一种轮胎偏心度自动测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及轮胎生产检测设备技术领域，特别涉及一种轮胎偏心度自动测量装置及测量方法。

背景技术

轮胎偏心度指标是指轮胎的胎侧、胎面跳动以及轮胎表面的凸起和凹陷等参数，常用的轮胎偏心度测量装置为轮胎偏心度检测机，其借助非接触式激光传感器，通过检测激光传感器到轮胎表面距离的变化，以分析出轮胎偏心度参数。

要准确进行轮胎偏心度的测量，需要根据激光传感器的测量范围及轮胎位置，确定激光传感器的测量位置，现有在轮胎固定设置于主轴上时，通过三个设置于轮胎平分面上的激光传感器进行轮胎偏心度的测量，三个激光传感器在水平和竖直方向上由独立的驱动轴进行驱动，以在轮胎的台面和两侧胎侧的位置进行检测，但现有技术中激光传感器位置的调整由人工操作，而人工操作极易由于人员差异产生激光传感器调整位置的偏差，从而造成检测数据的差异，同时，在更换轮胎后，操作人员需要重新进行激光传感器的位置设置，不仅操作繁琐、效率低下，且多次操作的一致性差，最后，受限于激光传感器的检测范围，人工操作易产生激光传感器碰撞轮胎或轮辋的问题，导致检测失效。

因此，如何在轮胎偏心度检测过程中，提升激光传感器的定位精度，保证轮胎偏心度检测过程顺利进行，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轮胎偏心度自动测量装置，以在轮胎偏心度检测过程中，提升激光传感器的定位精度，保证轮胎偏心度检测过程顺利进行。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述轮胎偏心度自动测量装置进行轮胎偏心度测量的测量方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轮胎偏心度自动测量装置，包括：

胎面激光传感器，与所述第一驱动组件传动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述胎面激光传感器在X(水平)向和Y(竖直)向运动；

型号相同的上胎侧激光传感器和下胎侧激光传感器，所述上胎侧激光传感器与第二驱动组件传动连接以在X向及Y向进行位置调整，所述下胎侧激光传感器与第三驱动组件传动连接以在X向及Y向进行位置调整；

控制器，接收所述胎面激光传感器、所述上胎侧激光传感器及所述下胎侧激光传感器的型号信息及检测信息，并通过所述检测信息进行各个激光传感器在XY平面上的定位，且所述控制器与所述第一驱动组件、所述第二驱动组件及所述第三驱动组件电连接，以分析各个激光传感器的定位信息及设计位置进行各个激光传感器在所述XY平面上的位置调整。

优选地，在上述轮胎偏心度自动测量装置中，所述检测信息为各个激光传感器在当前位置测得的各个激光传感器与轮胎之间的距离信息。

优选地，在上述轮胎偏心度自动测量装置中，所述第一驱动组件为两根分别沿水平方向和竖直方向滑动设置的驱动轴，且两根所述驱动轴滑动连接，所述胎面激光传感器设置于任一所述驱动轴上。

优选地，在上述轮胎偏心度自动测量装置中，所述控制器为CPU(中央处理器)。

一种轮胎偏心度的测量方法，使用上述任一实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置进行轮胎偏心度的测量，至少包括以下步骤：

固定轮胎：通过主轴将轮胎卡装在轮辋上，并向所述轮胎充气以使得所述轮胎被所述主轴及所述轮辋稳定卡接；

调整胎面激光传感器位置：所述控制器接收所述胎面激光传感器在当前位置测得的，其与所述轮胎在所述XY平面内的相对位置关系，并结合所述胎面激光传感器的测量净距离及测量范围信息定位所述胎面激光传感器的设计检测位置，同时控制所述第一驱动组件驱动所述胎面激光传感器移动至其设计检测位置，所述胎面激光传感器在所述XY平面内的定位方式如下：

