CN100582710C - 轮胎不平衡量标定与测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轮胎不平衡量标定与测量方法，包括有由量标定和偏心校正构成的轮胎不平衡量标定、轮胎不平衡量测量两个部分，其中：在量标定中所完成的是，计算出通过设置在主轴上的压电传感器测量出的电压值与实际作用在轮胎上的力之间的比例系数；在偏心校正中所完成的是，利用量标定中算出的比例系数测量和计算出主轴与轮辋系统自身固有的不平衡量大小；轮胎不平衡量的测量是，根据量标定中测得的比例系数和偏心校正中得到的主轴与轮辋系统自身不平衡量，测量和计算出轮胎的实际不平衡量。本发明提高了数据采样的可靠性和稳定性，并能自动对轮辋进行纠偏，故而提高了轮胎不平衡量的测量精度和重复精度，减少误差。

Description

轮胎不平衡量标定与测量方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎不平衡量的测量方法。特别是涉及一种提高了数据采样的可靠性和稳定性，并能自动对轮辋进行纠偏，故而提高了轮胎不平衡量的测量精度，减少误差的轮胎不平衡量标定与测量方法。

背景技术

轮胎的动平衡是指轮胎旋转时，各方向上离心力的不同程度，是考核轮胎质量的一个重要参量。当轮胎动平衡状态好时，轮胎旋转过程中各方向上受力基本相同，动平衡状态不好时，则向某个方向的离心力过大或过小，从而影响轮胎质量，严重时安装到汽车上以后极易引起运行中爆胎，造成安全事故。因此一般轮胎在出厂前或维修后都要经过动平衡的测试，以确保轮胎的质量，消除安全隐患。从理论上对动平衡机进行建模和分析有赖于如下的假定：(1)、压电传感器的电压和力之间保持严格的线性关系；(2)、电压的幅值与相位度量得绝对准确；(3)、动平衡机制造与装配得绝对准确，并在旋转过程中不发生变化；(4)、平衡转速的相对稳定。由于种种原因，在实际中这些假定都难以得到绝对的保证，会有测量上的误差。对这些误差虽可以从理论上来进行分析，但十分繁难，且难以测量，所以必须对动平衡机进行标定。由于动平衡机主轴通过皮带、皮带轮与驱动电机相连，而下面的压电传感器距离皮带较近，所以皮带的震动会对下通道信号的采集造成一定的影响，虽然通过软、硬件滤波等手段降低了大部分的干扰，但是仍然会对测量数据产生影响，表现在轮胎下不平衡量不如上不平衡量的测量精度高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种提高了数据采样的可靠性和稳定性，并能自动对轮辋进行纠偏，故而提高了轮胎不平衡量的测量精度，减少误差的轮胎不平衡量标定与测量方法。

本发明所采用的技术方案是：一种轮胎不平衡量标定与测量方法，包括有由量标定和偏心校正构成的轮胎不平衡量标定、轮胎不平衡量测量两个部分，其中：在量标定中所完成的是，计算出通过设置在主轴上的压电传感器测量出的电压值与实际作用在轮胎上的力之间的比例系数；在偏心校正中所完成的是，利用量标定中算出的比例系数测量和计算出主轴与轮辋系统自身固有的不平衡量大小；轮胎不平衡量的测量是，根据量标定中测得的比例系数和偏心校正中得到的主轴与轮辋系统自身不平衡量，测量和计算出轮胎的实际不平衡量。

所述的量标定包括有：根据测量结果给形式参数赋值；根据所赋数值计算系数

根据系数

计算系数 $\stackrel{\→}{K}={\stackrel{\→}{K}}_{11}\×{\stackrel{\→}{K}}_{22}-{\stackrel{\→}{K}}_{12}\×{\stackrel{\→}{K}}_{21};$ 根据系数

计算出比例系数

所述的根据测量结果为形式参数赋值包括有，在不给轮胎加砝码时测出轮胎上、下面电压值分别是：Uu0、Φu0和Ud0、Φd0的阶段；在给轮胎上面加砝码时测出轮胎上、下面电压值分别是：Uu1、Φu1和Ud1、Φd1的阶段；在给轮胎下面加砝码时测出轮胎上、下面电压值分别是：Uu2、Φu2和Ud2、Φd2的阶段。

