可^A更大范圍的輪胎材料中，例:HiUl^的^A輪胎內部，同時仍然能 夠提供可以被i^呈監(jiān)測的可用數據。無線傳感器104還可以為艦識別(RF1D) 裝置，其向一個或更多相匹配的收a置提供它們的感測數據。這種RFID裝 置可以以足夠小的尺寸制造，從而負&夠大量的結合到輪胎102中。由此大量的 RFID裝置可以祐結合到胎體中以提供來自輪胎大面積的反饋。
當傳感器104被^A材料或組件中時，每個降感器104均足夠小從而i^L 成為^A位置的阻塞物。阻塞物是指^Mff生體中的雜質，其不具有與周圍彈 性體類似的物理性能。阻塞物常絲舉性^^有不期望的特性。才娥傳感器性能和圍繞傳感器的材樸f生能，傳感器104可以是以孩M^納米測量的，以狄 成為阻塞物。在一個實施例中，每^#感器都不大于20孩沐。4娥傳感器的布 置位置，單獨傳感器的其它尺寸可以M十到幾百平方毫米，降至類似于炎繁、 的較小尺寸，甚至降^^微鏡可見的更小尺寸范圍。
無線傳感器104可以不僅包括傳感器104的"識別，，或者"確認"功能，也可 以具有通用的已知RFD)標識功能。無線傳感器104還可以對iiN^顯度、壓力、 氣壓、應力、應變、振動、化學作用以及其它參數進行采樣和/或測量。這些數 據可以由數據收^^置106和數據處理器110 ^^J以生成與月^W關的信息。 當數據得到實時獲取時，生成的信息可以用作車輛懸架控制器反饋回路的-^ 分。圖1A示出了具有主動懸架的車輛。懸架控制接4棘自讀取器106或處理器 UO的信息或數據，并輛這些信息作為懸架控制計算的,分。這些數^ff 息可以被過時l&存以形威^^胎歷史記錄。輪胎歷史信息可以用以修正;^JM^胎 的設計。
無線傳感器104可以是無源傳感器，不包括電源和有源發(fā)射器。無源傳感 器104可以與數據收#^置感應聯(lián)接。傳感器104可以包括一個或多*導元 件114 ，從而形成一個或多個天線以便接4M收H^置天線108發(fā)射的電磁波。 這種,轉^可以提供給電^i殳備的電力，電子設備形成使傳感器能夠感測 必需的數據并將M送回收^^置106的傳感器。
無源傳感器104還可以通it^向Wt聯(lián)接器與數據收ll^置106聯(lián)接，反 向散射聯(lián)接器利用從傳感器M，也即,i^A真空的能量。這些能量中的一 小部分被收ll^置的天線108接收，并可以使用定向井繊^^以及傳il^數 據收^置的接收輸入部，其中A^108從傳感器104沿"向后方向"傳播。
傳感器104還可以由其它能量源(包括那些由輪胎本身產生的能量)提供 電力。該系統(tǒng)可以包括電路，該電路利用由輪胎、其安^i且件，或者其它相關 部件產生的能量中排出的能量轉換成電力，以向一個或多傳感器提供電力可 以使用例如壓力電路，或其它已知的從西門子技^MS司或日M工林式會社 (Seiko)獲得的能量掃氣式電路(scavenging circuit),例樹力電源，將從撓 曲側壁中獲得的能量轉化為電能，從而為傳感器提供電力。這種能量排出或獲 ^^J^糾給EnOcean有PIU^司的專利7^HfiL^中已經/JHf。這種電能也可 以對帶有傳感器104的發(fā)射電i^電，傳感器用于將由傳感器獲得的感測信號傳送回數據收^置106。
系統(tǒng)100可以使用由收H^置106確定的載頻。不同的,可以用于"R供 傳感器104之間的區(qū)別，或者傳感器的不同類別，從而每個艦可以同時提供 數據。相A她，糾已知的調制技術也可以用來使這種同時數據收絲為可能。 無線傳感器104還可以是包括^電源的主動傳感器。
用于將感測信息發(fā)處收#^置106的頻帶t/l可以是例如在千赫茲至百 千赫茲之間的4 、在兆赫茲范圍內的高頻、在百兆赫茲范圍內的超高頻，以 ;M^千兆赫茲范圍內的微》，率。超寬帶通ifW支術可以用于從傳感器104向讀 取器106發(fā)送數據。
傳感器104可以用于通過使用廣泛分布于輪胎、輪胎組件或輪胎相鄰特定 位置中的多傳感器監(jiān)控輪胎的物理結構。傳感器104也可以被傳感器層以特 定設置或隨機的方i^載。因此，傳感器可以形成陣列或者傳感器網。傳感器 陣列可以是二維陣列(1傳感器厚度具有^1和^！)或者三維陣列(多傳感器
厚度具有"M^和寬度)。網或陣列可以具有曲線結構以匹酉e^胎組件。傳感器層
