RFID УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ВНУТРИ РЕЗИНОВЫХ ШИН

Область техники
Настоящая полезная модель относится к техническим областям, связанным с продукцией из резины и электронными информационными технологиями, а именно относится к усовершенствованию структуры RFID (радиочастотной метки), более конкретно к устройству RFID, используемому внутри резиновых шин.
Уровень техники
RFID (радиочастотная метка) - это бесконтактная электронная метка, способная осуществлять автоматическую идентификацию. Каждая RFID метка имеет свой уникальный идентификационный код. При имплантировании внутри носителя информации (например, резиновых шин) или при прикреплении к поверхности носителя информации, RFID метка может быть интегрирована с носителем в целом. Управляемая внешними устройствами чтения и записи, RFID метка может в любое время отправлять, читать и регистрировать данные, а также контролировать в режиме реального времени состояние носителя при производстве, продаже, использовании и рекламации.
RFID (радиочастотная метка) широко используется в различных областях техники и, в основном, содержит микросхему (интегральную микросхему), подложку (печатную плату определенной формы) и антенну. Микросхему припаивают к подложке с помощью ее штырьков, к подложке также припаивают конец антенны. RFID метку имплантируют в шины во время формирования шин и интегрируют с ними путем высокотемпературной вулканизации. RFID метка используется в течение всего жизненного цикла шин для записи определенной информации, 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 преодолении недостатков подобных устройств из предшествующего уровня техники путем улучшения формы и структуры микросхемы и создания RFID устройства для резиновых шин без использования подложки. Заявленная полезная модель позволит решить проблемы обеспечения качества резиновых шин, вызванные обработкой и качеством пайки между микросхемой и подложкой, избежать разрезания резины острыми краями подложки и, по сути, упростить указанную обработку.
Устройство RFID, используемое внутри резиновых шин, содержит радиочастотную микросхему, антенные штырьки на радиочастотной микросхеме и антенны, соединенные с антенными штырьками, причем заявленное устройство RFID отличается тем, что радиочастотная микросхема упакована в рукав, который имеет гладкую поверхность, при этом антенны зафиксированы на антенных штырьках, а антенные штырьки выходят из рукава.
Усовершенствованное техническое решение заключается в том, что рукав является цилиндрическим и снабжен двумя торцевыми отверстиями. При этом два антенных штырька, соответственно соединенные с двумя концами радиочастотной микросхемы, выходят из двух торцевых отверстий цилиндрического рукава.
Соединение между антенной и антенным штырьком выполнено через внешнюю поверхность антенных штырьков. Более конкретно, существуют две антенны, имеющие спиральную структуру. Один конец каждой из двух пружинных антенн соответственно охватывает внешнюю поверхность одного из антенных штырьков. Внутренний диаметр пружинной антенны слегка меньше внешнего диаметра антенного штырька. Дополнительное усовершенствование описанного выше технического решения состоит в том, что внутренний диаметр пружинной антенны слегка превышает внешний диаметр антенного штырька. Пружинная антенна прочно соединена с антенным штырьком посредством пайки, штамповки или гальванизации. Соединение между антенной и антенным штырьком также может быть выполнено через внутреннюю поверхность антенного штырька. При этом рукав представляет собой цилиндр с двумя торцевыми отверстиями. Существует два антенных штырька и каждый антенный штырек соответственно соединен с одним концом радиочастотной микросхемы. Существует две антенны, имеющие спиральную структуру. Антенный штырек представляет собой полый цилиндр, выходящий из рукава или установленный внутри рукава. Один конец каждой пружинной антенны соответственно вставлен в полый цилиндр антенного штырька, и внешний диаметр пружинной антенны слегка превышает внутренний диаметр антенного штырька.
Дополнительное усовершенствование описанного выше технического решения состоит в том, что рукав представляет собой цилиндр с двумя торцевыми отверстиями. Существует два антенных штырька и каждый антенный штырек соответственно соединен с одним концом радиочастотной микросхемы. Существует две антенны, имеющие спиральную структуру. Антенный штырек представляет собой полый цилиндр, выходящий из рукава или установленный внутри рукава. Один конец каждой пружинной антенны соответственно вставлен в полый цилиндр антенного штырька и внешний диаметр пружинной антенны слегка меньше, чем внутренний диаметр антенного штырька. Пружинная антенна прочно соединена с антенным штырьком пайкой, штамповкой или гальванизацией.
