CN102131659B - 一维轮胎装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可安装于轮胎的装置和方法，用于将设备安装于轮胎当中。在特定实施例当中，信号产生器可以安装于轮胎，以基于轮胎的曲率半径的变化来产生信号。提供了压电夹层结构和/或基板，其具有至少部分地基于轮胎尺寸的长度和宽度，并且压电夹层结构和/或基板定位于轮胎当中，从而使得较长的长度尺寸相对于轮胎的宽度横向定位。夹层结构和/或基板的尺寸设置为使得宽度尺寸大致提供了对轮胎的圆周曲率半径的变化不进行响应，从而长度尺寸限定了主要弯曲方向，而宽度尺寸对于相关联的设备而言提供了没有应变的安装。

Description

一维轮胎装置

技术领域

本发明主题涉及轮胎装置。特别而言，本发明主题涉及一种装置，该装置的长度和宽度尺寸涉及了与轮胎相关联的物理方面，所述装置可以安装到轮胎当中以提供轮胎装置的增强的耐久性。本发明主题还涉及这种轮胎装置或结构的使用，以获得被这种结构所支撑的设备的增强的操作和耐久度特征。

背景技术

电子设备与轮胎结构的结合已经被展示产生了多种实际优点。轮胎电子装置可以提供它们自己的电源，该电子装置的操作取决于与轮胎相关联的现象，并且还可以包括传感器和其它零件，以用于获取关于轮胎的各种物理参数的信息，例如温度、压力、轮胎转数、轮胎转速等等。这种信息可能在轮胎监测和警报系统中有用，并且甚至可以用于回馈系统，从而监测正确的轮胎压力级。

美国已公开的专利申请2003/0209063(Adamson et al.)(申请人为阿达姆松等人)涉及一种系统和方法，其用于利用压电纤维合成物而从转动的轮胎的机械能中产生电能。

美国已公开的专利申请2003/0056351(Wilkie et al.)(申请人为威尔克斯等人)涉及一种压电微纤维合成物驱动器和制造该驱动器的方法。

美国专利No.6,093,997(Zimnicki et al.)(申请人为齐姆尼克等人)涉及一种嵌合在电绝缘基板组件当中的压电共鸣器，该电绝缘基板组件例如是多层的印刷电路板。

美国专利No.5,747,916(Sugimoto et al.)(申请人为山本等人)涉及一种压电变压器单元，其将输入电压转变成输出电压，并且该压电变压器单元包括被高电能驱动的压电变压器元件。

所有上述的美国专利和公开的专利申请的公开内容在此完全并入到本申请当中，以用于引用的所有目的。尽管已经发展了压电发电器的各种实施方式，并且尽管已经实施了轮胎特征检测设备的各种组合，但是并未出现任何设计来大体上涵盖所有所需的特征，这些所需的特征将在下文中按照发明主题的技术来进行陈述。

发明内容

考虑到现有技术中遇到的和本发明主题所解决的公认的特征，已经提供了一种改进的可安装于轮胎的装置(tire mountable apparatus)和方法，其根据基于轮胎横向半径曲率单调变化的缺点，为轮胎补片和相关联的被支撑的设备和结构提供改进的耐久度。

在一个具体实施例当中，一种可安装于轮胎的装置，包括：基板，该基板具有第一表面和第二表面；以及一对端子/支撑元件，所述一对端子/支撑元件从所述第一表面延伸。所述第一表面具有长度L和宽度W，其中L＞2W，并且W＜对应于5°转动的沿着轮胎的内表面所对着的弧长，该5°转动是从充气到标称压力下的未加载轮胎的转动中心延伸到内表面的线进行测量的。所述一对端子元件从所述第一表面而在与所述长度L的方向上的线垂直的线上延伸，并且与该长度L的方向垂直的线确定了支撑轮胎的转动方向。

在具体实施例当中，所提供的弹性体补片具有被台面结构分隔的第一表面和第二表面，所述基板的所述第二表面粘结至所述弹性体补片的所述第一表面。在更加具体的实施例当中，所述台面结构具有高度H，其中0＜H≤5mm，并且L＞W＞H。

