檢測輪胎的偏心率的方法以及設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于車輛車輪(4)的維護(hù)的設(shè)備(1)，比如平衡機(jī)或用于安裝/拆除輪胎的裝置，以及涉及一種用于在車輛車輪(4)自身的維護(hù)過程中檢測車輛車輪的輪胎(2)的偏心率的方法。設(shè)備(1)包括安裝于底座(5)上的且適于接收并支撐車輛車輪(4)的輪輞(3)的支撐件(6)。設(shè)備(1)包括用于檢測安裝于所述支撐件(6)上的車輪(4)的輪胎(2)的偏心率的裝置(10)。這樣的裝置(10)包括：發(fā)射平面激光束(13)的源(12)，所述平面激光束(13)被構(gòu)造成照射輪胎(2)的胎面(2A)的線性部分(17)；以及光學(xué)檢測器(14)。所述光學(xué)系統(tǒng)(14)被構(gòu)造成捕獲由胎面(2A)所反射的光束(18)并將所述光束(18)聚焦于光學(xué)傳感器(16)的點(diǎn)(19)上。所述光學(xué)傳感器(16)被構(gòu)造成發(fā)射表示所述線性部分(17)距主軸線(A)的徑向距離的平均值的信號，沿這樣的線性部分(17)的延伸范圍計(jì)算所述平均值?？刂茊卧?9)操作地連接至所述光學(xué)檢測器(14)并且被構(gòu)造成處理對應(yīng)于胎面(2A)的不同的線性部分(17)且在輪胎(2)的旋轉(zhuǎn)期間所獲得的多個平均值以及檢測所述輪胎(2)的偏心率。
【專利說明】
檢測輪胎的偏心率的方法以及設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的目的為一種方法和裝置，所述方法和裝置用于檢測車輛車輪的輪胎的偏心率，優(yōu)選地在用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備上所執(zhí)行的維護(hù)操作中檢測車輛車輪的輪胎的偏心率。特別地，本發(fā)明優(yōu)選地處于修理車間中的輪胎專業(yè)人員所使用的設(shè)備--比如輪胎拆裝機(jī)和平衡機(jī)--的范圍中。更一般地，本發(fā)明在每次必須管理(核實(shí)、控制、替換)安裝于相應(yīng)的輪輞上的輪胎時具有應(yīng)用。
[0002]本發(fā)明的另一個目的為一種用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備，所述設(shè)備集成有這樣的裝置并且被構(gòu)造成執(zhí)行本發(fā)明的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]文件US2005/0052657示出一種用于執(zhí)行對安裝于平衡機(jī)上的車輛車輪的輪胎的掃描的方法和設(shè)備。光源將激光束發(fā)射于輪胎的表面上。這樣的光束被所述表面反射并且被CCD接收器捕獲。所述接收器根據(jù)反射光束的撞擊點(diǎn)生成位置信號并將它們傳送至計(jì)算機(jī)。光源和接收器安裝于可圍繞相應(yīng)的銷旋轉(zhuǎn)和/或平移的支撐件上，通過合適的馬達(dá)使所述支撐件運(yùn)動。光源發(fā)射在輪胎上限定光點(diǎn)的光束。光束被反射、穿過光學(xué)聚焦系統(tǒng)直到CCD傳感器的敏感元件，光學(xué)聚焦系統(tǒng)和CCD傳感器的敏感元件均為CCD接收器的部分。由光學(xué)系統(tǒng)引導(dǎo)的反射光束撞擊CCD傳感器的特定區(qū)域，所述特定區(qū)域?yàn)榫嚯x的函數(shù)。上述設(shè)備由于使支撐件(連同發(fā)射器和接收器)以圍繞相應(yīng)的銷旋轉(zhuǎn)的方式和/或以平移的方式運(yùn)動的可能性而使得能夠掃描輪胎的整個表面，并且使得能夠獲得所述輪胎的整個系列的數(shù)據(jù)(偏心率、磨損、錐度、等等)。
[0004]
【申請人】已經(jīng)觀察到的是，特別地由于使光源和CCD接收器能夠在輪胎旁邊運(yùn)動(通過圍繞銷旋轉(zhuǎn)和/或通過平移)的這樣的馬達(dá)和結(jié)構(gòu)的存在，這樣的設(shè)備在機(jī)械方面為復(fù)雜的且昂貴的。另外，
【申請人】已經(jīng)觀察到的是，在不存在支撐件的這樣的運(yùn)動的情況下，考慮到光束為點(diǎn)狀，US 2005/0052657中所描述的設(shè)備不能執(zhí)行它自身的功能，亦即執(zhí)行對整個表面的掃描。