Для увеличения контактной зоны между антенной и антенным штырьком, а также для увеличения прочности соединения, шаг спирали части пружинной антенны, соединенной с антенным штырьком, является меньшим, чем шаг спирали других частей пружинной антенны.
По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящая полезная модель имеет следующие преимущества:
В устройстве RFID (радиочастотной метке), раскрытом в настоящей полезной модели, отсутствует подложка, и, следовательно, повреждение резины, вызванное воздействием острых краев подложки. Заявленные усовершенствования позволяют избежать проблем, вызванных сложным процессом пайки радиочастотной микросхемы, и, следовательно, качество продукции и эффективность производства могут быть значительно улучшены.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид спереди первого варианта реализации устройства RFID, используемого внутри резиновых шин.
Фиг. 2 представляет собой вид сбоку первого варианта реализации устройства, используемого внутри резиновых шин.
Фиг. 3 представляет собой вид спереди второго варианта реализации устройства RFID, используемого внутри резиновых шин.
Фиг. 4 представляет собой вид сбоку второго варианта реализации устройства RFID, используемого внутри резиновых шин.
На фиг. 1-4 позициями показано: радиочастотную микросхему (1), антенный штырек (2), антенну (3), и рукав (4).
Подробный описание вариантов 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 фигуре 1 показан вариант реализации устройства RFID, используемого внутри резиновых шин, содержащего: радиочастотную микросхему (1), штырьки антенн (2) на радиочастотной микросхеме (1) и антенны (3), соединенные со штырьками антенн (2). Радиочастотная микросхема (1) упакована в рукав (4) с гладкой поверхностью, штырьки антенн (2) выступают из рукава (4), а антенны (3) зафиксированы на штырьках антенн (2).
В варианте реализации полезной модели, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, рукав (4) является цилиндрическим и выполнен с двумя открытыми торцами. При этом два антенных штырька (2) выступающие из двух открытых торцов цилиндрического рукава 1, соединены с двумя концами радиочастотной микросхемы (1).
Обе антенны (3), выполнены в виде спиралей. При этом внутренний диаметр пружинной антенны (3) слегка превышает внешний диаметр антенного штырька (2). Один конец каждой из двух пружинных антенн (3) охватывает внешнюю поверхность одного антенного штырька (2) и прочно зафиксирован на нем пайкой, штамповкой или гальванизацией. Для прочного соединения пружинной антенны (3) и антенных штырьков (2) могут быть использованы усиливающие прокладки, при этом внутренний диаметр пружинной антенны (3) слегка меньше внешнего диаметра антенного штырька (2).
Во время процесса производства меток, пружинную антенну (3) устанавливают таким образом, чтобы она охватывала антенный штырек (2) и антенный штырек (2) находился в центре пружинной антенны (3). Для их прочного соединения используют пайку, штамповку или гальванизацию. Для обеспечения надежного контакта между антенной (3) и антенным штырьком (2), уменьшают шаг спирали между частями пружинной антенны (3), соединенными с антенным штырьком (2) с целью увеличения контактной зоны и усиления прочности пайки.
Форма интегрированной радиочастотной микросхемы (1) не ограничена цилиндром, как показано на фиг. 1, 2, в конструкции также могут быть использованы такие формы, как сфера, или другие формы с тупыми углами, такие, как куб, позволяющие избежать повреждения резины, вызванного разрезанием. Однако, количество штырьков антенны (2) должно быть четным, и требуется, чтобы конструкция формы антенного штырька была пригодной для прочного соединения.
На фиг. 3 и фиг. 4 показан второй вариант реализации устройства RFID, используемого внутри резиновых шин, при этом основная структура данного варианта реализации аналогична структуре варианта реализации, описанного выше. Указанный вариант реализации отличается от приведенного выше тем, что антенный штырек (2) является полым цилиндром, и пружинная антенна (3) вставленная в антенный штырек (2) находится в его центре и прочно соединена с ним при помощи пайки, штамповки или гальванизации. Для прочного соединения пружинной антенны (3) и антенных штырьков (2) могут быть использованы усиливающие прокладки, при этом внешний диаметр пружинной антенны (3) слегка превышает внутренний диаметр антенного штырька (2).
В качестве усовершенствования структуры, приведенной на фиг. 3, 4, вместо того, чтобы выступать из рукава (4) (на фигурах не показано) антенный штырек (2) может быть расположен внутри рукава (4).
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.