一种球形胎压传感装置及胎压监测系统的制作方法

本发明涉及交通工具轮胎监控系统领域，尤其指一种球形胎压传感装置及胎压监测系统。

背景技术：

轮胎压力监测系统(tpms)是对车辆的轮胎压力、温度等信息进行实时监测的安全装置。它利用安装在每一个轮胎里的传感器来直接测量轮胎的气压、温度和电池电量，当轮胎气压低于主机厂推荐的轮胎冷态压力的25％，或者低于法规中列出的压力的最小值时，tpms报警提醒司机。以此提高车辆高速行驶的安全性能，最大限度地减少高速公路上的爆胎事故。现有监测系统的传感装置一般安装在轮胎的气门嘴上，安装较为复杂。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种球形胎压传感装置及胎压监测系统，可以直接放置在轮胎中，不需安装动作，快捷方便。

本发明提供的技术方案如下：一种球形胎压传感装置，包括电源、传感器、电路板以及发射天线，进一步包括：球体，其中，

所述电源、传感器、电路板以及发射天线均固设在所述球体内，所述球体表面设置有与所述传感器导通的通气孔。

本技术方案，将传感装置的外形设置为球形可自由滚动，在其自身重力驱动下使其位置维持在轮胎内的最低点处附近，进而保证传感装置与轮胎的相对位置保持不变或者保持较小的变化幅度，测量状态更加稳定。

优选的，所述球体包括：

外球体，内部形成有容纳腔，以及，

内球体，为不倒翁式结构，且其径向尺寸小于所述容纳腔，所述内球体活动设置于所述容纳腔中，所述电源、传感器、电路板以及发射天线固设在所述内球体内部。

本技术方案，球体为套装的双球结构，内球体可在外球体内活动，且其为不倒翁结构，使得内球体的竖直方向上始终有一个恢复平衡状态的趋势，一直在平衡状态附近摆动，可使传感器电路板天线位置始终朝向一个固定方向。

优选的，所述内球体处于平衡状态时经过其重心的竖直线为平衡线。所述发射天线为圆环状，且圆环所在平面的垂线与所述平衡线平行。

本技术方案，当内球体在轮胎内部相对其平衡线转动时，还能保障天线发射角度不变，该发射角度应与监测系统中的接收器相适配，可以有效的提高信号强度和稳定性。

优选的，所述外球体与所述内球体之间排布有若干滚珠。

本技术方案，内球体通过滚动摩擦在外球体中滚动，可以减少内球体在外球体内活动的阻力，得以更快的恢复到平衡状态，可使得发射天线的朝向变化更小。

具体的，所述滚珠均匀固设在所述容纳腔的内表面形成球面。

具体的，所述内球体包括配重部和封装部，所述配重部的质量大于所述封装部，且所述配重部的体积小于所述封装部；其中，

所述电源、所述传感器、所述电路板以及所述发射天线被封装入所述封装部内。

具体的，所述球体被不经过球心的平面分隔为两部分，其中体积较大的部分为所述封装部，体积较小的部分为所述配重部。

本发明还公开一种胎压监测系统，适用于包括轮胎的移载工具，包括前述的球形胎压传感装置，所述球形胎压传感装置位于所述轮胎内。

本发明提供的一种球形胎压传感装置及胎压监测系统，能够带来以下至少一种有益效果：

1、将传感装置的外形设计为球形，在其自身重力驱动下使其位置维持在轮胎内的最低点处附近，进而保证传感装置与轮胎的相对位置保持不变或者保持较小的变化幅度，测量状态更加稳定。

2、球体为套装的双球结构，内球体可在外球体内活动，且其为不倒翁结构，使得内球体的竖直方向上一直在平衡状态附近摆动，并将内球体设计为与地面平行的圆环形，可以保证天线发射角度不变或保持较小的变化幅度，有效的提高信号强度和稳定性。

3、内球体通过滚动摩擦在外球体中滚动，可以减少内球体在外球体内活动的阻力，得以更快的恢复到平衡状态，可使得发射天线的朝向变化更小。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种球形胎压传感装置及胎压监测系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是球形胎压传感装置的平面结构示意图。

图2是球形胎压传感装置置于轮胎中工作状态示意图。

附图标号说明：100、球形胎压传感装置，101、电源，110、电路板，120、发射天线，130、传感器，200、外球体，210、通气孔，300、内球体，310、配重部，320、封装部，400、滚珠，500、轮胎，510、轮毂。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

实施例一

如图1所示，本发明公开一种球形胎压传感装置，包括电源101、传感器130、电路板110以及发射天线120以及球体。

电源101、传感器130、电路板110以及发射天线120均固设在球体内，传感器130连入电路板110的电路中，电源101与电路板110上的处理电路的电源输入端电连接以进行供电，发射天线120与电路板110上的处理电路输出端电连接以传输传感器130的测量信息，传感器130除有测量压力功能外，还可具备测量温度功能，球体表面设置有与传感器130导通的通气孔210以将轮胎中的环境与传感器130导通方便测量。

球形胎压传感装置的外形设置为可自由滚动的球形结构，可将其直接放置如轮胎中，如图2所示，球形胎压传感装置100位于轮胎500与轮毂510的空间中，在轮胎旋转过程中，在其自身重力驱动下使其位置可以通过滚动维持在轮胎内的最低点处附近，进而保证传感装置与轮胎的相对位置保持不变或者保持较小的变化幅度，测量状态更加稳定。

实施例二

在实施例一的基础上，如图1所示，球体包括外球体200和内球体300，外球体200为一空壳，内部形成有容纳腔，内球体300为不倒翁式结构，且其径向尺寸小于容纳腔，内球体300活动设置于容纳腔中，而电源101、传感器130、电路板110以及发射天线120均固设在内球体300内部。内球体300处于稳态时经过其重心的竖直线为平衡线，即内球体处于平衡状态时该平衡线是竖直指向地面的，为重力作用方向，也即在轮胎转动过程中，内球体300会一直维持平衡线竖直或者接近竖直的状态。这可以保证发射天线120的朝向不会发射较大的变化。进一步优选的，发射天线120为圆环状，且圆环所在平面的垂线与平衡线平行。则内球体300在轮胎内部相对其平衡线转动时，还能保障天线发射角度不变，该发射角度应与监测系统中的接收器相适配，可以有效的提高信号强度和稳定性。

示例性，内球体被不经过球心的平面分割为两部分，其中体积较大的部分为封装部320，体积较小的部分为配重部310，并且配重部310的质量大于封装部320，则内球体形成了一个不倒翁结构，重心位于图1中摆放状态下球心的下方，则在轮胎转动使球体发生扰动时，内球体300有恢复重心在最低位置的运动趋势，进而带动其上的发射天线至指定角度。类似的，在内球体中封装部320和配重部310可以不局限在被不经过球心的平面分割为两部分的划分方式，只需满足配重部310的质量大于封装部320，且配重部310的体积小于封装部320，就可以形成不倒翁结构，封装部320为塑封形成，在塑封过程中可将电源101、传感器130、电路板110以及发射天线120被封装于其内部。

实施例三

在实施例二的基础上，外球体200与内球体300之间排布有若干滚珠400。内球体300通过滚动摩擦在外球体200中滚动，可以减少内球体300在外球体200内活动的阻力，得以更快的恢复到平衡状态，可使得发射天线120的朝向变化更小。示例性的，滚珠400可均匀固设在容纳腔的内表面形成球面。

本发明还公开一种胎压监测系统，包括前述实施例一、二、三的球形胎压传感装置，球形胎压传感装置位于轮胎内，可以适用于包括轮胎的移载工具。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。