在另一个实施例当中，具有顶表面和底表面的压电材料层具有覆盖所述顶表面的第一导电层和覆盖所述底表面的第二导电层。所述压电层、所述第一和第二导电层、以及所述基板形成夹层结构，并且所述夹层结构固定至所述弹性体基板的第一表面。特别而言，在更加具体的实施例当中，所述基板是FR4，而所述压电材料是钛锆酸铅(PZT)。

在再一实施例当中，本发明主题可以对应于一种减少已安装于轮胎的组件中的应变的方法，包括：提供基板，该基板具有第一表面和第二表面，其中所述基板具有长度L和宽度W。更加具体而言，L大于2W，并且W小于对应于5°转动的沿着轮胎的内表面所对着的弧长，该5°转动是从充气到标称压力下的未加载轮胎的转动中心延伸到内表面的线中进行测量的。一对端子/支撑元件从所述第一表面延伸，并被定位在与所述长度L的方向上的线垂直的线上。将所述基板安装于轮胎当中，从而垂直于所述长度L的方向的线基本上排列在所述轮胎的转动方向上，从而所述已安装于轮胎的组件上的应变被有效地限制在一个方向。

在再一实施例当中，提供了一种方法，其对应于将基板横向固定于轮胎顶部的中心部分当中。在再一实施例当中，可以提供压电设备，该压电设备具有压电层，该压电层被夹在第一和第二导电层之间，所述第一和第二导电层的其中一个层被所述基板层支撑。在可选的实施例当中，可以将印刷电路板安装至所述一对端子/支撑元件，从而所述一对端子/支撑元件和印刷电路板之间的应变被最小化。

本发明主题另外的目标和优点在本文中进行陈述，或者对于本领域技术人员而言从本文中的详细描述中变得显而易见。并且，应当进一步理解到，本文中具体示例的、表示的以及讨论的特征和元件的修改和变型可以在本发明的各种实施例和应用当中进行使用，而并不脱离本发明主题的精神和范围。多种变型可以包括但不仅限于：那些示例的、参考的或讨论的内容的等同方式、特征或步骤的替换，以及各种部件、特征、步骤等等的功能性的、操作性的或位置性的颠倒。

还是进一步地，应当理解，本发明主题的不同的实施例以及不同的当前的优选实施例可以包括当前公开的特征、步骤、或元件、或他们的等价变换(包括并未明确显示在图中或者在这些图的具体描述中说明的其特征、部件、或步骤或构型的组合)的各种组合或构型。不必在该发明内容部分中表述的本发明主题的额外的实施例可以包括并且结合在以上的综述的目标中参考的特征、零件或步骤的各方面的各种组合，以及/或者在本申请中另外讨论的其它特征、零件、或步骤。在审阅了本说明书的其余部分的时候，本领域普通技术人员将会更好的理解这些和其它实施例的多种特征和多个方面。

附图说明

说明书中叙述了对于本领域技术人员而言本发明的完整的以及可实施的公开内容，其包括本发明的最佳实施方式，这些公开内容参考了附图，其中：

图1图示性地显示了按照本发明的技术构建的一维的(1-D)可安装于轮胎的装置；

图2图示性地显示了可以与按照本发明的技术构建的一维的可安装于轮胎的装置相关联的压电发电器的夹层构造；

图3以覆盖图的方式，代表性地显示了代表性轮胎转动的顶部和接触补片的中心的横向轮廓的比较的代表形式，本发明的技术可以用于该代表性轮胎当中；

图4代表性地显示了示例性轮胎中的曲率半径的变化，本发明的技术可以应用于该示例性轮胎当中；

图5大体显示了示例性轮胎并显示了该轮胎当中的一维可安装于轮胎的装置的安装位置和定向；

图6大体显示了在充气到标称压力下的未加载轮胎的横截面，其用于解释按照本发明的技术的基板的宽度尺寸的选定；以及

图7图表性地显示了可用于本发明的技术的可安装于轮胎的装置的弹性体补片的台面结构高度与按照本发明的技术选定的用度表示的基板宽度之间的关系。

本说明书和附图中通篇使用的附图标记的重复使用用来表示本发明相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