所述的根据所赋数值计算系数包括有：计算出 ${\stackrel{\→}{K}}_{11}=(U_{u1\∠\mathrm{\φu}1}-U_{u0\∠\mathrm{\φu}0)}/100={K11}_{\∠\mathrm{\φ}}1$ 的阶段；计算出 ${\stackrel{\→}{K}}_{12}=(U_{u2\∠\mathrm{\φu}2}-U_{u0\∠\mathrm{\φu}0)}/100={K12}_{\∠\mathrm{\φ}}2$ 的阶段；计算出 ${\stackrel{\→}{K}}_{12}=(U_{d1\∠\mathrm{\φd}1}-U_{d0\∠\mathrm{\φd}0)}/100={K21}_{\∠\mathrm{\φ}}3$ 的阶段；计算出 ${\stackrel{\→}{K}}_{22}=(U_{d2\∠\mathrm{\φd}2}-U_{d0\∠\mathrm{\φd}0)}/100={K22}_{\∠\mathrm{\φ}}4$ 的阶段。

所述的根据系数

计算系数

是： $\stackrel{\→}{K}={\stackrel{\→}{K}}_{11}\×{\stackrel{\→}{K}}_{22}-{\stackrel{\→}{K}}_{12}\×{\stackrel{\→}{K}}_{21}.$

所述的根据系数

计算出比例系数

是：

所述的偏心校正包括有：在轮胎相对于轮辋旋转一周的过程中测量出其8组上、下压电传感器的电压值，并对8组测量数据矢量求和后求平均得到主轴与轮辋自身的不平衡所引发的电压值的阶段；将电压值转换成对应的力的阶段。

所述的将电压值转换成对应的力的阶段，首先对压电传感器测得的主轴与轮辋系统上、下平面不平衡量对应的电压值进行设定；再对主轴与轮辋系统在校正砝码位置处的上、下平面不平衡量进行设定；从而计算出对应的力是：

M_L″＝K1×U_uw+K2×U_dw

M_R″＝K3×U_uw+K4×U_dw。

所述的轮胎不平衡量的测量包括有：将压电传感器测得的电压值转换为对应的力的阶段；根据偏心校正得到的主轴与轮辋系统的不平衡量，计算出轮胎本身在砝码位置处的不平衡量的阶段；将轮胎在砝码位置的不平衡量转换为子口位置的不平衡量，即最终的不平衡量值的阶段；根据上、下面不平衡量计算出静、偶不平衡量的阶段。

所述的根据偏心校正得到的主轴与轮辋系统的不平衡量，计算出轮胎本身在砝码位置处的不平衡量的阶段是，首先将测得的主轴与轮辋系统在砝码位置处的上、下平面不平衡量分别设为：M_L″，β_L″和M_R″，β_R″；再将测得的轮胎本身在砝码位置处的上、下平面不平衡量分别设为：M_L，β_L和M_R，β_R；将M_L′，β_L′和M_R′，β_R′与M_L″，β_L″和M_R″，β_R″分别矢量相减，即可得到轮胎本身的上、下面不平衡量：

轮胎上不平衡量：M_L＝M_L′-M_L″，

轮胎下不平衡量：M_R＝M_R′-M_R″

所述的M_L′，β_L′和M_R′，β_R′为设定的轮胎、轮辋与主轴系统在校正砝码位置处的上、下平面不平衡量，单位：克，度。

所述的将轮胎在砝码位置的不平衡量转换为子口位置的不平衡量，即最终的不平衡量值的阶段，包括有根据测量计算出轮胎子口位置上、下面不平衡量分别为m_l，θ_l和mr，θ_r，其中：

${\stackrel{\‾}{m}}_l=(\frac{a+b}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_L-\frac{c}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_R)\frac{R_1}{R_2},$ ${\stackrel{\‾}{m}}_r=(\frac{b+c}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_R-\frac{a}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_L)\frac{R_1}{R_2}$