其中：

Cy为胎面激光传感器在Y轴上的定位位置；

Cx为胎面激光传感器在X轴上的定位位置；

Pcy为当胎面激光发射中心与主轴上端面在同一水平面时，第一驱动组件在Y向上反馈的位置，单位：mm；

Wrt为轮辋测试宽度，单位：inch；

Wrm为轮辋最小宽度，单位：inch；

Lrs为当轮辋为最低宽度时，轮辋中心到主轴上端面的距离，规定中心在端面的上面为正值，反之为负值，单位：mm；

Lx为当胎面激光传感器在X向退回到零点时，胎面激光传感器发光平面到主轴中心的距离，单位：mm；

Rcd为胎面激光传感器的净距离，单位：mm；

Rmr为胎面激光传感器的测量范围，单位：mm；

Dt为轮胎外直径，单位：mm；

调整上胎侧激光传感器位置：在完成所述胎面激光传感器的定位计算后，所述控制器接收所述上胎侧激光传感器在当前位置测得的，其与所述轮胎在所述XY平面内的相对位置关系，并结合所述上胎侧激光传感器测量净距离及测量范围信息、所述胎面激光传感器的定位信息及所述上胎侧激光传感器的设计检测位置，以控制所述第二驱动组件驱动所述上胎侧激光传感器移动至其设计检测位置，所述上胎侧激光传感器在所述XY平面内的定位方式如下：

其中：

Ty为上胎侧激光传感器在Y轴上的定位位置；

Tx为上胎侧激光传感器在X轴上的定位位置；

Lcd为上胎侧激光传感器的净距离，单位：mm；

Lmr为上胎侧激光传感器的测量范围，单位：mm；

Ws为轮胎断面宽度，单位：mm；

TCy为当上胎侧激光传感器和胎面激光传感器在Y向都上升至零点位置时，上胎侧激光传感器与胎面激光传感器的发射中心之间的垂直距离，单位：mm；

Dr为轮辋直径，单位：inch；

Sx为当上胎侧激光传感器与胎面激光传感器在X向都退回至零点位置时，上胎侧激光传感器与胎面激光传感器的发射中心之间的水平距离，单位：mm；

调整下胎侧激光传感器位置：在完成所述胎面激光传感器及所述上胎侧激光传感器的定位计算后，所述控制器接收所述下胎侧激光传感器与所述轮胎在所述XY平面内的相对位置关系，并控制所述第三驱动组件驱动所述下胎侧激光传感器移动至其设计检测位置，所述下胎侧激光传感器在所述XY平面内的定位方式如下：

Bx＝Tx；

其中：

By为下胎侧激光传感器在Y轴上的定位位置；

Bx为下胎侧激光传感器在X轴上的定位位置；

BCy为当下胎侧激光传感器和胎面激光传感器在Y向都上升到零点位置时，下胎侧激光传感器与胎面激光传感器的发射中心之间的垂直距离，单位：mm；

测量参数：所述胎面激光传感器、所述上胎侧激光传感器及所述下胎侧激光传感器均调整至其各自的设计检测位置后，所述主轴转动以带动所述轮胎转动，所述胎面激光传感器、所述上胎侧激光传感器及所述下胎侧激光传感器配合进行所述轮胎的偏心度参数的测量。

优选地，在上述轮胎偏心度的测量方法中，在调整胎面激光传感器位置步骤、调整上胎侧激光传感器位置步骤及调整下胎侧激光传感器位置步骤中，所述XY平面内，X向上的零点位置为所述胎面激光传感器远离所述轮胎运动的极限位置，Y向上的零点位置为垂直于Y向且平分所述轮胎的平面所在的位置。