如在发明内容部分所讨论的一样，本发明主题特别涉及一种一维的可安装于轮胎的装置，该装置的长度和宽度与轮胎的特定方面相关，所述装置可以安装到该轮胎当中。应当理解，在以下的讨论当中，术语“一维”主要用来表示本发明技术的可安装于轮胎的装置被如此指定，并非因为它实际上只具有一个维度，而是强调这样一个事实：宽度尺寸显著小于长度尺寸，其原因将在以下进行完整的解释。而且当然地，所述装置具有高度，因为该设备实际上是一个三维物体，但是这种高度也显著地小于其长度。

进一步地，应当理解，正如本文中相对于本发明的技术的特定实施例而采用的那样，术语“发电器”用来表示：可以与本发明主题相关联的压电设备的挠曲将会产生穿过设在该设备上的输出端子的输出电压。还是进一步地，由于与本发明的技术相关联的压电设备可以分离地或者同时地作为传感器以及发电器来使用，因此术语发电器和传感器可以在下文中进行互换。

所公开的技术的多个方面的选定结合对应于本发明的多个不同的实施例。应当注意到，本文中所展示并且讨论的每个示例性实施例不应当暗示为对本发明主题进行限制。被显示或描述为一个实施例的一部分的特征或步骤可以用来与另一个实施例的多个方面相结合来产生进一步的实施例。此外，特定的特征可以与并未明确表示的执行相同或类似功能的类似的设备或特征进行互换。

现在将具体参考发明主题的一维的可安装于轮胎的装置及其方法的当前优选的实施例。现在参考附图，图1图示性地显示了按照本发明的技术构建的一维的可安装于轮胎的装置100。从图1中可以看到，一维可安装于轮胎的装置100，当然实际上具有三个维度。特别而言，装置100的基板部分可以构造为夹层结构102，该基板部分如图1所表示的那样进行构建，其具有长度L和宽度W。此外，宽度尺寸W显著小于长度L。在优选的实施例当中，L至少为W的两倍。

并且，所示的作为可安装于轮胎的装置100的可选部分的是弹性体补片108，该弹性体补片108具有顶表面114和下表面104，该顶表面114和下表面104通过具有高度H的台面结构106而被分隔。按照本发明的技术，高度H小于宽度W或长度L。

简要参考图4，本领域普通技术人员将会理解，在标称压力和标称载荷下工作的轮胎将会具有类似于图4所示的轮廓。该轮廓包括大致平的区域，该大致平的区域通常被描述为在接触补片的任一侧上与弯曲部分进行接触的接触补片。此外，在紧跟着接触补片的之前和之后具有多个过渡区域，在该过渡区域中，在标称压力和标称载荷下工作的轮胎的曲率半径从大致恒定的半径改变为大致平的或无限大的半径。正如以下将会进一步说明的那样，可安装于轮胎的装置100的宽度W被选择为落入到这些过渡区域当中。更加特别而言，宽度W被选择为落入到稍微较窄的宽度当中，以下将参考图6进行更加全面的说明。

正如以下将会进一步说明的那样，本发明的技术的设备在本文中被称为“一维”设备，其大体基于这样一种概念：本发明的技术提供了这一种设备，当包括压电设备的时候，该设备由于主要从仅仅一个维度上施加的应变而大体上被限制为产生输出信号，该一个维度也就是所述设备的相对较长的长度尺寸。相反地，显著小于长度L的宽度W基本上消除了任何弯曲，并且因此消除了在W维度上的基于微小弯曲或没有弯曲的情况下的信号产生。此外，当用作印刷电路板的已安装的电子装置的支撑结构的时候，所述一维的可安装于轮胎的装置为这种印刷电路板提供了基本上没有应变的安装布置。以下将参考图3和图4对这些概念进行更加全面的说明。

