專利名稱：用于確定輪的幾何尺寸的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求8的前序部分的用于確定輪的幾何尺寸的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
根據(jù)EP 0358496B2已知通過超聲傳感器掃描輪表面或輪表面的一部分來測量輪、特別是車輛車輪的尺寸。超聲傳感器安裝于樞轉(zhuǎn)構(gòu)件上，并且在測量過程中，超聲傳感器通過樞轉(zhuǎn)構(gòu)件繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。為了檢測樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的角度位置，旋轉(zhuǎn)型電位計(jì)通過傳輸裝置連接至樞轉(zhuǎn)構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過更少的結(jié)構(gòu)特征來確定輪、特別是車輛車輪的幾何尺寸的方法和設(shè)備。本發(fā)明的目的是通過具有權(quán)利要求1所述特征的方法和具有權(quán)利要求8所述特征的設(shè)備解決的。本發(fā)明提供一種用于確定輪、特別是車輛車輪、或輪的至少一部分的幾何尺寸的方法。該方法包括在垂直于所述輪的軸線的平面內(nèi)繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)至少一個(gè)感測裝置以掃描輪表面或輪表面的一部分、以及根據(jù)所述至少一個(gè)感測裝置的樞轉(zhuǎn)角度來確定所掃描的輪表面的幾何尺寸的步驟。在所述感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中，根據(jù)所測量的所述感測裝置在兩個(gè)預(yù)定的方向上的加速度確定所述樞轉(zhuǎn)角度。測量所述加速度的方向優(yōu)選地在感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的平面內(nèi)或與該平面平行的平面內(nèi)延伸?？梢栽趦蓚€(gè)正交的方向上測量所述兩個(gè)加速度，特別是在所述至少一個(gè)感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的徑向方向以及與其正交的方向上測量所述兩個(gè)加速度。所述測量裝置可以被設(shè)計(jì)為測量所述輪表面上被掃描點(diǎn)與所述感測裝置之間的每個(gè)距離，其中所述輪表面可以通過超聲波或光波掃描，例如通過激光輻射掃描。所測量的幾何數(shù)據(jù)可以用于確定被設(shè)計(jì)為輪胎_/輪輞組件的車輛車輪的輪輞的輪廓。此外，可以根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)推導(dǎo)輪的類型或其他屬性。此外，可以根據(jù)所測量的加速度確定所述至少一個(gè)感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的角速度，其中，在掃描操作中所確定的速度數(shù)據(jù)和/或所測量的加速度數(shù)據(jù)可以被用于觀測所述感測裝置的運(yùn)動以避免操作錯(cuò)誤和/或用于控制所述感測裝置的運(yùn)動。本發(fā)明可以結(jié)合在用于維護(hù)或維修或?qū)囕v車輪所執(zhí)行的其他保養(yǎng)的設(shè)備裝置中，例如輪胎平衡檢測機(jī)或換胎機(jī)。此外，本發(fā)明提供一種用于確定輪、特別是車輛車輪、或輪的至少一部分的幾何尺寸的設(shè)備。該設(shè)備包括機(jī)器框架，所述機(jī)器框架具有用于安裝所述輪的軸，以及用于將樞轉(zhuǎn)構(gòu)件樞轉(zhuǎn)地支撐在所述機(jī)器框架上的支承件，其中所述軸的軸線與所述支承件的樞轉(zhuǎn)軸線大致相互平行。至少一個(gè)感測裝置安裝在所述樞轉(zhuǎn)構(gòu)件上，以用于掃描所述輪表面或所述輪表面的至少一部分。角度測量裝置在所述樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的過程中測量角度位置， 且計(jì)算裝置根據(jù)所測量的樞轉(zhuǎn)角確定所述輪表面的幾何尺寸。所述角度測量裝置包括能夠測量所述至少一個(gè)感測裝置在兩個(gè)預(yù)先確定的方向上的加速度的加速度測量裝置，且所述計(jì)算裝置能夠根據(jù)所測量的加速度確定所述至少一個(gè)感測裝置在其樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中的角度位置。特別地，所述加速度測量裝置在兩個(gè)正交方向上有高靈敏度，特別是在所述感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的徑向方向上和與該徑向方向正交的方向上具有高靈敏度。優(yōu)選地，所述加速度測量裝置被設(shè)計(jì)為雙軸加速度測量裝置的形式。 所述感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動在垂直于所述輪的軸線的平面內(nèi)進(jìn)行，且所述加速度的測量在該平面內(nèi)或與該平面平行的平面內(nèi)進(jìn)行。所述加速度測量裝置剛性地連接至所述感測裝置，以與所述感測裝置同時(shí)繞所述樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述加速度測量裝置與所述感測裝置一起安裝在所述樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的樞轉(zhuǎn)地布置的部分上。所述感測裝置和所述角度測量裝置可以集成在一個(gè)測量單元中。