[发明专利]轮胎状态评估装置和方法

说明书

本发明涉及一种特别适用于但是又不是专用于汽车轮胎的轮胎状态评估方法和装置。本发明的一个应用实例是可以与汽车车轮平衡或刹车试验设备结合在一起的一种方法及装置，使之当在一台车辆上执行其他的车轮试验的同时对轮胎花纹和轮胎侧壁以及其他的轮胎状态等诸因素进行评估。同样，本发明还可以用于(比方说)带有一个可供汽车驶上的斜台的试验设备，用来作车辆轮胎在原处的路侧试验而不必将轮胎从车上卸下来。本发明的这些应用适用于执法、法规实施机关以及他们的流动人员。进一步的应用涉及商业性的路侧试验操作所用的试验设备，特别是那些快速试验服务的专业化设备。

进行评估轮胎花纹的已知系统包括常见的手工测量技术(包括使用插入花纹的轮胎花纹深度的测量)以及用花纹的涂料处理后通过对轨迹的图象分析评估花纹的磨损。

这些现有的系统是相对粗糙和麻烦的，不便用于汽车工业中。汽车工业需要能对车辆的设备和操作特性进行瞬时评估。

在国际公开号为WO 96/10727(Russell)的专利申请中揭示了一种轮胎扫描装置和相应的方法，能够提供一个关于轮胎花纹深度的输出指示信息。在一个实施例中，相对于一个轮胎使用了一个激光传感器，当轮胎旋转时激光传感器沿着轮胎花纹的横向宽度而作机械扫描。激光传感器装载在一个小车上，小车在滑动杆或滑动棒上在轮胎宽度上作往复运动。依靠小车的横向运动，一个单独的激光点就沿轮胎作机械扫描。就该装置在对路侧试验的可用短时间周期内在一个给定的车辆上提供一个花纹测定的可接受范围的能力而言，这种配置是有严重缺点的。该系统不可避免地受到激光点源的扫描机构的机械限制，从而对一个单个的车辆来说，一个完整的扫描操作的时间消耗就变得不可接受了。并且，为了提供一个现实而实际的装置，另外还需要某些设备才能有一个较大的花纹评估率。

在德国专利DE 4316984(Mercedes)中揭示了一个用于自动测量轮胎剖面的系统，在该系统中，利用一个非接触式光学三角测量法的横断测量头沿着与轮胎转动方向相交叉的线来测量剖面。这个系统同样有先有描述过的功能性缺点。

在英国专利GB 2241061A(FMC)中揭示了一个用于自动服务设备中的成型光扫描系统，在该系统中，一个激光源向一个车轮的轮辋/轮胎部件发出一束已知形状的光，以便形成光条纹。正如在该文献第9页和第10页上所述，光条纹22照到轮胎/轮辋部件21/19上，使一个传感单元阵列受到激励。象素(pixels)52b相对于它的邻近象素被抬高了，并与轮辋上的阀杆27相对应。传感器单元上的象素53b在光条纹与车轮的轮辋19的圆周相交处与光条纹22中的凸缘相对应。该系统特别适用于测定轮胎/轮辋部件的平衡、径向摆动以及校直或刹车表面平整和光滑性的测定。

上面的英国专利GB 061A说明书中所述的系统不适用于能够提供轮胎花纹的测定，特别是沿车轮宽度的花纹剖面和花纹深度的测定。

本发明的目的是提供一种轮胎花纹评估方法和装置，对上面所讨论过的先前技术和/或对它们的改进方案中的缺点进行改善。

本发明还提供一种用于测定车轮相对于光度测定式或其他形式的轮胎评估装置的适当定位校直的方便而经济的设备，它利用了可从装置引出的数据而不需要任何更进一步的硬件设施。本发明还提供一个简单的接界系统，用于确定轮胎或其他物件在试验时相对于装置窗口的适当的接近，用于进行分析的辐射通过该窗口发出。

本发明的一个重要方面涉及一种用于相对于车辆轮胎安装轮胎花纹评估装置从而进行花纹和/或其他测定的系统。本发明的这个方面考虑了这样的事实，即为试验目的而旋转车轮的滚轴系统依据初始设备的价格和安装其费用可能是相对高昂的，而且还需要在一个已选的路侧位置上根据快速和简便易行原则来执行路侧车轮试验的能力。能够提供这样的一种装置的方法和装置将是非常实用的。

在下面描述的本发明的一个实施例中要描述这样一种方法和装置，其中，利用一个辐射源和一个辐射检波器以及处理装置的联合信号，能够获得一个提供花纹深度和花纹图样的直接测量值的读数，从而能够测定出关于轮胎历史的过充气/欠充气实际，并能够获得潜在的目前车轮校直问题的相应测量。利用合适地改变辐射源的位置使之大致指向轮胎的轴向而不是径向并由此向着轮胎的侧壁，该实施例就能容易地适用于轮胎侧壁状态的评估。

在上面所描述的实施例中，辐射源发射出宽带光束，照在轮胎的全部宽度上。轮胎的照射足迹是一个正规的精确确定的区域(例如一条线或其他形状的图样)，并且具有均匀的光密度。一个典型的实施例的物理尺寸示于图4中。