可以由在萍性體或者塑料絲上使用導電油墨的印刷技術形成，舉f生體或者塑 料M可以在輪胎成型工藝中結合到輪胎中。此外，獨立或相關傳感器的整個 電路可以被印刷在這種^Jl。另夕卜，導電聚#可以用輛成這些電路，或
天線結構，或輪胎內部的傳感元件。傳感器層的實施例圖示于圖4和5中。該 層可以是連續(xù)的或者獨立片的結合。該層可以形成有多個開口，這些開口允許
相鄰材料穿it^fctb^觸。層的每個表面可以帶有紋^il者呈曲面輪廓。WS 帶M中圍繞輪胎徑向或周向設i傳感器。徑向u形剖面對監(jiān)控輪胎胎壁而言
會是有利的。帶M可以詔！于在輪胎相鄰區(qū)域中，也即期望監(jiān)控的區(qū)域，例
如帶;^#144。
通iW無線傳感器^JJM羊，從而獲得從每^"感器發(fā)出的感測信號的相 對強度，可以建立輪胎結構的位置圖。^^胎^vf^l]時，該圖可以用來與輪 胎生成和J^的初始圖相tbH初始圖可以才WiU在4y臺RFID芯片上的獨 有輪胎標識號而li存，或者與傳感器一^l&存。來自一個或多個位置圖區(qū)域的 信號強度變^il數據變化可以表示輪胎M位置的改變。這些變化可以包括在 輪胎空腔120內部或輪胎自身結構(例如在胎面、側壁、胎圈il^包部，或靠 a層部中)內部溫度的變化、應變的變化，以瓦壓力的變化。這些變化可以用于絲不同的組件在性育Lh的變化。當^M主動懸架系統(tǒng)時，這些變化用于 改變懸架的i殳置。
當^A輪胎組件材料中時，在組件制造工藝期間，傳感器可以凈ib^入材料 中。在一種實施方式中，在組件形成前混合的^一個步驟中掙降感器加入材 料中。然后這些傳感器在整個輪胎組件材料中形成隨才x^布，如圖3所示。裝 M傳感器的材料用于成型輪胎組件。在這些步驟中，--^分傳感器可以變成 無用的，但^該仍剩有足夠數量的傳感器##^行以提^:據。
圖3示出了兩個示例性的結構，其中多#感器104 "^臺體簾線層146 的材#增強簾線層142的材料中。傳感器104可以由層152承載，或與層152 "H^形成，或印刷于層152上，也可以夾在兩個或更多輪胎組件之間，如圖4 和5所示。層152是撓'1±#料層，其承載多個傳感器104。層152可以是^M臺圏 到胎圏連續(xù)的，或者可以^1^^胎102的賦區(qū)域內(例如錄帶;M" 142 和簾布層146之間)。層152的尺寸和位置#^ ^控輪胎的技術^#^擇的。 層152可以是在輪胎102周iiil;續(xù)的，或者可以^口在補片上。層152也可以 形tt多錯孔(網孔)，從而使相々P^胎組件的材料可以直接通itil些開孑U4: 》b^觸以實現直接連接-例如^^胎彎曲期間直接舉m。在另一實施方式中， 層152的材料包括^5充化的(或生的)材料或者還可以與相々p^胎組件格接的 材料。
輪胎102的*區(qū)域可以受到傳感器104的監(jiān)控，所述區(qū)域可以為例如胎 面140、增強帶Ml42 (帶束層142""^包括反向偏置的簾^g，也f^^在這 些附圖中所示的層143)、帶束層端部144、胎體簾線層146、胎圏區(qū)148、內襯 層130，和側壁150等等。例如，應力和應變傳感器104可用于監(jiān)控輪胎胎壁 150或胎體簾線層146。在另一如圖2所示的實施例中，溫度傳感器104可以用 于監(jiān)控增強帶束罷142的端部144。在圖2中，傳感器104可以詔i在環(huán)形層中， 或者相鄰端部144布置的環(huán)狀螺紋中。在圖2中，傳感器104還可以^/v層142 端部中。當傳感器104詔！于側壁150中時，在側壁150中產生的功和/或能量 可以以這樣的方式受到監(jiān)控以便記^i^胎102的操怍歷史。數據處S^置110 可以4M這些數據以確定如^it些感測參lfc^過輪胎的伏^^^行^H牛，則向, 者提供這種指示。她的運行糾可以通錄可控^i殳備Jiit行同樣的輪胎 以建立從傳感器104中獲Wt據的可接受范圍來確定。這些可接受范圍可以由
12數據處棘置朋以監(jiān)控輪胎沐
輪胎的胎圈環(huán)和頂點填料容易干拔監(jiān)控裝置的無線電波發(fā)射，并由此將天
線108和114定位^離胎圏環(huán)和頂點:t^f從而^iL射盡可能強地穿it^胎側 壁。