优选地，在上述轮胎偏心度的测量方法中，所述上胎侧激光传感器的设计检测位置和所述下胎侧激光传感器的设计检测位置关于所述胎面激光传感器的设计检测位置对称。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的轮胎偏心度自动测量装置，包括胎面激光传感器、上胎侧激光传感器、下胎侧激光传感器和控制器，其中，胎面激光传感器用于进行轮胎胎面信息的检测，其传动连接有第一驱动组件，第一驱动组件用于驱动胎面激光传感器在X(水平)向和Y(竖直)向运动，以使得胎面激光传感器能够在XY平面内进行位置调整；上胎侧激光传感器和下胎侧激光传感器为型号相同的传感器，其分别设置轮胎的上侧面和下侧面以从轮胎两侧对轮胎胎侧进行检测，需要说明的是，此处上胎侧和下胎侧具体指轮胎相对的两侧，对应地，上胎侧激光传感器与第二驱动组件传动连接，以实现上胎侧激光传感器在X向及Y向上的位置调整，下胎侧激光传感器与第三驱动组件传动连接，以实现下胎侧激光传感器在X向及Y向上的位置调整；控制器用于接收胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器的型号信息及检测信息，以通过检测信息进行各个激光传感器在XY平面上的定位，并计算确定各个激光传感器的设计检测位置，需要说明的是，控制器在XY平面上设置假定的坐标原点，同时通过胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器在当前位置向轮胎发射信号，通过接收反射信号以确定胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器在XY平面上的左边位置，且控制器结合胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器的型号信息，确定其检测范围，进而计算出胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器最优的检测位置，即设计检测位置，同时，控制器与第一驱动组件、第二驱动组件及第三驱动组件均电连接，通过控制第一驱动组件、第二驱动组件及第三驱动组件，以分别将激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器从其当前位置移动至各自的设计检测位置，并准备后续的偏心度测量过程，通过控制器实现对胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器的自动定位及自动调整，相较于现有技术人工调整的方式，不仅提升了激光传感器的定位精度，还能够避免激光传感器碰撞轮胎或轮辋，保证了偏心度检测过程的顺利进行。

本发明提供的轮胎偏心度自动测量装置，通过设置控制器，确定胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器的运动平面，即XY平面，并分析胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器在当前位置相对轮胎面的反射信号，以确定胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器在XY平面内的定位，且控制器结合各个激光传感器的型号信息确定其各自的设计检测位置，通过控制第一驱动组件、第二驱动组件及第三驱动组件实现胎面激光传感器、上胎侧激光传感器及下胎侧激光传感器位置的自动调整，不仅提升了激光传感器的定位精度及调整效率，还能够避免激光传感器碰撞轮胎或轮辋，保证了偏心度检测过程的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的胎面激光传感器检测范围示意图；

图3为本发明实施例提供的上胎侧激光传感器检测范围示意图；

图4为本发明实施例提供的轮胎偏心度测量方法流程示意图；

其中，10为胎面激光传感器，11为第一驱动组件，20为上胎侧激光传感器，21为第二驱动组件，30为下胎侧激光传感器，31为第三驱动组件，40为轮胎，50为主轴，60为轮辋。

具体实施方式

本发明的核心在于公开一种轮胎偏心度自动测量装置，以在轮胎偏心度检测过程中，提升激光传感器的定位精度，保证轮胎偏心度检测过程顺利进行。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述轮胎偏心度自动测量装置进行轮胎偏心度测量的测量方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面参照附图对本发明实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1所示，本发明实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置，包括胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20、下胎侧激光传感器30和控制器，其中，胎面激光传感器10用于进行轮胎胎面信息的检测，其传动连接有第一驱动组件11，第一驱动组件11用于驱动胎面激光传感器10在X(水平)向和Y(竖直)向运动，以使得胎面激光传感器10能够在XY平面内进行位置调整。

上胎侧激光传感器20和下胎侧激光传感器30为型号相同的传感器，其分别设置轮胎的上侧面和下侧面，以从轮胎两侧对轮胎胎侧进行检测，需要说明的是，此处上胎侧和下胎侧具体指轮胎相对的两侧，对应地，上胎侧激光传感器20与第二驱动组件21传动连接，以实现上胎侧激光传感器20在X向及Y向上的位置调整，下胎侧激光传感器30与第三驱动组件31传动连接，以实现下胎侧激光传感器30在X向及Y向上的位置调整。