进一步参考图1，将会看到，在一个实施例当中，一维的可安装于轮胎的装置100对应于可选的弹性体补片，该弹性体补片具有基板，该基板可以对应于夹层结构102。在示例性的实施例当中，该夹层结构102可以对应于以下将参考图2来更加全面说明的压电材料层、导电层和至少一个支撑层，这些层可以用作传感器或电压发电器。

按照本发明的技术的基板可以是夹层结构102的形式，该基板可以被支撑在弹性体材料108的可选层上，以形成补片，该补片可以使用标准的轮胎补片修补方法而被固定至轮胎的内衬。弹性体材料108可以形成为基底部分104和中心定位的隆起的台面结构部分106，该台面结构部分106具有顶表面114，夹层结构102可以固定在该顶表面114上。大体而言，弹性体材料可以对应于通常用作充气轮胎的构建当中的侧壁材料的材料组合物。本领域普通技术人员将会理解，这种材料一般为抗氧化合成物。

在本发明主题的示例性实施例当中，可以通过以下方式来制造轮胎补片组件：将粘合剂涂设在夹层结构102的一部分上，将该结构放置于构造成容纳夹层结构102的专用模具当中，将模具的剩余部分填充弹性体材料并对补片进行固化。这样形成的补片可以接着使用标准轮胎补片修补方法而固定至轮胎的内衬。在示例性的结构当中，粘合剂可以是可从LORD公司获得的弹性体材料可以对应于橡胶。

按照本发明主题的另一个示例性实施例，可以单独使用将夹层结构102直接固定至轮胎的内衬，而不使用弹性体材料作为媒介。还应当理解，按照本发明的技术构建的可安装于轮胎的装置可以类似地安装到非充气轮胎和轮子的结合，该非充气轮胎和轮子的结合称为是本发明的技术的拥有者制造的。

现在简要参考图2，其示出了对应于图1的夹层结构102的示例性的夹层结构200。夹层结构200对应于压电材料202层，该压电材料202层在其一侧上具有导电材料204的第一层并且在其第二侧上具有导电材料204’的第二层。导电材料204的第一层固定至绝缘材料206层，该绝缘材料206层充当夹层结构200的支撑基板。在本发明主题示例性的实施例当中，压电材料202可以对应于钛锆酸铅(PZT)，导电材料204、204’可以包括铜层，并且绝缘材料206可以对应于耐火基板材料，通常称为FR4。

在本发明主题的另一个示例性实施例当中，可选的绝缘材料206’的第二层可以固定至导电层204’。如果设有这种绝缘材料的第二层的话，则其可还可以对应于FR4。

继续参考图1，一对连接/支撑端子元件110、112沿着线132定位并在中心线134的每一侧上定位。端子元件110可以电联接至导电层204，而端子元件112可以电联接至导电层204’。本领域普通技术人员应当理解，所描述的连接/支撑端子元件的构型仅仅是为了示例性的目的，其它构型也是有可能的，也是本发明的技术可以考虑的。例如，尽管本发明的公开内容大体上显示了夹层结构102，其基本完全覆盖了补片108的顶表面114或者可选择地，局部地悬于补片108的顶表面114上，但这并不是对本发明的技术的具体限制，因为夹层结构102可以实际上被分割成两个或更多个部分。此外，尽管显示了一对连接/支撑端子元件110、112，也可以提供额外的这种连接/支撑端子元件，它们沿着与连接/支撑端子元件110、112的公共线、或者沿着所示的平行线定位在110’、112’以及110”、112”。更进一步地，在夹层结构102可以被分成两个或更多个部分的实施例当中，这些部分可以通过连接/支撑端子元件110、112而被并联电连接，或者根据需要以其它电构造进行电连接，包括通过提供额外的连接/支撑端子元件而进行串联或者单独连接。