因此當車輛移動時，輪胎102不僅要經受旋轉力，并且當輪月^^lfc5iyt或 不細'J表面時還要經受樹沖擊力，安絲輪胎上的傳感器應該以足夠強度和 足夠牢固的方式連接從而在經受所有這些作用力的同時能夠4^#傳感器相對于 輪胎的位置。 一種4fft感器固定到輪胎上的方法可以包括在輪胎胎體上固4橫 感器。例如，傳感器可以被固^(fe^胎內襯層中，其中-^|^4口 130所示。傳 感器104可以^lt^整個內襯層材料、^J臺體簾^^的材料、^t增強簾線 的材料、側壁材料或者胎邊芯中。其中兩個實施例示于圖3中。
傳感器104還可以提供簡單的確認信號，確認信號可以被^5則以便指示傳 感H^5然在輪胎之中或之上。例如，特定數量的傳感器104均勻地分布于整個 有鄉(xiāng)臺面厚度中。在本實施例中，大量傳感,到^^J，比如^H列子，10,000 個小傳感器均勻分布于整個胎面厚度中。在本實施例中傳感H4^是類似的， ^-個均給信號收^^置106 >|€供單獨的信號。信號收M置106可以用于計 ^f蟲立信號(但不包括它接收的類似信號)的數目，從而確定^A輪胎內部的 傳感器的數目，這可以用于確^臺面經受的磨損量。進一步地，保留在胎面中 的傳感器數目可以通過計算在那些部^/區(qū)域上的傳感器的數量而被集中在胎面 的特定^M試區(qū)域中。以這樣的方式，可以確^J臺面磨損。
盡管當在一個緊々P^胎組件或在輪胎組件內部或^A輪胎組件內的傳感器 層中使用多個傳感器時，這種結構將提供更全面的結果，但在下面的結構中， 輪胎可以具有單^感器。
在一個示斜性結構中，輪胎包括傳感器104，傳感器可以在閾值溫度下配置 成、^U力或去激勵。示例性閾值溫度可以是100攝氏溫度。在輪胎102的設置這 些具體傳感器104的區(qū)域中，閾值溫度設計成等于不期望的溫度或sM氐于不期 望溫度的值。具體的溫度^l負于輪月^殳計以及輪胎組件。當系統(tǒng)以it種方式配 置時，如果讀取器突然丟失(在去'^b^情況下)或獲取(在激勵情況下)魏 些傳感器104獲取的一^分確認信號時，這將表示在輪胎102具有傳感器104 的位置處已經達到閾值溫度。當傳感器104設置于與輪胎組件相鄰的層中時，
13系統(tǒng)#^指示在該構件的至少一個區(qū)域內已經&)〗的閾值溫度。然后，軟件可 以生錄當的指示(借助于網絡通i咸者向車輛^^J者、車輛擁有者、維修店，
或者向輪胎制造商指示)。 一個實施例是斜目鄰于加強帶;^端部設置多*感 器。這些傳感器配置成當閾值溫度e^f氐于在輪胎損壞^間經受的溫度時停iL^ ^H言號(或確認指示)。如果ii^了閾值溫度并且傳感器停ibtiH響應，那么車 輛^^1者就^€到要更換輪胎或維#^胎的警示。
在另一種結構中，當在受到限定的可接受范圍內的振動船ij時，傳感器可 以配置M送一個信號(或者可讀信號或缺失信號)。如果傳感器一直經受的振 動則'J在這個范圍O，它們發(fā)送不同的信號(不同類型的可讀信號，例如一 個不同頻率的信號，它們打開或者它們關閉)以指示在臉沐中振動級別的變化。
在另一種結構中，在正常的輪月^K^顯度下，傳感器104適于以一個頻率 (或頻段)發(fā)送。當傳感器感受到的溫度下降到上述范圍O卜時，傳感器以不同 頻率發(fā)送，指示胎^(^顯度的變^:。
傳感器104也可以以細，件或繩形構件的形式提供，其可以凈綠合到其 中一個簾線層，或一個或多個胎體簾線或一個或多個加強簾線中。繩形傳感器 構件可以代替或作為其中一個簾線，可以詔！在簾線之間，或可以結合到一個 簾線束中(比如在巻繞簾線中)。這種繩形傳感器可以包括多個端到端設置的傳 感器或沿著承載構件間隔設置的傳感器。例如，繩形傳感器或多W感器可以 ^M臺圈到胎圈iM在胎體簾線中，繼電裝置^A^臺圏:t耕中。感測數據^^皮傳 iHJi迷電裝置中以便向輪胎"卜發(fā)送。另一實施例在簾線端部144處iti在多 個圓環(huán)形的傳感器中。
本i^斤描述的示例性實施方式已經參照優(yōu)選實施方式進行了描述。顯然， 才^#對前述詳細說明部分的閱讀和理解，也^ii行其他方式的修正和改變?？?br> 以理解，示例性實施方i^皮認為包括所有這些修正和改變，它們落在所附由UH 要^il其等同實施方案的范圍內。
權利要求