[0005]文件EP2 020 594—代表同一
【申請人】一示例說明一種用于確定安裝于平衡機(jī)或安裝于輪胎拆裝機(jī)上的車輛車輪的輪胎的幾何尺寸的方法和設(shè)備。所述設(shè)備包括能夠生成平面光束的光源，所述平面光束撞擊輪胎的表面的帶。在所述帶的、由平面光束與輪胎的交叉點(diǎn)所限定的每一點(diǎn)處，光束被反射并分解。反射光束被設(shè)置有二維敏感表面的CCD或CMOS類型的接收器捕獲。這樣的敏感表面生成與所述帶的每個點(diǎn)的、反射于所述敏感表面上的位置成比例的信號。
[0006]
【申請人】認(rèn)識到的是，EP2 020 594中所描述的方案使得能夠同時獲得屬于所述帶的多個點(diǎn)，維持光源和接收器相對于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線固定;然而，這樣的儀器的、特別地具有二維敏感表面和相關(guān)的電子設(shè)備的傳感器的成本是非常高的并且對整個機(jī)器(平衡機(jī)或輪胎拆裝機(jī))的成本具有顯著的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在這樣的范圍中，
【申請人】已經(jīng)確立的目標(biāo)是提出一種用于優(yōu)選地在車輪維護(hù)之前、之后以及期間檢測車輛車輪的輪胎的偏心率的方法和裝置，所述方法和裝置簡單且可靠。特別地，本發(fā)明的目的是提出一種簡單且可靠的方法以及緊湊且相對便宜的裝置。
[0008]
【申請人】還確立的目的是提出一種在車輛自身的維護(hù)和/或制備修理車間中使用的、用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備，所述設(shè)備集成有適于檢測車輪的輪胎的偏心率的裝置。本發(fā)明的一個特別的目的是提出一種用于管理車輛車輪的設(shè)備，該設(shè)備在結(jié)構(gòu)方面簡單、相對便宜、易于使用和維護(hù)。
[0009]
【申請人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，可通過借助于被反射和捕獲的平面型光束檢測輪胎的胎面的位置獲得這樣的目標(biāo)和目的。這樣的光束僅僅照射胎面的有限的線性部分，并且在已經(jīng)被反射之后被聚焦于光學(xué)傳感器的單一的點(diǎn)上。被光學(xué)傳感器聚焦和捕獲的這樣的光束通過發(fā)射/接收裝置確定表示所述線性部分的距離的平均值的信號的生成，沿所述線性部分的延伸范圍計(jì)算所述平均值。換句話說，平面光束與胎面的表面之間的交叉點(diǎn)標(biāo)明對應(yīng)于所述線性部分的光線。這樣的線性部分相對于胎面的圓周延伸范圍橫向地延伸并且優(yōu)選地但并非必須地平行于輪胎的軸線，并且比胎面的寬度窄。沿所述線性部分的延伸范圍，胎面特別地由于限定了胎面自身的花紋塊的槽的存在可具有不同的徑向尺寸。平面型光束在它在胎面上被反射之后由于表面的不規(guī)則性通常并不維持它的平面性。不規(guī)則的反射光束被捕獲并聚焦于傳感器的單一的點(diǎn)上。傳感器上的這樣的點(diǎn)的位置為屬于胎面的線性部分的點(diǎn)相對于發(fā)射/接收裝置的平均距離的函數(shù)、亦即屬于胎面的線性部分的點(diǎn)距主軸線的平均徑向距離(參考輪輞和輪胎組件)的函數(shù)。傳感器因此生成表示屬于胎面的線性部分的點(diǎn)的所述平均徑向距離的信號。
[0010]所謂表示平均徑向距離的信號，它是指與所述平均徑向距離相互關(guān)聯(lián)--例如與平均徑向距離成正比例或成反比例--的信號。
[0011]這樣的信號可能與線性部分的、相對于至少一個參考點(diǎn)的相對位置(以及因此線性距離、角距離、等等)相互關(guān)聯(lián)，所述至少一個參考點(diǎn)并不一定位于主軸線上但是它相對于所述主軸線的位置已知。這樣的至少一個參考點(diǎn)相對于主軸線優(yōu)選地固定。這樣的至少一個參考點(diǎn)還能夠以已知的運(yùn)動定律運(yùn)動，以使得在每一時刻它相對于所述主軸線的位置依然已知。這樣的信號例如為所述線性部分距發(fā)射/接收裝置的一個或多個元件(例如距所述源和/或距所述光學(xué)傳感器和/或距所述光學(xué)聚焦系統(tǒng))的距離的函數(shù)，所述一個或多個元件固定并且相對于主軸線位于已知的位置中。