本发明的公开内容的一个显著的方面是端子元件/支撑对110、112沿着线132定位，或者更加一般性而言，沿着垂直于线134的线进行定位，其中线134沿着一维的可安装于轮胎的装置100的主要弯曲方向130。按照本发明的技术，线132和线134可以从绝对垂直(亦即90°)排列进行±10、±5或±2度的变化，该变化伴随着利益的损失。以下将会更加清晰的了解，线132可以表示确定了轮胎的转动方向，按照本发明的技术构建的可安装于轮胎的装置将要安装在该轮胎当中。大体而言，由于主要的弯曲方向130沿着中心线134，则线132和因此端子元件/支撑对110、112的安装位置可以在沿着线134的任何位置进行定位，然而，优选的位置一般是如图所示的更加中心的位置。

如将要在下面进一步说明的那样，当一维的可安装于轮胎的装置100按照本发明技术而在轮胎当中定位的时候，如双箭头线130所示的主要弯曲方向就因为该一维的可安装于轮胎的装置100在轮胎当中的定位以及该一维的可安装于轮胎的装置100的长度L和宽度W而被确定。

由于弯曲被限定在沿着该一个维度，亦即，一维方向，则安装至连接/支撑端子元件110、112(并且替代地或者额外地，安装至连接/支撑端子元件110’、112’和110”、112”)的设备的连接处上以及这些连接处之间的应变被最小化，这是因为它们与主应变方向(亦即，一维的正交连接线132)的垂直排列。另一方面，例如如果连接/支撑端子元件110、112打算沿着线134定位，即主要的弯曲线，则连接/支撑端子元件110、112之间的分隔距离则会随着沿着线134的任何弯曲而发生变化。这则会在任何设备或印刷电路板136(图1中的剖视图表示)上(以及替代地或者额外地，在电路板136、136”上)产生巨大的应变，印刷电路板136以及替代地或者额外地电路板136’、136”可以安装至连接/支撑端子元件110、112和/或连接/支撑端子元件110’、112’和/或110”、112”。应当理解的是，安装至它们对应的连接/支撑端子元件的任何印刷电路板136、136’、136”的安装方式使得连接/支撑端子元件为该印刷电路板提供所有的支撑。亦即，印刷电路板被安装，从而它们除了连接/支撑端子元件之外，不与任何下面的结构相接触来获得支撑。

本领域技术人员应当进一步地理解到，在使用了多个电路板136、136’、136”的情形当中，这种电路板不应当被物理联接在一起，因为这样会破坏垂直于支撑端子元件的主应变方向定向的目的。任何额外的端子元件/支撑销也不应当设置在与一对支撑端子元件110、112的排列线相平行的线排列当中并连接至相同的印刷电路板，尽管额外的支撑端子元件可以沿着与支撑端子元件110、112相同的线来进行布置。

简要参考图5，其大体显示的轮胎500具有胎面部分510和侧壁部分520、522。按照本发明的技术，一维可安装于轮胎的装置100在轮胎顶部530的中心部分内横向地安装在侧壁部分520、522之间。如可以从图5中看到的那样，一维可安装于轮胎的装置100安装到轮胎500的内衬上，其定向使得长度尺寸L在侧壁520、522的方向上延伸，亦即，基本横向于轮胎500的转动方向来排列。应当理解，在本文当中，类似于在特定的方向上的“基本排列”用来表示从所示方向中的完美排列当中可以具有高达±20°或±10°的排列变化，而仍然落入本发明主题的范围之内，尽管这将会在较高的偏移下对耐久度有些许的降低。在示例性的构型当中，可以对长度尺寸进行选择，以使得可安装于轮胎的装置100位于轮胎顶部的中心部分当中，并且延伸越过带束层轮胎结构的区域的大部分，其中分隔各种带束层的间距是恒定的。当然，如前所述，可安装于轮胎的装置100还可以类似地安装在非充气车轮和轮胎当中。

基于横向定向和如下事实：宽度尺寸至少相对于源自基于轮胎滚动方向的改变的任何弯曲或者应变生成相对不显著，一维的可安装于轮胎的装置100主要看到了基于伴随着转动的轮胎的横向轮廓变化的单调半径变化。