1、一種從彈性體中獲得數據的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有主體的彈性體；至少一個傳感器，其由彈性體承載；所述傳感器是不大于微米級的傳感器；數據收集裝置，其以無線方式與傳感器通訊聯(lián)接從而從所述傳感器獲取數據；以及數據處理器，其與所述數據收集裝置通訊聯(lián)接，以便處理從所述傳感器獲取的數據以監(jiān)控所述彈性體。
2、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中至少一個所述傳感器;Ut源傳感器、硅 基傳感器，和非> ^4傳感器中的一種。
3、 如WJ要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括由i^^一^Ji的導 電油墨限定的電路；所iils^Ai體的一部分。
4、 ^fW虔求1所述的系統(tǒng),其中所述傳感器包括具有導電聚楊的電路。
5、 #^*^要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器為LCD傳感器、導電聚 #傳感器、生物聚*傳感器和聚^^^1管的其中之一。
6、 如W'J要求i所述的系統(tǒng)，其中所姚性體的月^M"有多傳感器；所述多^感器構造成陣列的形式。
7、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器由捧I"生體產生的能量提供電力。
8、 如W'J要求1的系統(tǒng)，進一步包括與至少一^#感器連接的電路，用于為所述傳感^^供電力，其中所述電賄出由舉f生體產生的能量，用于向所述 傳感^^供電力。
9、 如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述電路為至少一個壓電電路和動能電源。
10、 H又利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器為4tiB^ (RFID)傳感器。
11、 ^^U'j^求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感^A捧1"生體的主體；所述 傳感器足夠小以敏在舉性體主體內形成阻塞。
12、 :H又利要求ll所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器為不大于納^M5L的傳感器。
13、 ##權利要求1的系統(tǒng)，其中所述傳感器感測溫度、側壁撓曲、壓力、 應力和應變中的至少其中之一。
14、 HWJ要求1的系統(tǒng)，其中所iii^生體為輪胎、充^i^胎、空氣彈簧 和護頂元件的其中之一。
15、 一種用于J^控2^胎的系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括 車輪，^"有4^fp輪胎；至少一^感器，其由車i^載；所述傳感器適于提供有關至少一種輪胎 技術糾的數掩數據收i^置，其以無線方式與傳感器通in^接以便從傳感器獲得數悟； 數據處理器，其與數據收M^置通iK^接，用于處S^傳感器獲得的數據； 以及與至少一個傳感器連接的電路；所述電路為傳感器提供電力；所述電路利 用由輪胎產生的能量向至少一*感器提供電力。
16、 如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中至少一個所述傳感器為射頻識別 (RFID)傳感器。
17、 一種用于監(jiān)控輪胎的方法，使用至少一個傳感器，所述方法包括以下 步驟；使用由輪胎產生的能量為傳感^1供電力； 借助所述傳感器獲得感測數據；以及 以無線方式向數據收g置提供感測數悟。
18、 一種充^^胎，其包括 一對胎圏環(huán)；在所^臺圈環(huán)之間延伸的臉水簾線層； i5X t所i^臺體簾^^之內的內襯層； iO^所^臺體簾^^^卜的帶;^; iU在所i^沐簾線層^t的一對側壁；以及傳感器層，其包括多W感器；多^感器中的至少一^^it于提供與輪 胎凈支^4H牛相關的lt據。
19、 NX^要求18所述的輪胎，其中所述傳感器^A^斤^沐簾線層內部。