[0012]這樣的平均徑向距離受可能的不規(guī)則性和/或槽影響，但最重要的是還受胎面的、在所述槽的外部的表面的徑向位置的影響，所述表面在安裝于車輛上的輪胎的滾動期間與地面直接地接觸。通過處理在輪胎旋轉(zhuǎn)期間來自傳感器的所有信號，可以檢測這樣的輪胎的偏心率。本發(fā)明因此使得能夠檢測/評估最大偏心率(最大程度地影響輪胎的性能和舒適性的偏心率)，亦即輪胎的、與地面接觸的表面的偏心率。
[0013]更具體地，根據(jù)第一個方面，本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)選地在車輛車輪的維護(hù)過程中檢測用于車輛車輪的輪胎的偏心率的方法，所述方法包括:
[0014]1.使車輪圍繞所述車輪的主軸線旋轉(zhuǎn)，所述車輪包括輪輞和輪胎；
[0015]i1.用平面光束、優(yōu)選地用激光照射輪胎的胎面的線性部分，其中所述線性部分具有的軸向?qū)挾刃∮谔ッ娴妮S向?qū)挾惹掖笥谒鎏ッ娴牟鄣妮S向?qū)挾龋?br>[0016]ii1.捕獲由所述胎面所反射的光束并將所述光束聚集于光學(xué)傳感器的點(diǎn)上，其中由所述光學(xué)傳感器所發(fā)射的信號表示線性部分距主軸線的徑向距離的平均值，沿所述線性部分的延伸范圍計(jì)算所述平均值；
[0017]iv.處理對應(yīng)于胎面的不同的線性部分且在輪胎旋轉(zhuǎn)期間所獲得的多個平均值，以及檢測所述輪胎的偏心率。
[0018]根據(jù)第二個方面，本發(fā)明涉及一種用于檢測車輛車輪的輪胎的偏心率的裝置，優(yōu)選地能將所述裝置實(shí)施于用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備上，所述裝置包括:
[0019]發(fā)射平面光束、優(yōu)選地發(fā)射激光的源，所述平面光束被構(gòu)造成照射輪胎的胎面的線性部分，其中所述線性部分具有的軸向?qū)挾刃∮谔ッ娴妮S向?qū)挾惹掖笥谒鎏ッ娴牟鄣妮S向?qū)挾龋?br>[0020]包括有光學(xué)聚焦系統(tǒng)和光學(xué)傳感器的光學(xué)檢測器，其中所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)被構(gòu)造成捕獲由胎面所反射的光束并將所述光束聚焦于光學(xué)傳感器的點(diǎn)上;其中所述光學(xué)傳感器被構(gòu)造成發(fā)射表示所述線性部分的徑向距離的平均值的信號，沿所述線性部分的延伸范圍計(jì)算所述平均值；
[0021]控制單元，所述控制單元操作地連接至所述光學(xué)檢測器并且被構(gòu)造成處理對應(yīng)于胎面的不同的線性部分的、在輪胎旋轉(zhuǎn)期間所獲得的多個平均值以及檢測所述輪胎的偏心率。
[0022]根據(jù)第三個方面，本發(fā)明涉及一種用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0023]底座；
[0024]安裝于所述底座上且適于接收并以可旋轉(zhuǎn)方式支撐車輛車輪的輪輞的支撐件；
[0025]根據(jù)第二個方面的裝置，所述裝置用于檢測安裝于所述支撐件上的車輪的輪胎的偏心率和/或?qū)嵤└鶕?jù)第一個方面所述的方法。
[0026]根據(jù)第四個方面，本發(fā)明涉及一種用于車輛車輪的維護(hù)的過程，所述過程包括根據(jù)第一個方面所述的方法和/或其利用根據(jù)第二個方面所述的裝置。
[0027]
【申請人】已經(jīng)證實(shí)的是，本發(fā)明使得能夠精確地且可靠地檢測輪胎的偏心率而無需使用復(fù)雜的、龐大的且昂貴的系統(tǒng)，以便能夠在用于車輛車輪的維護(hù)的機(jī)器中使用所述方法和裝置而不會過度地增加其產(chǎn)品和維護(hù)的體積和成本。特別地，根據(jù)本發(fā)明所述的方法使得能夠以簡單可靠的且快速的方式可能地與輪胎的維護(hù)操作同時地(在維護(hù)操作期間、剛好在維護(hù)操作之前或剛好在維護(hù)操作之后)檢測輪胎的偏心率，確保數(shù)據(jù)被傳送至維護(hù)設(shè)備的控制單元或傳送至集成至所述設(shè)備自身的或在所述設(shè)備外部的其它計(jì)算機(jī)。根據(jù)本發(fā)明所述的裝置使得能夠通過將所述設(shè)備的結(jié)構(gòu)維持相對簡單且整體緊湊而實(shí)施對偏心率的檢測。