这种后来的轮廓改变概念可以从图3和图4的研究中得到最佳的理解。图3以覆盖图的方式，代表性地显示了代表性轮胎转动的顶部和接触补片的中心的横向轮廓的比较的代表形式，本发明的技术可以用于该代表性轮胎当中，并且图3用剖视图的方式显示了可安装于轮胎的装置100的安装定向。图4代表性地显示了示例性轮胎中的曲率半径的变化，本发明的技术可以应用于该示例性轮胎当中。大体上如图3所示，对于示例性的常规充气的275/80R22.5轮胎，横向曲率半径或轮廓(p)从轮胎处在其转动顶部的p～500mm变化到在接触补片的中心处的p～平(亦即，基本上无限大的半径曲率)。本领域技术人员将会理解，“接触补片”对应于轮胎与行驶表面相“接触”的表面区域，并且该表面在大体光滑的表面上基本上是“平的”。

另一方面，图4显示了在轮胎转动期间，圆周曲率半径(R)将会在大致恒定的非接触补片区域(亦即，轮胎的基本上无偏斜的部分)和接触补片当中的明显大的曲率半径之间进行变化，并且将会在随着偏斜而增大的接触补片的进入和离开位置上产生两个曲率极值。按照本发明的技术，由于宽度的选定和在轮胎当中的长度方向安装定向，一维可安装于轮胎的装置100主要看到了半径的单调变化，从例如大约500mm变化到平的，从而避免了两个偏斜依赖的圆周极值。

暴露出主要的半径的单调变化是本发明技术的其中一个特征，其导致了发明主题的一维可安装于轮胎的装置的增强的耐久度。当压电发电器/传感器与可安装于轮胎的装置相关联的时候，一维宽度选择导致的第二特征是：基本上消除了源自纵向应变的无关信号的产生，所述纵向应变是由于与压电设备相关联的可安装于轮胎的装置穿过进入点和离开点到达轮胎接触补片所导致的。这种固有的信号过滤对各种用途而言有助于信号处理的更大的精确度，这种信号可以在任何特定使用环境当中设置于上述各种用途。

现在将注意力转移到图6，将会看到，本发明主题的可安装于轮胎的装置的基板部分的宽度W可以通过考虑在标称充气压力下和在未加载时轮胎的物理参数而进行选择。这种轮胎表示为轮胎600，其具有一致的直径D。轮胎600具有从轮胎600的中心转动点602延伸至内表面608的半径r。线604和线606从中心转动点602延伸至内表面608，建立了角度θ，按照本发明的技术，该角度θ选为5°。换言之，沿着轮胎600的内表面608所对着的弧长对应于5°的转动，该5°的转动是当轮胎充气到标称压力的时候，从未加载轮胎600的转动中心602延伸至内表面608的线604进行测量的。该弧长确定了基板的宽度W。

通过将一维可安装于轮胎的装置100的宽度W选定为足够窄，以基本避免进入或离开接触补片区域而导致的应变，获得了大量的好处。作为最初的好处，该一维可安装于轮胎的装置100上的应变本质上有效地限制到一个方向，从而提供了延长的寿命预期的可能。在示例性的构型当中，例如在之前所述的示例性的275/80R22.5的轮胎当中，宽度W可以选定为小于大约30mm。在任何情况下，宽度W应当限制为装配到轮胎内表面尺寸的尺寸，其如结合图6所描述的那样。

正如本文中以上所述的那样，当在标称压力和标称载荷下工作的轮胎400在箭头418的方向上转动的时候，在轮胎胎面进入和离开与轮胎行驶表面的接触的时候，产生了两个过渡区域。在图4的例子当中，接触补片的离开部分被确定为线412、414之间的过渡部分或区域。当然，类似的过渡部分形成在接触补片部分的入口处，但是并未在图中单独地示例。如图所示，可安装于轮胎的装置100的宽度W被选定为完全装配到该过渡部分或区域当中，从而基本上避免该可安装于轮胎的装置100在穿过过渡部分期间的翘曲。这导致了第二个好处，该第二个好处是无关电压信号的产生被最小化，该无关的电压信号源自已安装的压电设备由第二方向上的潜在弯曲产生。