20、 如^U'J要求18所述的輪胎，其中所述傳感器層在所i^臺體簾線層和所 述內襯層之間、與所iiJ臺體簾線^li^iU。
21、 HsU'J要求18所述的輪胎，其中所述傳感器層在所^臺體簾^和所 述側壁之間、與所i^臺體簾線^P^iM。
22、 如權利要求18所述的輪胎，其中所述傳感器層在所i^沐簾線層和所 述帶^之間、與所iil臺體簾線^p^iM。
23、 ^5U'虔求18所述的輪胎,其中所述傳感器層^1_在所述帶^^^卜。
24、 如權利要求18所述的輪胎，其中所述帶;^具有一對端部；所述傳感 器層與所述帶jM:端部的其中之一々P^iO:。
25、 :MWJ要求18所述的輪胎，其中所述傳感器內襯^A^斤述內襯層內部。
26、 H5U'要求18的輪胎，其中所述傳感器適于提供與至少一個輪胎物理 棒l"封目關的數據，包插顯度、應力、應變、剪切力、振動或化學作用。
27、 如45U'j要求18所述的輪胎，其中多個所述傳感器適于提供確認信號。
28、 ^5UN要求27所述的輪胎，其中所述傳感器層中的"-^分傳感器配置 絲閾值溫度下去綱。
29、 H5U'J要求28所述的輪胎，其中所述閾值溫度低于損壞4^胎的溫度。
30、 WW漆求28所述的輪胎，其中所述傳感器層中的-"^^"感器配置 絲閾值溫度下W力。
31、 HW漆求30所述的輪胎，其中所述闊值溫度低于損壞>2^胎的溫度。
32、 如;M'J要求18所述的輪胎，其中所述傳感器印刷于一M上。
33、 MWJ要求18所述的輪胎，其中所述傳感器層包括由撓^J^Mc^的 多*感器。
34、 如權利要求18所述的輪胎，其中所述傳感器由納^Ml者孩OM^的顆粒 或功能化W或大^"纟iL^， ^H殳計^^送與至少一個物理性能或者4^l^t 有關的數據。
35、 一種充^^胎，其包括 一對胎圏環(huán)；在所i^臺圏環(huán)之間延伸的胎體簾線層；所i^臺體簾線層具有多個胎體簾線，所iy臺體簾^R&Al臺體簾線層材料中；iM在所^臺體簾^^之內的內襯層； iU在所i^^簾^^^卜的帶^g; 所述帶M具有多個簾線，所述簾賴皮^A帶M材料中； 一對iM在所^臺體簾線層"卜的側壁； 所述側壁由側壁材料制造而成；以及多*感器，其^A^斤^臺體簾線層材料、帶M材橋側壁材料中的至 少之一中。
36、 ^^F'J要求35所述的輪胎，其中所述傳感器隨機設置于材料中。
37、 如^F'漆求35所述的輪胎，其中所述傳感器適于提供關于至少一種輪 胎特性的數據。
38、 ^^U'要求35所述的輪胎，其中所述傳感^(5Ut于提供確認指示。
39、 如^U'J要求35所述的輪胎，其中一^分所述傳感器配置成在閾值溫度 下去激勵；所述閾值溫度小于使傳感H^A處的材料損壞的溫度。
40、 如4WJ要求35所述的輪胎，其中-~^分所述傳感器配置成當溫度接近 于敘內傳感器處的材M受損壞的溫度時激活。
41、 如權利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器為RF型傳感器、RFID型 傳感器、LCD傳感器、導電聚賴傳感器、生物聚^傳感器和聚賴^l管 的其中之一。
42. J^WJ要求35所述的輪胎，其中所述傳感器由納絲者孩MU l的顆iMsl 功能化^"或大^^A, ^H殳計M送與至少一個物理性育說者技^lt有 關的數悟。
全文摘要
一種傳感器系統(tǒng)，用于從包括至少一個無線傳感器的彈性體獲取數據。傳感器是長度級從納米至微米級范圍內的裝置，也就是說足夠小以避免成為彈性體內部的阻塞物。彈性體可以包括嵌入彈性體材料之一內部的傳感器、構建至彈性體中的傳感器層，和設置在彈性體組件中或嵌入組件內部的繩型傳感器。傳感器可以配置成提供與溫度、壓力、側壁撓曲、應力、應變及其它參數之中的一個或多個有關的數據。傳感器可以是LCD傳感器，和/或導電聚合物傳感器，和/或生物聚合物傳感器和/或聚合物二極管，用于感測在輪胎運行期間的數據。使用由輪胎產生的能量的電力電路可以為傳感器提供電力。
文檔編號B60C23/04GK101460321SQ200780014694
公開日2009年6月17日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者F·梅拉特, J·倫塞爾, P·威爾遜 申請人:普利斯通及風馳通北美輪胎有限責任公司