[0028]在一個方面中，所述設(shè)備包括馬達(dá)，所述馬達(dá)操作地連接至所述支撐件并且被構(gòu)造成使所述可旋轉(zhuǎn)的支撐件和車輪圍繞所述車輪的主軸線旋轉(zhuǎn)。
[0029]在一個方面中，所述控制單元還被構(gòu)造成驅(qū)動所述馬達(dá)，以使得它使所述可旋轉(zhuǎn)的支撐件和車輪旋轉(zhuǎn)。
[0030]在一個方面中，所述設(shè)備為用于將輪胎安裝于輪輞上和/或?qū)⑤喬妮嗇y拆除的裝置(輪胎拆裝機(jī))。
[0031 ]在一個方面中，所述設(shè)備為平衡機(jī)。
[0032]在一個方面中，所述過程包括:使所述車輪平衡。
[0033]在一個方面中，所述過程包括:將輪胎安裝于輪輞上和/或?qū)⑤喬妮嗇y拆除。
[0034]在一個方面中，將所述發(fā)射源安裝固定于所述底座上。在一個方面中，將所述光學(xué)檢測器安裝固定于所述底座上。在一個方面中，所述設(shè)備包括支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)被優(yōu)選地以可移除的方式約束至所述底座，并且支承彼此合適地相間隔的發(fā)射源和光學(xué)檢測器。在一個方面中，可能地可調(diào)節(jié)發(fā)射源的以及光學(xué)檢測器的位置，但是至少在所述方法的步驟ii和iii期間，將平面光束(以及因此發(fā)射源)和光學(xué)傳感器相對于主軸線固定，亦即固定于底座上。
[0035]在一個方面中，所述發(fā)射源設(shè)置于距離胎面的、介于大致10mm至大致500mm之間的距離處。這樣的距離取決于輪胎的大小。在一個方面中，將發(fā)射源構(gòu)造成發(fā)射具有大致3°的開度角的平面光束。發(fā)射源將線性部分(光線)投射于胎面上。在一個方面中，所述線性部分位于輪胎的中心面處或靠近于輪胎的中心面。在一個方面中，所述線性部分的軸向?qū)挾冉橛谔ッ娴妮S向?qū)挾鹊拇笾?%至大致10%之間。在一個方面中，所述線性部分的軸向?qū)挾冉橛诖笾?mm至大致30mm之間、優(yōu)選地介于大致5mm至大致25mm之間。這樣的值使得能夠照射和捕獲胎面的、與地面接觸的表面的至少一個區(qū)域，而不具有整個線性部分將落入槽內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0036]在一個方面中，所述光學(xué)傳感器為線性類型(圖像傳感器線路)。在一個方面中，光學(xué)傳感器為CCD(電荷耦合裝置)類型。在一個方面中，所述CCD光學(xué)傳感器由光電二極管/像素的線性矩陣構(gòu)成。在一個方面中，所述線性矩陣由2048X 1個像素組成。這樣的傳感器類型(本身為已知類型)為簡單的、便宜的且不需要用于處理信號的復(fù)雜的電子裝置。
[0037]在一個方面中，所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)包括至少一個透鏡，所述透鏡優(yōu)選地為球面透鏡。反射光束在所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)的不同的區(qū)域中碰撞所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)并且被聚焦于光學(xué)傳感器的不同的點(diǎn)中。
[0038]反射光束被光學(xué)聚焦系統(tǒng)聚焦于線性傳感器上并且被所述像素中的一個捕獲。接收聚焦光束的/被聚焦光束激發(fā)的像素在線性傳感器上的位置為所述線性部分距“光源/光學(xué)聚焦系統(tǒng)/光學(xué)傳感器”組件的距離的函數(shù)。由于這樣的系統(tǒng)距主旋轉(zhuǎn)軸線的距離為已知的，所以可以獲得胎面的、在單一的線性部分處的(平均)半徑/直徑并且以本身已知的方式、在輪胎旋轉(zhuǎn)期間計(jì)算這樣的胎面的總偏心率。還可以在不直接地計(jì)算平均半徑/直徑的情況下獲得偏心率。實(shí)際上將光學(xué)傳感器的任何一個讀數(shù)當(dāng)作參考值并將它設(shè)置等于零就足夠。在這之后，隨后的所有的讀數(shù)(通過車輪的旋轉(zhuǎn)獲得)將提供這樣的值，該值在偏心率的情況下正向地或負(fù)向地偏離“零值”。