最后，通过减少整体宽度，对于布置在垂直于主应变方向的线当中的端子/支撑元件110、112提供了更加稳定的安装定向，这减少了到达可以安装于其上的设备和/或印刷电路板的机械和电联接上的应变。在示例性的构型当中，端子柱110、112之间的间隔可以选定为小于大约18mm。

关于整体长度尺寸的确定，将从之前的描述中理解到，一维的可安装于轮胎的装置100的长度L——亦即，相对于轮胎的横向尺寸——应当对于耐久度而言被最小化，而对于能量产生而言被最大化。通过将可安装于轮胎的装置的长度横向地定向在顶点中心当中，所提供的结构非常有效地增大了设备的耐久度，同时为该设备提供了对轮胎偏斜的不敏感性。正如之前提到的那样，长度L可以被选择，以使得可安装于轮胎的装置100在肩部之间位于轮胎顶部，并可以越过带束层轮胎结构的那个区域的相当大的部分，其中分隔各个带束层的间距是恒定的。在示例性的构型当中，长度L可以被选定为至少是宽度W的两倍。在示例性的构型当中，已经从实验中发现，通过选择这种安装定向以及长度和宽度的关系，可以获得对疲劳裂缝开始出现的距离的10倍左右的改进。

现在参考图7，其显示了可选的弹性体补片108’的台面结构106的高度H之间的关系。该图表显示了用度表示的最大宽度W_max与台面结构的高度H相关，其直至5mm的最大台面结构高度H都是线性函数。在没有采用弹性体补片的实例当中，亦即基板直接粘结至轮胎的内衬的实例当中，W_max选定为1°。随着高度H增加，W_max线性增大至最大值5°。总体而言，这种关系可以被限定为对于0＜H≤5的情况，W_max＝(4/5)H+1。然而，在所有情况当中，应当遵守L＞W＞H的关系。本领域普通技术人员将会理解，如果存在弹性体补片的话，该弹性体补片在轮胎和已安装的装置100之间提供了隔绝度。在包含压电传感器/发电器的情形下，增大的高度H将会产生在设备的长度L方向上的应变减小。这反过来将使得从压电设备产生较小的电压，但是将会提供增大的结构可依赖性，从而应当在选择台面结构高度和长度L的关系时考虑设计的平衡性，该选择确定了电压的产生量。在任何情况下，长度L不应当太长来引起设备延伸到轮胎的肩部部分当中。肩部部分被理解为超过顶部的轮胎的那个部分，其中，当从顶部的中心部分朝侧壁移动的时候，在带束层轮胎当中的带束层的间距不再大致恒定。

尽管已经相对于其具体实施例对本发明主题进行了详细描述，应当理解的是，本领域技术人员在获取对前述内容理解的时候，可以很容易地对这些实施例进行任何改变、变型和等同变换。因此，本公开内容的范围是通过实例的方式而并非通过限制的方式，并且本公开内容不排除这些修改、变型和/或对本发明主题的增加，因为这对本领域普通技术人员而言是显而易见的。

Claims (19)

1.一种能够安装于轮胎的装置，用以获得被这种装置所支撑的设备的增强的操作和耐久度特征，所述能够安装于轮胎的装置包括：

基板，该基板具有第一表面和第二表面；以及

一对端子/支撑元件，所述一对端子/支撑元件从所述第一表面延伸并支撑印刷电路板，

其中所述第一表面具有长度L和宽度W，其中L＞2W，并且W＜对应于5°转动的沿着轮胎的内表面所对着的弧长，该5°转动是从充气到标称压力下的未加载轮胎的转动中心延伸到内表面的线进行测量的，

