r>[0031]图3为植入匹配电路与相关器件的轮辐结构局部示意图；
[0032]图4为图3中A-A视向结构示意图；
[0033]图5a_图5f为该轮辐截面图，其示意性地表达了本实用新型实施例结构性电子结构设计及其实现方法；
[0034]图6a_图6d_2为轮胎橡胶电容式传感器截面图，其示意性地表达了基于橡胶衬底的电容式传感器实现方法；
[0035]图7a-图7b为贴附在轮胎内表面传感器截面图，其示意性地表达了挠性电路、电容式传感器及轮胎的组装过程。
[0036]图中:1.轮胎2.挠性电路3.电容式传感器4.未植入匹配电路及相关器件的轮辐结构5.植入匹配电路与相关器件的轮辐结构6.硅橡胶7.纳米银墨水导线8.各向同性导电胶9.电感10.绝缘层11.声表面波谐振器12.电容13.环氧树脂层14.轮辐基板15.橡胶衬底16.铜层17.光刻胶18.结构胶。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的阐述，但不是对本【实用新型内容】的限定。
[0038]如图1-4所示，一种基于结构电子的智能化轮胎胎压监测系统，包括绝缘层10、纳米银墨水导线7、各向同性导电胶8、匹配电容12、匹配电感9、声表面波谐振器11、具有缓冲减振功能的硅橡胶以及具有防水作用的环氧树脂。绝缘层10将各电子器件以及导线与金属轮辐衬底隔开，片式电感9与片式声表面波谐振器11以及片式电容12通过胶粘剂固定在预先开好的沟槽里，其引脚通过各向同性导电胶8与银墨水导线7相连，组成匹配电路并在电路上涂上一层具有缓冲减振功能的硅橡胶6以及具有防水作用的环氧树脂13，最终纳米银墨水导线7通过挠性电路2与轮胎I中的电容式传感器3相连。
[0039]电容式传感器3的材料为铜，采用光刻技术将其做在轮胎I的橡胶衬底15上，电容12可以在轮胎I这一复杂的环境内精确地测量轮胎胎压，橡胶衬底15与轮胎I材料相同，不会因为因材料的热膨胀系数不匹配而导致两者分离。
[0040]挠性电路2可弯曲或者折叠，不会因为轮胎I与轮毂的组装而受到破坏。
[0041]互连导线7为银墨水导线，采用喷墨印刷技术喷射出的导线不仅具有体积小、质量轻的优势，而且可以任意地在衬底上进行快速地布线。
[0042]导电胶8是一种具有一定流动性的溶剂，其在滴涂的时候可以较好地覆盖器件引脚，同时导电胶也具有胶粘功能，其固化后可以进一步将器件固定，提高了器件与导线互连可靠性。
[0043]硅橡胶层6以及环氧树脂层13将整个电路与防护盖板隔离开，也可以阻挡外界杂质对电路的干扰，同时也起到了对电路减振、固定的作用。
[0044]如图5a_图5f所示，一种智能轮胎结构性电子结构设计及其实现方法，包括:
[0045](a)提供预先加工好器件沟槽的轮辐基板14，并将整个基板喷涂耐高温绝缘漆，并将其固化，抛光，形成绝缘层10，如图5a所示；
[0046](b)利用3D喷墨打印技术将银墨水在绝缘层10上打印形成导线7，并将其烧结固化，烧结温度为130°C _200°C，如图5b所示；
[0047](c)滴涂结构胶并放置声表面波谐振器11以及匹配电容12与匹配电感9并将结构胶18固化，如图5c所示；
[0048](d)滴涂各向同性导电胶8，使其实现银导线7与器件之间的电气互联，并将其固化，如图5d所示；
[0049](e)涂覆硅橡胶层6，使其将银导线7及器件进行包封，对整个电路起到缓冲减振的作用，最终将硅橡胶层6进行固化，如图5e所示。
[0050](f)涂覆环氧树脂层13，对整个电路起到防水隔离的作用，将环氧树脂层13进行固化。
[0051]如图6a-图6d所示，基于橡胶衬底的电容式传感器实现方法包括:
[0052](a)提供轮胎橡胶衬底15，并镀上一层铜层16，如图6a所示；
[0053](b)在铜层16上旋转涂覆光刻胶17，将其轻度固化，使其均匀地粘附在铜层16表面上，如图6b所示；
[0054](C)光刻胶17曝光，定义电容式传感器外形、尺寸，包括传感器总长度、总宽度、相邻两指状电极的极距、指状电极对数、电极的宽度等，刻蚀铜层16形成传感器初形，如图6c所示；
[0055](d)用直接曝光的方法除铜层16表面上的光刻胶17，如图6d-l所示，最终形成的基于轮胎橡胶衬底的电容式传感器3，如图6d-2所示。
[0056]如图7a-图7b所示，轮胎与传感器及挠性电路相连实现方法包括:
[0057](a)提供挠性电路2，在挠性电路2与电容传感器3引脚处用结构胶18相连，并在连接处用硅橡胶6进行包封，提高其机械性能，如图7a所示；
[0058](b)提供轮胎1，将附有电容传感器3以及挠性电路2的轮胎橡胶衬底15用结构胶18贴附在轮胎I内表面上，并将结构胶18固化即可，如图7b所示。
【主权项】
1.一种基于结构电子的智能化轮胎胎压监测系统，包括声表面波谐振器和匹配电路，其特征是:还包括电容式传感器，该传感器通过外部互连导线分别与声表面波谐振器、匹配电路相连接，电容式传感器嵌设在轮胎内表面的橡胶衬底上，并与轮毂上的相应电路通过导线相连接，声表面波谐振器和匹配电路分别植入轮毂中的轮辐结构的沟槽内。
2.根据权利要求1的智能化轮胎胎压监测系统，其特征是:所述电容式传感器的材料为铜，其内包含的电容为叉指状电容。
3.根据权利要求1的智能化轮胎胎压监测系统，其特征是:所述声表面波谐振器为贴装式的片式声表面波谐振器。
4.根据权利要求1的智能化轮胎胎压监测系统，其特征是:所述外部互连导线为挠性印制电路。
5.根据权利要求1的智能化轮胎胎压监测系统，其特征是:所述匹配电路中包括贴装式的片式电容和片式电感。
6.根据权利要求1的智能化轮胎胎压监测系统，其特征是:所述导线为由纳米银墨水烧结固化后所形成的银导线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于结构电子的智能化轮胎胎压监测系统，包括声表面波谐振器和匹配电路，其特征是：还包括电容式传感器，该传感器通过外部互连导线分别与声表面波谐振器、匹配电路相连接，电容式传感器嵌设在轮胎内表面的橡胶衬底上，并与轮毂上的相应电路通过导线相连接，声表面波谐振器和匹配电路分别植入轮毂中的轮辐结构的沟槽内。该系统能实现轮胎胎压的无源无线监测，并将该监测系统相关电子电路植入轮毂轮辐结构中，使得轮毂在保持其原有的力学性能之外，还兼有一定的电学功能，实现轮胎力学性能与电学性能一体化功能。
【IPC分类】B60C23-00
【公开号】CN204605420
【申请号】CN201520201250
【发明人】潘开林, 韦志川, 左锋, 王琳
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月7日