控制器用于接收胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30的型号信息及检测信息，以通过检测信息进行各个激光传感器在XY平面上的定位，并计算确定各个激光传感器的设计检测位置，需要说明的是，控制器在XY平面上设置假定的坐标原点，同时通过胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30在当前位置向轮胎发射信号，通过接收反射信号以确定胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30在XY平面上的左边位置，且控制器结合胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30的型号信息，确定其检测范围，进而计算出胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30最优的检测位置，即设计检测位置，同时，控制器与第一驱动组件11、第二驱动组件21及第三驱动组件31均电连接，通过控制第一驱动组件11、第二驱动组件21及第三驱动组件31，以分别将激光传感器、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30从其当前位置移动至各自的设计检测位置，并准备后续的偏心度测量过程，通过控制器实现对胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30的自动定位及自动调整，相较于现有技术人工调整的方式，不仅提升了激光传感器的定位精度，还能够避免激光传感器碰撞轮胎或轮辋，保证了偏心度检测过程的顺利进行。

本发明实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置，通过设置控制器，确定胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30的运动平面，即XY平面，并分析胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30在当前位置相对轮胎面的反射信号，以确定胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30在XY平面内的定位，且控制器结合各个激光传感器的型号信息确定其各自的设计检测位置，通过控制第一驱动组件11、第二驱动组件21及第三驱动组件31实现胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30位置的自动调整，不仅提升了激光传感器的定位精度及调整效率，还能够避免激光传感器碰撞轮胎或轮辋，保证了偏心度检测过程的顺利进行。

需要说明的是，本发明实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置，在进行不同型号的轮胎的偏心度测量时，仅需通过控制器重新进行胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30的定位即调整即可，其过程同样为自动进行。

进一步地，在控制器通过各个激光传感器在XY平面内的位置确定时，控制器确定假定的坐标原点，并通过各个激光传感器向XY平面内的具体参照物发射信号，通过各个激光传感器接收到的反射信号，即可进行各个激光传感器在XY平面内的位置确定，在本发明一具体实施例中，参照物为待检测的轮胎，各个激光传感器的检测信息为各个激光传感器在当前位置测得的其与轮胎之间的距离信息。

进一步地，在本发明一具体实施例中，第一驱动组件11为两根驱动轴，两根驱动轴滑动连接，且其中一根驱动轴在水平方向运动，另一根驱动轴在竖直方向运动，胎面激光传感器10设置于任一根驱动轴上，即可实现胎面激光传感器10在水平和竖直方向上的位置调整。

需要说明的是，为了便于生产及安装，在本发明一优选实施例中，第二驱动组件21及第三驱动组件31均与第一驱动组件11的结构相同。

进一步地，在本发明实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置中，控制器为CPU(中央处理器)。

如图4所示，本发明还提供了一种轮胎偏心度的测量方法，该测量方法使用上述任一实施例提供的轮胎偏心度自动测量装置进行轮胎偏心度的测量，该测量方法至少包括以下步骤：

S01：固定轮胎：通过主轴50将轮胎40卡装在轮辋60上，并向轮胎40充气以使得轮胎40被主轴50及轮辋60稳定卡接；

S02：调整胎面激光传感器位置：控制器接收胎面激光传感器10在当前位置测得的，其与轮胎40在XY平面内的相对位置关系，并结合胎面激光传感器10的测量净距离及测量范围信息定位胎面激光传感器10的设计检测位置，同时控制第一驱动组件11驱动胎面激光传感器10移动至其设计检测位置，胎面激光传感器10在XY平面内的定位方式如下：