其中所述一对端子/支撑元件布置在与所述长度L的方向上的线呈90°±10°的线上，并且与该长度L的方向呈90°±10°的线确定了支撑轮胎的转动方向。

2.如权利要求1所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述一对端子/支撑元件从所述第一表面而在与所述长度L的方向上的线呈90°±5°的线上延伸，并且与该长度L的方向呈90°±5°的线确定了支撑轮胎的转动方向。

3.如权利要求1所述的能够安装于轮胎的装置，还包括：

弹性体补片，该弹性体补片具有被台面结构分隔的第一表面和第二表面，

其中所述基板的所述第二表面粘结至所述弹性体补片的所述第一表面。

4.如权利要求3所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述台面结构具有高度H，其中0＜H≤5mm，并且其中L＞W＞H。

5.如权利要求3所述的能够安装于轮胎的装置，还包括：

压电材料层，该压电材料层具有顶表面和底表面；

覆盖所述顶表面的第一导电层；和

覆盖所述底表面的第二导电层；

其中所述压电材料层、所述第一和第二导电层、以及所述基板形成夹层结构，并且其中所述夹层结构固定至所述基板的第一表面。

6.如权利要求3所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述基板是FR4。

7.如权利要求5所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述压电材料是钛锆酸铅(PZT)。

8.如权利要求5所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述一对端子/支撑元件中的第一端子/支撑元件电联接至所述第一导电层，并且所述一对端子/支撑元件中的第二端子/支撑元件电联接至所述第二导电层。

9.如权利要求5所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述夹层结构通过粘合剂而固定至所述基板的上表面。

10.如权利要求1所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述一对端子/支撑元件的间隔距离小于18mm。

11.如权利要求1所述的能够安装于轮胎的装置，其中所述宽度W小于30mm。

12.一种减少已安装于轮胎的组件中的应变的方法，包括：

提供基板，该基板具有第一表面和第二表面，其中所述基板具有长度L和宽度W，其中L＞2W，并且W＜对应于5°转动的沿着轮胎的内表面所对着的弧长，该5°转动是从充气到标称压力下的未加载轮胎的转动中心延伸到内表面的线中进行测量的；

提供一对端子/支撑元件，所述一对端子/支撑元件从所述第一表面延伸并支撑印刷电路板；

将所述一对端子/支撑元件定位在与所述长度L的方向上的线呈90°±10°的线上；并且

将所述基板安装于轮胎当中，从而与所述长度L的方向呈90°±10°的线排列为与所述轮胎的转动方向呈±20°的角，

从而所述已安装于轮胎的组件上的应变被有效地限制在一个方向。

13.如权利要求12所述的方法，包括：

将所述一对端子/支撑元件定位在与所述长度L的方向上的线呈90°±5°的线上；并且

将所述基板安装于轮胎当中，从而与所述长度L的方向呈90°±5°的线排列为与所述轮胎的转动方向呈±10°的角。

14.如权利要求12所述的方法，其中安装所述基板包括：将所述基板横向地固定在轮胎顶部的中心部分当中。

15.如权利要求12所述的方法，还包括：将所述一对端子/支撑元件定位成间隔距离小于18 mm。

16.如权利要求12所述的方法，还包括提供宽度W小于30 mm的基板。

17.如权利要求12所述的方法，还包括：

提供压电设备，该压电设备具有压电层，该压电层夹在第一导电层和第二导电层之间，其中所述第一和第二导电层的其中一个被所述基板支撑，

从而所述压电装置上的应变被有效地限制到一个方向。

18.如权利要求12所述的方法，还包括：

提供印刷电路板；并且

将所述印刷电路板固定至所述一对端子/支撑元件，以使得所述印刷电路板在所述第一表面上方被支撑，

从而所述一对端子/支撑元件和所述印刷电路板之间的应变被最小化。

19.如权利要求12所述的方法，还包括：

提供弹性体补片，该弹性体补片具有被台面结构分隔的第一表面和第二表面，该台面结构具有高度H；

将所述基板的所述第二表面固定至所述弹性体补片的所述第一表面；并且

将所述弹性体补片的所述第二表面固定至轮胎的内表面。