[0039]在一個方面中，所述控制單元包括被構(gòu)造成執(zhí)行這樣的操作的軟件。
【附圖說明】
[0040]通過對根據(jù)本發(fā)明所述的用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備的優(yōu)選的但并非排外的實(shí)施例的具體描述，另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。
[0041]在下文中將參考僅僅被作為非限制性示例提供的附圖闡述這樣的描述，其中:
[0042]-圖1示出根據(jù)本發(fā)明所述的設(shè)備的第一實(shí)施例；
[0043]-圖2示出根據(jù)本發(fā)明所述的設(shè)備的第二實(shí)施例；
[0044]-圖3為根據(jù)本發(fā)明所述的裝置的元件的三維示意圖；以及
[0045]-圖4為圖3的裝置的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]參考附圖，附圖標(biāo)記I總體上表示用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備。
[0047]圖1中所示的設(shè)備I為用于將輪胎2安裝于車輪4的輪輞3上和/或?qū)⑤喬?從輪輞3拆除的裝置。設(shè)備I包括用于抵靠地面的底座5。可旋轉(zhuǎn)的支撐件6安裝于底座5上，由豎直的軸限定這樣的支撐件，所述豎直的軸具有布置于它的上部端部處的未具體示出但本身為已知的支撐裝置，比如用于接收和支撐車輪2的輪輞3的支撐板;所述豎直的軸還具有未具體示出但本身為已知的鎖定裝置，所述鎖定裝置使得能夠?qū)⑤嗇y3—體地約束至軸6。軸6能圍繞其主軸線“A”在底座5上旋轉(zhuǎn)并且連接至電動馬達(dá)，所述電動馬達(dá)例如在底座5的殼體內(nèi)部且并未示出。所述馬達(dá)被構(gòu)造成使軸6和車輪4一同圍繞軸6的主軸線“A”(主軸線“A”與車輪4的主軸線或旋轉(zhuǎn)軸線重合)旋轉(zhuǎn)。底座5包括豎直地延伸的柱7。柱7大致平行于軸6并且支撐本身為已知且并未具體描述的裝配與拆卸工具8，所述裝配與拆卸工具8適于將輪胎2從輪輞3拆除以及將輪胎2安裝至輪輞3上。裝配與拆卸工具8被構(gòu)造成接近于輪胎2的胎圈從下面以及從上面與輪胎2的胎側(cè)接觸，輪胎2的胎圈在所述輪胎2被安裝于輪輞3上時位于屬于輪輞3自身的兩個胎圈之后。
[0048]本身為已知且并未示出的致動器操作地連接至所述裝配與拆卸工具8并且連接至設(shè)備I的控制單元9?？刂茊卧?被構(gòu)造成將控制信號發(fā)送至所述致動器，以便命令所述裝配與拆卸工具8以將輪胎2從輪輞3拆除或?qū)⑤喬?安裝至輪輞3上。操作者通過連接至所述控制單元且并未示出的用戶界面(包括，例如，按鈕、踏板、觸感屏幕、等等)控制這樣的操作。
[0049]設(shè)備I包括用于檢測車輛車輪的輪胎2的偏心率的裝置10。裝置10包括例如由盒狀主體所限定的支撐結(jié)構(gòu)U，所述支撐結(jié)構(gòu)11安裝固定于底座5上并且放置于支撐件6以及安裝于支撐件6上的車輪4旁邊。如在圖1中可見的，盒狀主體11與輪胎2的胎面2A并排且相間隔。盒狀主體11可以是能夠安裝于底座5上的以及能整個從底座5移除的。在一個替代的、未示出的實(shí)施例中，可根據(jù)例如輪胎2的大小調(diào)節(jié)盒狀主體11(運(yùn)動且再一次固定于底座5上)的位置。
[0050]盒狀主體11支承發(fā)射平面光束13的源12。這樣的源12為例如設(shè)置有未示出的圓柱形透鏡的激光器，所述圓柱形透鏡適于將所述激光器所發(fā)射的光束轉(zhuǎn)換成平面光束13。如在圖1和3中可見的，平面光束13位于一個平面中并且發(fā)散，遠(yuǎn)離源12運(yùn)動。平面光束13具有例如大致3°的開度角“Ω”。
[0051]盒狀主體11支承光學(xué)檢測器14，所述光學(xué)檢測器14包括光學(xué)聚焦系統(tǒng)15以及線性類型的光學(xué)傳感器16。光學(xué)傳感器16為由像素(例如2048X1個)的陣列所形成的CCD類型。光學(xué)聚焦系統(tǒng)15在所示實(shí)施例中包括單一的球面透鏡。
