出液體的裝置可包括第一排泄口 130、第二排泄口 140或以上兩個。用于從排氣口 110排出液體的裝置還可包括支撐排氣口防護裝置120的其它特征。可優(yōu)化包圍空間125的特征，以允許液體從排氣口 110排出。
[0028]可能希望影響監(jiān)控裝置10以在某一方向上滾動或浮動。例如，如果監(jiān)控裝置10在輪胎內(nèi)操作，可能希望監(jiān)控裝置10以這樣的方式滾動，使得排氣口 110不會暴露于高旋轉(zhuǎn)力。如果監(jiān)控裝置10在存在液體的輪胎中操作時，可能希望監(jiān)控裝置10以這樣的方式浮動，使得排氣口 110更有可能暴露于空氣，而不是暴露于液體。在一個實例中，殼體50可配備有兩個位于監(jiān)控裝置10的相對側(cè)上的排氣口 110。參照圖5?？啥x與兩個排氣口防護裝置120相交的所需旋轉(zhuǎn)軸線210。附加的質(zhì)量塊可分布為與所述所需旋轉(zhuǎn)軸線210成90度，使得離心力將導致監(jiān)控裝置10滾動，以致兩個排氣口 110將暴露于空氣，而不是暴露于液體。所述附加的質(zhì)量塊可以呈形成為殼體50的一部分的附加材料200的形式。附加材料200可形成為肋片，如圖6所示。附加材料200可由與殼體50相同的材料形成。替代地，致密材料可形成為殼體50。附加質(zhì)量塊可以呈添加到殼體50內(nèi)部的重塊190的形式。見圖7。重塊190可由致密材料制成，例如金屬。
[0029]在大型非公路用車的輪胎中使用的監(jiān)控裝置10也將面臨公路應用中不常見的壓力變化需求。當裝上或卸下負載時，大型非公路用車可快速改變重量。例如，考慮具有400噸的裝載能力的大型礦石拖運卡車。這種車輛可提升其翻斗車身，并在數(shù)秒內(nèi)卸下全部400噸負載。胎壓可在四秒內(nèi)臨時改變60kPa。必須使排氣口 110的直徑的尺寸配置成接受足夠大的氣流以防止損壞排氣口 110。因此，必須考慮監(jiān)控裝置10的體積(在此實例中大約是1500cc)和排氣口 110的流動能力(在此實例中大約是2000ml/min)，以滿足壓力變化需求。
[0030]密封材料70包圍傳感器單元40，并由殼體50封閉。密封材料70有幾個用途，包括:
[0031]使傳感器單元40位于殼體50的中心；
[0032]保護傳感器單元40免受沖擊和振動；
[0033]將環(huán)境條件從監(jiān)控裝置10外部傳導至傳感器單元40 ;以及
[0034]為監(jiān)控裝置10提供浮力。
[0035]圖8中所示的密封材料70可由足夠硬以在保護免受沖擊和振動的同時能夠?qū)鞲衅鲉卧?0支撐在殼體50的中心的材料制成。實例包括泡沫或橡膠配合物。在泡沫的情況下，其應由基本上100%開孔的結(jié)構(gòu)制成。三聚氰胺泡沫是合適類型的泡沫的實例。在開孔泡沫中，將孔壁打破并且空氣填充材料中的大部分空間。這允許環(huán)境條件從開孔泡沫的一側(cè)傳送到另一側(cè)。開孔泡沫的同一性質(zhì)使得其非常適合于在經(jīng)歷較大壓力變化的環(huán)境中使用。閉孔泡沫可在較大壓力變化的過程中經(jīng)歷泡孔壓縮或破裂。在橡膠配合物的情況下，所述材料應形成有足夠的空隙，使得其可使環(huán)境條件從一側(cè)傳送到另一側(cè)。這可在制造材料時通過形成空隙來實現(xiàn)，或在制造其之后通過在材料中研磨空隙來實現(xiàn)。
[0036]應選擇密封材料70的密度，使得監(jiān)控裝置10的比重低于在輪胎中使用的液體35的比重，以確保監(jiān)控裝置將浮動。例如，如果要在水中使用監(jiān)控裝置10，那么監(jiān)控裝置10的比重應小于1.0o如果監(jiān)控裝置10需要在液體35中浮動得更高，那么可選擇更低的比重。0.50的比重將允許一半的監(jiān)控裝置10位于液體35上方。0.33的比重可允許監(jiān)控裝置10在液體35中浮動得足夠高，以確保與接收器單元230可靠地通信。
[0037]密封材料70由殼體50封閉，且因此通常是球形的。傳感器單元40位于密封材料70球體的中心處的空隙中?？捎脦追N方法來插入傳感器單元40。一個實例包括使密封材料70形成為兩個實心半球體，然后使其接合。另一實例包括在密封材料70球體的中心鉆孔，然后用相同材料的塞子填充所述孔。另一實例包括從一個角度看類似加號或十字形的形狀?？筛淖兠芊獠牧?0的形狀，以調(diào)節(jié)硬度，使得與傳感器單元40的不同尺寸匹配。
[0038]由開孔泡沫制成的密封材料70非常適合于通過材料傳送環(huán)境條件(例如壓力，溫度，濕度，等等)。然而，可通過在密封材料70內(nèi)建立通道100來改進環(huán)境條件的傳送?？墒雇ǖ?00在傳感器單元40與殼體50之間沿徑向定向。
[0039]工業(yè)實用性
[0040]監(jiān)控裝置10設(shè)計成嵌入輪胎20中，以使監(jiān)控裝置10在輪胎20安裝在輪輞30上時，裝入輪胎20和輪輞30之間的空腔32中。在車輛運行期間，所述監(jiān)控裝置10可隨著輪胎和輪輞組件的旋轉(zhuǎn)圍繞加壓空氣腔32自由移動。輪胎20可包含液體35，其旨在防止泄漏和腐蝕。因此，監(jiān)控裝置10必須設(shè)計成當輪胎20轉(zhuǎn)動時，在輪胎20內(nèi)自由滾動，以及如果液體35存在，浮在液體上。
[0041]感測允許對輪胎損壞的定期維護或檢測；非公路用車上的輪胎在經(jīng)常遇到巖石和碎石的未修整道路上使用是非常昂貴的；允許自動駕駛車輛檢測輪胎問題或損壞；無線輪胎監(jiān)控系統(tǒng)215可以在輪胎20有問題時警告操作員。在自動機器的實例中，車輛控制系統(tǒng)220可采取多種行動，例如通過無線網(wǎng)絡發(fā)送信息，改變操作參數(shù)，改變車速限制，或改變導航路線。
【主權(quán)項】
