RFID УСТРОЙСТВО, ИМПЛАНТИРОВАННОЕ В РЕЗИНОВУЮ ШИНУ

Область техники
Настоящая полезная модель относится к техническим областям, связанным с продукцией из резины и с электронными информационными технологиями, а именно к усовершенствованию структуры RFID (радиочастотной метки), а точнее к устройству RFID, имплантированному в резиновую шину.
Уровень техники
RFID (радиочастотная метка) - это бесконтактная электронная метка, способная осуществлять автоматическую идентификацию. Каждая RFID метка имеет свой уникальный идентификационный код. Путем имплантирования внутрь носителя информации (например, резиновую шину) или с помощью фиксации на поверхности носителя информации, RFID метка может быть интегрирована с носителем в целом. Управляемая внешними устройствами чтения и записи, RFID метка может отправлять, читать и регистрировать данные в любое время, а также контролировать состояние носителя в режиме реального времени в течение всего жизненного цикла - при производстве, продаже, использовании и рекламации. RFID (радиочастотная метка) широко используется в различных областях техники.
Устройство RFID (радиочастотная метка) в основном содержит микросхему (интегральную микросхему), подложку (печатную плату определенной формы) и антенну, конец которой припаивают к подложке, при этом микросхему также припаивают к подложке с помощью ее штырьков. RFID метку имплантируют в шины во время их формирования и интегрируют с ними при высоких температурах с помощью вулканизации. RFID метку используют в течение всего жизненного цикла шин для записи определенной информации, таким образом способствуя решению проблем продаж, защиты от подделок, борьбы с мошенничеством, рекламации и т.п.
Известный уровень техники RFID (радиочастотных меток), используемых внутри резиновых шин, имеет несколько недостатков:
1. Используется структура подложки и процесс печати с припоем SMT, при этом размер подложки относительно невелик. Следовательно, для того, чтобы зафиксировать подложку небольшого размера, необходимо соединить нескольких деталей специальными зажимами, а также включить в технологический процесс процедуры сортировки и обрезки после пайки. Указанная технология является сложной и трудоемкой, требует много ручной работы, что приводит к неравномерному качеству RFID метки, и оказывает негативное влияние на массовое производство.
2. Подложка является тонкой и имеет острые края. Хотя RFID метка может быть относительно неплохо интегрирована с резиной во время формирования шины, податливость и пластическая деформация шины создают трение внутри резины, что приводит к высокой вероятности ее разрезания подложкой во время процесса производства или повреждения резины в процессе эксплуатации шины, а значит и к потенциальному риску для безопасности.
3. RFID метка предшествующего уровня техники на ее сторонах содержит разные структуры. Если RFID метка расположена вертикально в прослойке резиновой шины, то могут возникать с трудом высвобождаемые во время плавки, что также приводит к снижению качества шин. Кроме того, при автоматическом имплантировании метки в шины во время массового производства, электронная RFID метка требует четкой ориентации ее передней и задней сторон, а также и ее имплантированного состояния. Поэтому конструкция автоматического имплантированного устройства становится значительно сложнее.
4. RFID метка передает и принимает данные, с учетом соединения между антенной и радиочастотным модулем. Однако растяжение и деформация шины в процессе производства или эксплуатации могут привести к разделению антенны и радиочастотного модуля из-за разрыва, повреждения или старения, что также приводит к отказу RFID метки.
Краткое описание полезной модели
Задача настоящей полезной модели состоит в том, чтобы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники и представить RFID устройство, имплантированное внутрь резиновых шин, в котором, ввиду улучшения формы и структуры микросхемы, отсутствует подложка, и, следовательно, устранены проблемы, вызванные обработкой и качеством пайки между микросхемой и подложкой, а также предотвращено разрезание резины острыми краями подложки. При этом указанная обработка упрощена для обеспечения качества резиновых шин. Дополнительно, настоящая полезная модель также изменяет связь между штырьком микросхемы и антенной для обеспечения более прочного соединения.
Устройство RFID, имплантированное внутри резиновых шин, содержит радиочастотную микросхему, антенные штырьки на радиочастотной микросхеме, а также соединенные с антенными штырьками антенны, причем устройство RFID отличается тем, что антенные штырьки соединены с антеннами при помощи болтообразных соединительных элементов, а радиочастотная микросхема, антенный штырек, болтообразный соединительный элемент и один конец антенны упакованы в рукав с гладкой поверхностью, при этом другой конец антенны выступает из рукава.