S03：调整上胎侧激光传感器位置：在完成胎面激光传感器10的定位计算后，控制器接收上胎侧激光传感器20在当前位置测得的，其与轮胎40在XY平面内的相对位置关系，并结合上胎侧激光传感器20测量净距离及测量范围信息、胎面激光传感器10的定位信息及上胎侧激光传感器20的设计检测位置，以控制第二驱动组件21驱动上胎侧激光传感器20移动至其设计检测位置，上胎侧激光传感器20在XY平面内的定位方式如下：

S04：调整下胎侧激光传感器位置：在完成胎面激光传感器10及上胎侧激光传感器20的定位计算后，控制器接收下胎侧激光传感器30与轮胎40在XY平面内的相对位置关系，并控制第三驱动组件31驱动下胎侧激光传感器30移动至其设计检测位置，下胎侧激光传感器30在XY平面内的定位方式如下：

Bx＝Tx；

S05：测量参数：胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30均调整至其各自的设计检测位置后，主轴50转动以带动轮胎40转动，胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器30配合进行轮胎40的偏心度参数的测量。

需要进行说明的是，在步骤S02中，公式中各项参数如下：

Cy为胎面激光传感器在Y轴上的定位位置；

Cx为胎面激光传感器在X轴上的定位位置；

Pcy为当胎面激光发射中心与主轴上端面在同一水平面时，第一驱动组件在Y向上反馈的位置，单位：mm；

Wrt为轮辋测试宽度，单位：inch；

Wrm为轮辋最小宽度，单位：inch；

Lrs为当轮辋为最低宽度时，轮辋中心到主轴上端面的距离，规定中心在端面的上面为正值，反之为负值，单位：mm；

Lx为当胎面激光传感器在X向退回到零点时，胎面激光传感器发光平面到主轴中心的距离，单位：mm；

Rcd为胎面激光传感器的净距离，单位：mm；

Rmr为胎面激光传感器的测量范围，单位：mm；

Dt为轮胎外直径，单位：mm；

进一步地，在步骤S03中，公式中各项参数如下：

Ty为上胎侧激光传感器在Y轴上的定位位置；

Tx为上胎侧激光传感器在X轴上的定位位置；

Lcd为上胎侧激光传感器的净距离，单位：mm；

Lmr为上胎侧激光传感器的测量范围，单位：mm；

Ws为轮胎断面宽度，单位：mm；

TCy为当上胎侧激光传感器和胎面激光传感器在Y向都上升至零点位置时，上胎侧激光传感器与胎面激光传感器的发射中心之间的垂直距离，单位：mm；

Dr为轮辋直径，单位：inch；

Sx为当上胎侧激光传感器与胎面激光传感器在X向都退回至零点位置时，上胎侧激光传感器与胎面激光传感器的发射中心之间的水平距离，单位：mm；

进一步地，在步骤S04中，公式中各项参数如下：

By为下胎侧激光传感器在Y轴上的定位位置；

Bx为下胎侧激光传感器在X轴上的定位位置；

BCy为当下胎侧激光传感器和胎面激光传感器在Y向都上升到零点位置时，下胎侧激光传感器与胎面激光传感器的发射中心之间的垂直距离，单位：mm。

需要说明的是，对于胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20及下胎侧激光传感器20的检测静距离和检测范围示意如图2及图3所示。

进一步地，由于胎面激光传感器10、上胎侧激光传感器20和下胎侧激光传感器30在XY内的位置确定均为相对位置确定，即控制器对于XY平面内，X向上的零点位置及Y向上的零点位置可以任意设置，为了便于识别，在本发明一优选实施例中，在调整胎面激光传感器位置步骤、调整上胎侧激光传感器位置步骤及调整下胎侧激光传感器位置步骤中，XY平面内，X向上的零点位置为胎面激光传感器10远离轮胎40方向运动的极限位置，Y向上的零点位置为垂直于Y向且平分轮胎40的平面所在的位置。

进一步地，为了均匀地对轮胎40的两个侧面进行偏心度数据检测，在本发明一优选实施例中，上胎侧激光传感器20和下胎侧激光传感器30的设计检测位置，关于胎面激光传感器10的设计检测位置对称。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。