1.一種用于充氣輪胎內(nèi)部的監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括: 傳感器單元； 包圍所述傳感器單元的密封材料； 通過組合半球形半體所形成的球形殼體，所述球形殼體包括: 排氣口 ； 排氣口防護裝置； 其中所述球形殼體包圍所述密封材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述排氣口是不透液體的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中排氣口防護裝置集成到所述殼體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述半球形半體是相同的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述球形殼體進一步包括排泄口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述球形殼體進一步包括引導液體遠離所述排氣口的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述半球形半體通過互補特征接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述監(jiān)控裝置具有小于一的比重。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述球形殼體包括兩個位于所述監(jiān)控裝置的相對側(cè)上的排氣口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)控裝置，其中所述殼體由預定材料制成；以及 塊體配置在所述半球形半體中，使得所述監(jiān)控裝置的旋轉(zhuǎn)軸線基本上與延伸穿過所述兩個排氣口防護裝置的軸線對齊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的監(jiān)控裝置，其中所述塊體呈附加殼體材料的形式。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的監(jiān)控裝置，其中所述塊體呈比所述殼體材料更為致密的附加材料的形式。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述密封材料由開孔泡沫制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述泡沫密封材料包括用于將環(huán)境條件傳導到所述傳感器單元的通道。
15.一種用于監(jiān)控充氣輪胎內(nèi)部的狀況的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 與接收器單元通信的車輛控制系統(tǒng)； 所述接收器單元配置為與監(jiān)控裝置通信； 所述監(jiān)控裝置包括: 傳感器單元； 包圍所述傳感器單元的密封材料； 通過組合半球形半體所形成的球形殼體，所述球形殼體包括: 排氣口 ； 排氣口防護裝置； 其中所述球形殼體包圍所述密封材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述排氣口是不透液體的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中排氣口防護裝置集成到所述殼體中。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述半球形半體是相同的。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述球形殼體進一步包括排泄口。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述球形殼體進一步包括引導液體遠離所述排氣口的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述半球形半體通過互補特征接合。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述監(jiān)視裝置具有小于一的比重。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)控裝置，其中所述球形殼體包括兩個位于所述監(jiān)控裝置的相對側(cè)上的排氣口。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的監(jiān)控裝置，其中所述殼體由預定材料制成；以及 塊體配置在所述半球形半體中，使得所述監(jiān)控裝置的旋轉(zhuǎn)軸線基本上與延伸穿過所述兩個排氣口防護裝置的軸線對齊。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的監(jiān)控裝置，其中所述塊體呈附加殼體材料的形式。
26.根據(jù)權(quán)利要求10所述的監(jiān)控裝置，其中所述塊體呈比所述殼體材料更為致密的附加材料的形式。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述密封材料由開孔泡沫制成。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述泡沫密封材料包括用于將環(huán)境條件傳導到所述傳感器單元的通道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于監(jiān)控充氣輪胎內(nèi)部的狀況的監(jiān)控裝置和系統(tǒng)。所述監(jiān)控裝置包括傳感器單元、殼體以及密封材料。所述監(jiān)控裝置設(shè)計成在輪胎內(nèi)側(cè)上滾動或浮在輪胎內(nèi)部的液體上。
【IPC分類】B60C23-20, B60C23-04, B60C23-02, B60C23-06
【公開號】CN104822547
【申請?zhí)枴緾N201380062578
【發(fā)明人】G·湯森, G·帕森斯, D·R·麥霍德, J·埃夫里
【申請人】卡特彼勒公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2013年12月4日
【公告號】DE112013005235T5, US8939020, US20140150542, WO2014089222A1