[0052]如在圖3和4中更加可見的，源12指向支撐件6。當(dāng)輪胎2處于支撐件6上時，源12指向所述輪胎2的胎面2A。光學(xué)傳感器16與源12并排、與源12相間隔并且光學(xué)傳感器16也指向輪胎2。具有指向光學(xué)傳感器16的凸面以及相對的平面的球面透鏡15放置于光學(xué)傳感器16對面。源12、球面透鏡15以及光學(xué)傳感器16之間的相對位置布置為使得由輪胎2所反射的平面光束13碰到球面透鏡15并且被聚焦于光學(xué)傳感器16的點(diǎn)上。
[0053]更具體地，平面光束13即使并不一定位于平行于車輪4的主旋轉(zhuǎn)軸線“A”的平面中，但平面光束13優(yōu)選地位于平行于車輪4的主旋轉(zhuǎn)軸線“A”的平面中，并且平面光束13通過撞擊胎面2A而在胎面2A上生成受照射的線性部分17，線性部分17大致由平行于所述主軸線“A”(圖1和3)的線限定。這樣的線性部分17優(yōu)選地位于輪胎2的中心面“M”處，亦即位于輪胎2的、用于與地面滾動接觸的徑向外部部分處。
[0054]如在圖1中可見的，線性部分17部分地位于胎面2A的徑向外表面上且部分地位于該相同胎面2A的槽20中。
[0055]使線性部分17的軸向?qū)挾取癓I”大于胎面2A的槽20的寬度“L2”，以便確保光束撞擊胎面2A的徑向外表面且至少部分地被胎面2A的徑向外表面反射。線性部分17的寬度“LI”在任何情況下都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于胎面2A的總寬度“L3”(平行于主軸線“A”測量)。線性部分17的這樣的寬度“LI”取決于源12與胎面之間的距離，亦即取決于輪胎2的大小。例如，若源12放置于大致10mm的距離處，則線性部分17的寬度“LI”為大致5mm。若源12放置于大致500mm的距離處，則線性部分17的寬度“LI”為大致25mm。若認(rèn)為胎面2A具有大致250mm的寬度“L3”，則線性部分17的軸向?qū)挾取癓I”介于胎面2A的軸向?qū)挾鹊拇笾?%至大致10%之間。
[0056]由胎面2A所反射的激光生成反射光束18，反射光束18通常為非平面的。球面透鏡15攔截反射光束18并將它聚焦于光學(xué)傳感器16的點(diǎn)19中。如在圖1、3以及4中可見的，在已經(jīng)穿過球面透鏡15之后，反射光束18匯聚于光學(xué)傳感器16上的單一的點(diǎn)19中。反射光束18的匯聚點(diǎn)取決于胎面2A的線性部分17距由源12以及光學(xué)檢測器14所形成的系統(tǒng)的距離。
[0057]這樣的點(diǎn)19事實(shí)上具有它自己的面積，即使它自己的面積最小也是如此，所述面積例如對應(yīng)于光學(xué)傳感器16的像素中的一個并且例如介于大致I X 10—4mm2與大致3 X 10—4mm2之間。
[0058]圖4中示出在較大尺寸的輪胎2和較小的輪胎2’的情況下激光的路徑。如可以觀察到的，由較大的輪胎2所反射的光束18被聚焦于光學(xué)傳感器16的更低的點(diǎn)上(參考圖4為更低的)，而由較小的輪胎2’所反射的光束18’被聚焦于光學(xué)傳感器16的更高的點(diǎn)上(仍然參考圖4)。
[0059]光學(xué)傳感器16操作地連接至設(shè)備I的控制單元9，控制單元9具有被構(gòu)造成處理來自傳感器16自身的信號的軟件。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的過程和方法，將附有輪輞3和輪胎2的車輪4安裝于支撐件6上。在通過裝配與拆卸工具8且按本身已知的方式將輪胎2從輪輞3拆卸之前或者在已經(jīng)將輪胎2安裝于輪輞3上之后，使車輪4例如以介于大致2rpm至大致25rpm之間的角速度旋轉(zhuǎn)。
[0061]啟動固定于底座5上的裝置10。源12用平面光束13照射胎面2A的線性部分17。根據(jù)這樣的線性部分17距由源12以及光學(xué)檢測器14所構(gòu)成的系統(tǒng)的距離，亦即根據(jù)胎面2A的、在所述線性部分17處的徑向距離，反射光束18在所述透鏡15的不同的區(qū)域(對于位置和形狀為不同的)處碰到球面透鏡15并且被聚焦于光學(xué)傳感器16的不同的點(diǎn)處。入射點(diǎn)19因此表示胎面2A的半徑/直徑。