所述加速度測量裝置可以被設(shè)計(jì)為微電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)或微型機(jī)械加速度測量裝置(Micromachined Accelerometers, MMA)或類似于剪切模式加速度測量裝置(Shear Mode Accelerometer)或微型機(jī)械壓電電阻 (Micromachined Piezo Resistives)等。在加速度測量裝置的加速度靈敏度高的兩個(gè)正交方向上的重力檢測的重力分量可以被補(bǔ)償。掃描輪表面的感測裝置優(yōu)選地被設(shè)計(jì)為測量或檢測所掃描的區(qū)域與感測裝置之間的距離，并且可以包括能夠測量距離的一個(gè)或多個(gè)超聲或光學(xué)傳感器。優(yōu)選地，在輪的每側(cè)可樞轉(zhuǎn)地布置感測裝置。本發(fā)明可以用于確定待平衡的車輪的幾何尺寸。為此，感測裝置和加速度測量裝置被布置為與車輪平衡檢測機(jī)的罩一起樞轉(zhuǎn)。感測裝置與加速度測量裝置可以直接連接或通過樞轉(zhuǎn)構(gòu)件連接至罩。



9角度測量裝置10計(jì)算裝置11加速度測量裝置12加速度測量裝置13測量單元14發(fā)射器/接收器換能器15發(fā)射器16接收器17角度端位置18角度端位置
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出エ作機(jī)器，該エ作機(jī)器用于操縱輪1、特別是輪輞-I輪胎組件 形式的車輛車輪。エ作機(jī)器包括機(jī)器框架5，機(jī)器框架具有軸6和支承件3，輪1能夠安裝 在軸6上，支承件3用于將樞轉(zhuǎn)構(gòu)件2樞轉(zhuǎn)地支撐在機(jī)器框架5上。軸6的軸線4和支承 件3的樞轉(zhuǎn)軸線7大致相互平行。輪1安裝于軸6上，使得輪的軸線與軸的軸線4同軸地
^iio至少ー個(gè)感測裝置8安裝在樞轉(zhuǎn)構(gòu)件2上，以用于掃描輪表面或輪表面的至少ー 部分?？梢栽O(shè)置兩個(gè)感測裝置以在兩側(cè)掃描輪表面，其中樞轉(zhuǎn)構(gòu)件2可以被配置為如EP 0358496B2中已知的。角度測量裝置9在構(gòu)件2的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中測量角度位置。角度測量裝置9可以 結(jié)合在測量單元13中，如下文將結(jié)合圖2和圖3解釋的。計(jì)算裝置10(如圖5)根據(jù)所測 量的樞轉(zhuǎn)角度來確定輪表面的幾何尺寸。角度測量裝置9包括能夠測量至少ー個(gè)感測裝置 8在兩個(gè)預(yù)先確定的方向al和a2上的加速度的加速度測量裝置11、12，且計(jì)算裝置10被 設(shè)計(jì)為根據(jù)所測量的加速度確定至少ー個(gè)感測裝置8在其樞轉(zhuǎn)運(yùn)動中的角度位置。加速度測量裝置11、12在兩個(gè)正交的方向上、特別是在感測裝置8的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的 徑向方向及與其正交的方向上具有高靈敏度。優(yōu)選地，加速度測量裝置11、12被配置為雙 軸加速度測量裝置(圖2和圖3)。加速度測量裝置11和12剛性地連接至感測裝置8，并且與感測裝置8 —起運(yùn)動。 優(yōu)選地，感測裝置8和包括加速度測量裝置11、12的角度測量裝置9集成在ー個(gè)測量單元 13中，如圖2和圖3所示。能夠集成在測量單元13中的加速度測量裝置11、12和感測裝置8安裝在樞轉(zhuǎn)構(gòu) 件2的樞轉(zhuǎn)地布置的部分上。樞轉(zhuǎn)構(gòu)件2的可擺動或樞轉(zhuǎn)地布置的部分在掃描測量過程中繞支承件3所限定的 軸線7旋轉(zhuǎn)。感測裝置8可以檢測所掃描的表面區(qū)域與感測裝置8之間的距離，并且可以被配 置為具有超聲發(fā)射器/接收器換能器14(圖2)或發(fā)射器15和接收器16(圖幻的超聲感 測裝置的形式，用于將超聲波發(fā)射至輪表面的被掃描的表面區(qū)域并且接收從該表面區(qū)域反 射的波，以測量各自的距離。替代超聲系統(tǒng)，可以使用基于三角測量操作的光學(xué)距離測量系統(tǒng)。發(fā)射器15可以是激光器，且接收器是以已知的方式布置的從被掃描的區(qū)域接收反射光的光敏檢測器。圖1示意性地示出的工作機(jī)器可以是車輪平衡檢測機(jī)或輪胎拆裝機(jī)，其中輪1可以如圖1所示以豎直的布置，或者以基本水平的布置安裝在軸6上。本實(shí)施方式的操作如下樞轉(zhuǎn)構(gòu)件2的用于掃描測量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動起始于預(yù)定的角度位置，可以通過適當(dāng)?shù)慕雍宵c(diǎn)在機(jī)器框架5上限定該預(yù)定的角度位置。在車輪平衡檢測機(jī)中，起始位置可以通過打開的罩位置限定，打開的罩位置對應(yīng)于圖1所示的樞轉(zhuǎn)構(gòu)件2的較高位置，也對應(yīng)于圖4 中的角度位置17。在測量過程中，感測裝置8和加速度測量裝置11、12繞固定的樞轉(zhuǎn)軸線 7沿角度樞轉(zhuǎn)路徑θ樞轉(zhuǎn)至第二端位置18(圖1和圖4)。在感測裝置8的距離測量過程中，角度測量裝置9的加速度測量裝置11、12同時(shí)讀取感測裝置8的角加速度，并且在計(jì)算裝置10 (圖幻的幫助下確定感測裝置8的各個(gè)角度位置。也可以額外地確定角速度。在圖1的實(shí)施方式中，加速度測量裝置的一軸線al沿樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的徑向方向延伸， 且第二軸線a2與al正交地(相切地)延伸。軸線al和a2在感測裝置8和加速度測量裝置11、12在掃描測量過程中樞轉(zhuǎn)所處的平面中、或與該平面平行的平面中延伸。計(jì)算裝置10根據(jù)下述公式評估所測量的數(shù)據(jù)徑向(或法線向心)加速度為aN = ω2 · R切向加速度為
權(quán)利要求