Усовершенствованное техническое решение заключается в том, что рукав является цилиндрическим и имеет два торцевых отверстия. При этом два антенных штырька, соединены с двумя концами радиочастотной микросхемы и, соответственно, соединены с антеннами при помощи двух болтообразных соединительных элементов, при этом две антенны соответственно выступают из торцевых отверстий цилиндрического рукава.
Усовершенствованное техническое решение заключается в том, что болтообразный соединительных элемент антенных штырьков выполнен из золота.
Усовершенствованное техническое решение заключается в том, что антенна выполнена из проводящего материала с хорошей податливостью и пластичностью, часть антенны, выступающая из рукава, скручена в виде спирали или согнута в виде треугольника.
По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящая полезная модель имеет следующие преимущества:
В заявленном устройстве RFID (радиочастотной метке) отсутствует подложка, и, следовательно, избегается повреждение резины, вызванное ее разрезанием острыми краями подложки. Также отсутствуют проблемы, связанные с качеством полученных изделий, вызванные сложным процессом пайки радиочастотной микросхемы. Качество продукции и эффективность производства изделия могут быть значительно улучшены, путем более надежного присоединения антенного штырька к антенне с помощью болтообразного соединительного элемента часть которого упакована внутри рукава с гладкой поверхностью. Данная полезная модель обеспечивает гибкий способ проектирования антенны при сравнительно небольших производственных затратах.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 показана внутренняя структура устройства RFID, имплантированного внутрь резиновых шин;
На фигуре 2 показан вид в перспективе варианта реализации внутренней структуры устройства RFID, имплантированного внутрь резиновых шин;
На фигуре 3 показана спиральная антенна устройства RFID, имплантированного внутрь резиновых шин после полной обработки.
На приложенных фигурах позициями показаны радиочастотная микросхема (1), антенный штырек (2), антенна (3), болтообразный соединительный элемент (4) и рукав (5).
Подробный вариант реализации полезной модели;
Варианты реализации настоящей полезной модели описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Очевидно, что описанные варианты реализации полезной модели являются лишь частью возможных вариантов ее реализации. Другие варианты реализации полезной модели, полученные без творческой работы специалистом в данной области техники на основе описанных вариантов, не выходят за пределы сущности и объема настоящей полезной модели.
На фиг.1-3 показан вариант реализации устройства RFID, имплантированного внутрь резиновой шины, в котором устройство RFID содержит: радиочастотную микросхему (1) с антенными штырьками (2), антенны (3), соединенные со антенными штырьками (2) с помощью болтообразных соединительных элементов (4). Радиочастотная микросхема (1), антенные штырьки (2), болтообразные соединительные элементы (4) и один конец антенны упакованы в рукав (5) с гладкой поверхностью. Другой конец антенны выступает из рукава (5). Дополнительно, часть структуры антенных штырьков (2) может выступать из рукава 5 (на фигурах не показано).
В варианте реализации, показанном на фиг.2, рукав (5) выполнен цилиндрическим с двумя открытыми торцами. Два антенных штырька (2) соединены с концом радиочастотной микросхемы (1) и соответственно соединены с двумя антеннами (2) при помощи двух болтообразных соединительных элементов (4), при этом две антенны (3) выступают из двух открытых торцов цилиндрического рукава.
Чтобы обеспечить прочное соединение, болтообразные соединительные элементы (4) выполнена из золота. Для упрощения формы антенн, материал из которого они изготовлены является проводником с хорошей податливостью и пластичностью.
В варианте реализации изобретения, показанном на фигуре 3, часть антенны (3), выступающая из рукава (5), скручена в виде спирали.
Во время производства электронной метки антенные штырьки (2) надежно соединяют с антеннами (3) с помощью болтообразного соединительного элемента (4), упаковывают, а затем формируют антенны (3), причем части антенн (3), выступающие из рукава (5), также могут быть согнуты в виде треугольника.
Форма упаковки радиочастотной микросхемы (1) не ограничена цилиндром, для избежания разрезания резины она также может быть выполнена в виде сферы или любой другой формы с тупыми углами. Однако, число штырьков антенны (2) должно быть четным.
Следует понимать, что вышеприведенные варианты реализации полезной модели приведены лишь для иллюстрации заявленных технических решений и не должны рассматриваться как какие-либо ее ограничения. При этом, хотя настоящая полезная модель и была подробно описана со ссылкой на варианты ее реализации, специалист в данной области техники сможет легко понять, что заявленные технические решения модели могут быть изменены или некоторые из технических признаков могут быть заменены эквивалентно, но эти модификации или замены не делают указанные технические решения выходящими за пределы сущности и объема вариантов реализации настоящей полезной модели.