[0062]如以上所提到的，由于這樣的線性部分17可部分地位于胎面2A的徑向外表面(輪胎2的花紋塊的頂部)上以及部分地位于槽20中，所以透鏡15的入射區(qū)域以及因此光學(xué)傳感器16上的入射點(diǎn)19表示形成線性部分17的點(diǎn)相對于主軸線的所處的徑向距離的平均數(shù)(或者形成線性部分17的所述點(diǎn)相對于由源12和光學(xué)檢測器14所構(gòu)成的系統(tǒng)所處的距離的平均數(shù))。光學(xué)傳感器16因此發(fā)射表示平均半徑/直徑(或者表示距光學(xué)檢測器的平均距離)的信號并將它發(fā)送至控制單元9。
[0063]在車輪4旋轉(zhuǎn)期間，控制單元9接收表示胎面2A的、由被平面光束13依序地且連續(xù)地照射的線性部分17所限定的圓周帶的平均直徑(或平均距離)的一系列的所述信號。將控制單元9構(gòu)造成通過軟件處理對應(yīng)于胎面的不同的線性部分的多個平均值以及檢測所述輪胎2的偏心率。作為非限制性示例，為了獲得偏心率，可以將光學(xué)傳感器16的任何一個讀數(shù)(所述平均值中的一個)當(dāng)作參考值并將它設(shè)置為等于零。在此之后，隨后的所有的讀數(shù)(通過車輪4的旋轉(zhuǎn)獲得)將提供這樣的值，該值在偏心率的情況下正向地或負(fù)向地偏離“零值”。
[0064]一旦獲知輪胎2的偏心率，若同樣獲知輪輞3的偏心率(用本身為已知類型且在本文中未描述的不同的以及另外的裝置獲得這樣的偏心率)，就可以將輪胎2從輪輞3拆除并且接著再一次將輪胎2安裝于不同的角位置中，以使得相應(yīng)的偏心率將至少部分地且盡可能地彼此補(bǔ)償(被稱為“匹配安裝”的技術(shù))。
[0065]在一個不同的實(shí)施例中，設(shè)備I為車輪4的平衡機(jī)(在圖2中示出)。對于平衡機(jī)I的、對應(yīng)于所述用于安裝/拆除輪胎2的裝置中所存在的那些元件的元件，使用相同的附圖標(biāo)記。平衡機(jī)I包括用于抵靠地面的底座5?？尚D(zhuǎn)的支撐件6安裝于底座5上，由水平的軸限定這樣的支撐件6，所述水平的軸具有布置于它的端部處的未具體示出且本身為已知的支撐裝置，這樣的支撐裝置用于接收和支撐車輪2的輪輞3。所述水平的軸還具有未具體示出且本身為已知的鎖定裝置，所述鎖定裝置使得能夠?qū)⑤嗇y3—體地約束至軸6。軸6能夠圍繞它的主軸線“A”在底座5上旋轉(zhuǎn)并且連接至電動馬達(dá)，所述電動馬達(dá)例如在底座5的殼體內(nèi)部且并未示出。所述馬達(dá)被構(gòu)造成使軸6和車輪4一同圍繞軸6的主軸線“A”(主軸線“A”與車輪4的主軸線或旋轉(zhuǎn)軸線重合)旋轉(zhuǎn)。平衡機(jī)I包括本身為已知且并未描述或示出的裝置，該裝置適于允許在車輪圍繞主軸線“A”旋轉(zhuǎn)時動態(tài)地平衡所述車輪。
[0066]平衡機(jī)I包括用于檢測安裝于底座5上的輪胎2的偏心率且面對胎面2A的裝置10。盒狀主體11在圖2中為可見的，源12以及光學(xué)檢測器14(在圖2中為不可見的)容納于盒狀主體11內(nèi)。盒狀主體11設(shè)置有用于使由源12所發(fā)射的平面光束13通過的第一下部開口21，以及適于使反射光束18能夠通過以及使反射光束18能夠被光學(xué)檢測器14捕獲的第二上部開口 22。設(shè)備I還包括控制單元9，所述控制單元9被構(gòu)造成控制平衡過程并且還用于檢測偏心率。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的方法所述的裝置I的結(jié)構(gòu)和操作類似于以上對于所述用于安裝/拆除輪胎2的設(shè)備所描述的結(jié)構(gòu)和操作并且本文中將不再對其進(jìn)行重復(fù)。在這樣的情況下，可在平衡期間或在平衡之后執(zhí)行對偏心率的檢測。在檢測偏心率期間和/或在平衡期間，車輪4例如以介于大致60rpm至大致300rpm之間的角速度旋轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于優(yōu)選地在車輛車輪的維護(hù)過程中檢測車輛車輪的輪胎的偏心率的方法，所述方法包括: 1.使車輪(4)圍繞所述車輪(4)的主軸線(A)旋轉(zhuǎn)，所述車輪(4)包括輪輞(3)和輪胎(2)； i1.用平面光束(13)、優(yōu)選地用激光照射輪胎(2)的胎面(2A)的線性部分(17)，其中所述線性部分(17)具有的軸向?qū)挾?LI)小于所述胎面(2A)的軸向?qū)挾?L3)且大于所述胎面(2A)的槽(20)的軸向?qū)挾?L2); ii1.