1.一種用于確定輪、特別是車輛車輪、或輪的至少一部分的幾何尺寸的方法，包括在垂直于所述輪的軸線的平面內(nèi)繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)至少一個(gè)感測裝置以掃描輪表面或輪表面的一部分、以及根據(jù)所述至少一個(gè)感測裝置的角度位置來確定所掃描的輪表面的幾何尺寸的步驟，其特征在于，在所述感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中，根據(jù)所測量的所述感測裝置在兩個(gè)預(yù)定的方向上的加速度確定所述角度位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在兩個(gè)正交的方向上測量所述兩個(gè)加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述兩個(gè)加速度之一在所述至少一個(gè)感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的徑向方向上測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，測量所述輪表面上的被掃描點(diǎn)與所述感測裝置之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述輪表面通過超聲波或光波掃描。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，根據(jù)所掃描的幾何尺寸確定車輛車輪的輪輞的輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，根據(jù)所測量的加速度確定所述至少一個(gè)感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的角速度。
8.一種用于確定輪、特別是車輛車輪、或輪的至少一部分的幾何尺寸的設(shè)備，包括機(jī)器框架(5)，其具有用于安裝所述輪(1)的軸(6)以及用于將樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(2)樞轉(zhuǎn)地支撐在所述機(jī)器框架( 上的支承件(3)，其中所述軸(6)的軸線(4)與所述支承件(3)的樞轉(zhuǎn)軸線(7)大致相互平行；至少一個(gè)感測裝置(8)，其安裝在所述樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(2)上以用于掃描所述輪表面或所述輪表面的至少一部分；角度測量裝置(9)，其用于測量所述構(gòu)件O)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中的角度位置；以及計(jì)算裝置(10)，其用于根據(jù)所測量的樞轉(zhuǎn)角確定所述輪表面的幾何尺寸；其特征在于所述角度測量裝置(9)包括能夠測量所述至少一個(gè)感測裝置(8)在兩個(gè)預(yù)先確定的方向上的加速度的加速度測量裝置(11、12)；且所述計(jì)算裝置(10)能夠根據(jù)所測量的加速度確定所述至少一個(gè)感測裝置(8)在其樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中的角度位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述加速度測量裝置在兩個(gè)正交方向上有高靈敏度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其中，所述加速度測量裝置在所述感測裝置(8) 的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的徑向方向上和與該徑向方向正交的方向上具有高靈敏度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述加速度測量裝置(11、 12)剛性地連接至所述感測裝置(8)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述加速度測量裝置(11、 12)安裝在所述樞轉(zhuǎn)構(gòu)件O)的樞轉(zhuǎn)地布置的部分上。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述感測裝置(8)和所述角度測量裝置(9)集成在一個(gè)測量單元(1 中。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中的任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述加速度測量裝置(11、 12)為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至14中的任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述感測裝置(8)包括至少一個(gè)超聲傳感器或光學(xué)傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定輪的幾何尺寸的方法和設(shè)備。具體地，本發(fā)明涉及用于確定輪、特別是車輛車輪、或輪的至少一部分的幾何尺寸的方法和設(shè)備，該方法包括在垂直于所述輪的軸線的平面內(nèi)繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)至少一個(gè)感測裝置以掃描輪表面或輪表面的一部分、以及根據(jù)所述至少一個(gè)感測裝置的角度位置來確定所掃描的輪表面的幾何尺寸的步驟，其中，在所述感測裝置的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中，根據(jù)所測量的所述感測裝置在兩個(gè)預(yù)定的方向上的加速度確定所述角度位置。
文檔編號G01B21/00GK102192720SQ20111004854
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者F·布拉格希羅利 申請人:施耐寶儀器股份有限公司