捕獲由所述胎面(2A)所反射的光束(18)并將所述光束(18)聚焦于光學(xué)傳感器(16)的點(diǎn)(19)上，其中由所述光學(xué)傳感器(16)所發(fā)射的信號表示所述線性部分(17)距所述主軸線(A)的徑向距離的平均值，沿所述線性部分(17)的延伸范圍計(jì)算所述平均值； iv.處理對應(yīng)于所述胎面(2A)的不同的線性部分(17)且在所述輪胎(2)的旋轉(zhuǎn)期間所獲得的多個平均值，以及檢測所述輪胎(2)的偏心率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少在步驟ii以及iii期間，相對于所述主軸線(A)將所述平面光束(13)和所述光學(xué)傳感器(16)固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述線性部分(17)位于所述輪胎(2)的中心面(M)處或靠近于所述輪胎(2)的所述中心面(M)。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述線性部分(17)的軸向?qū)挾?LI)介于所述胎面(2A)的所述軸向?qū)挾?L3)的大致2%至大致10%之間。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述線性部分(17)的所述軸向?qū)挾?LI)介于大致3mm至大致30mm之間、優(yōu)選地介于大致5mm至大致25mm之間。6.—種用于車輛車輪的維護(hù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 底座(5); 安裝于所述底座(5)上且適于接收并以旋轉(zhuǎn)方式支撐車輛車輪(4)的輪輞(3)的支撐件(6)； 用于檢測安裝于所述支撐件(6)上的所述車輪(4)的輪胎(2)的偏心率的裝置(10); 其中所述裝置(10)包括: 發(fā)射平面光束(13)、優(yōu)選發(fā)射激光的源(12)，所述平面光束(13)被構(gòu)造成照射所述輪胎(2)的胎面(2A)的線性部分(17)，其中所述線性部分(17)具有的軸向?qū)挾?LI)小于所述胎面(2A)的軸向?qū)挾?L3)且大于所述胎面(2A)的槽(20)的軸向?qū)挾?L2); 包括有光學(xué)聚焦系統(tǒng)(15)和光學(xué)傳感器(16)的光學(xué)檢測器(14)，其中所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)(14)被構(gòu)造成捕獲由所述胎面(2A)所反射的光束(18)并將所述光束(18)聚焦于所述光學(xué)傳感器(16)的點(diǎn)(19)上;其中所述光學(xué)傳感器(16)被構(gòu)造成發(fā)射表示所述線性部分(17)相對于主軸線(A)的徑向距離的平均值的信號，沿所述線性部分(17)的延伸范圍測量所述平均值； 控制單元(9)，所述控制單元(9)操作地連接至所述光學(xué)檢測器(14)并且被構(gòu)造成:處理對應(yīng)于所述胎面(2A)的不同的線性部分(17)且在輪胎(2)的旋轉(zhuǎn)期間所獲得的多個平均值;以及檢測所述輪胎(2)的偏心率。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)傳感器(16)為線性類型。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)射源(12)和所述光學(xué)檢測器(14)安裝固定于所述底座(5)上。9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)射源(12)設(shè)置于距所述胎面(2A)為介于大致10mm至大致500mm之間的距離處。10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備(I)為平衡機(jī)或輪胎拆裝機(jī)。
【文檔編號】G01B11/275GK105937888SQ201610093454
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月19日
【發(fā)明人】F·布拉吉羅利
【申請人】斯耐普昂儀器有限公司