式中：

R1：轮胎子口处半径+砝码半径；R2：轮胎子口处半径；

a：轮胎上表面到上砝码中线的距离；b：上轮輞和下轮輞的距离；

c：轮胎下表面到下砝码中线的距离。

本发明的轮胎不平衡量标定与测量方法，提高了数据采样的可靠性和稳定性，并能自动对轮辋进行纠偏，故而提高了轮胎不平衡量的测量精度和重复精度，减少误差。

附图说明

图1是量标定流程图；

图2是偏心校正流程图；

图3是轮胎不平衡量计算流程图；

图4是轮胎动平衡计算参数关系图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的轮胎不平衡量标定与测量方法做出详细说明。

本发明的轮胎不平衡量标定与测量方法，包括有由量标定和偏心校正构成的轮胎不平衡量标定、轮胎不平衡量测量两个部分，其中：在量标定中所完成的是，计算出通过设置在主轴上的压电传感器测量出的电压值与实际作用在轮胎上的力之间的比例系数；在偏心校正中所完成的是，利用量标定中算出的比例系数测量和计算出主轴与轮辋系统自身固有的不平衡量大小；轮胎不平衡量的测量是，根据量标定中测得的比例系数和偏心校正中得到的主轴与轮辋系统自身不平衡量，测量和计算出轮胎的实际不平衡量。

首先选择被测轮胎规格，经过传送带送入润滑工位，润滑定中装置启动，把轮胎抱中后，润滑棒伸出，轮胎旋转，润滑结束后，定中装置收回，传送带启动，把轮胎送入测量工位。轮胎进入测量工位后，测量定中装置启动，将轮胎抱中，升降台下降，轮胎落在下轮辋上，上机架移动到位，下卡盘锁紧，上卡盘松开，轮胎充气稳定后，轮胎随主轴开始以400rpm的速度旋转，可以运行量标定和偏心校正程序。

如图1所示，所述的量标定包括有：根据测量结果给形式参数赋值；根据所赋数值计算系数

根据系数

计算系数 $\stackrel{\→}{K}=\stackrel{\→}{K}11\×\stackrel{\→}{K}22-\stackrel{\→}{K}12\×\stackrel{\→}{K}21;$ 根据系数

计算出比例系数

在不给轮胎加法码时测出轮胎上、下面不平衡量值分别是(电压值，相位)：(Uu0，Φu0)和(Ud0，Φd0)；在上轮辋零度位置加100克砝码，测出上、下面不平衡量值分别是(电压值，相位)：(Uu1，Φu1)，(Ud1，Φd1)；在下轮辋零度位置加100克砝码，测出上、下面不平衡量值分别是(电压值，相位)：(Uu2，Φu2)，(Ud2，Φd2)。

根据上述三组测量数据，列出方程，计算系数

设φ1、φ2、φ3、φ4为

对应的角度，则有：

${\stackrel{\→}{K}}_{11}=(U_{u1\∠\mathrm{\φu}1}-U_{u0\∠\mathrm{\φu}0)}/100={K11}_{\∠\mathrm{\φ}}1$

${\stackrel{\→}{K}}_{12}=(U_{u2\∠\mathrm{\φu}2}-U_{u0\∠\mathrm{\φu}0)}/100={K12}_{\∠\mathrm{\φ}}2$

${\stackrel{\→}{K}}_{21}=(U_{d1\∠\mathrm{\φd}1}-U_{d0\∠\mathrm{\φd}0)}/100={K21}_{\∠\mathrm{\φ}}3$

${\stackrel{\→}{K}}_{22}=(U_{d2\∠\mathrm{\φd}2}-U_{d0\∠\mathrm{\φd}0)}/100={K22}_{\∠\mathrm{\φ}}4$

因为： $\stackrel{\→}{K}={\stackrel{\→}{K}}_{11}\×{\stackrel{\→}{K}}_{22}-{\stackrel{\→}{K}}_{12}\×{\stackrel{\→}{K}}_{21}=K_{\∠\mathrm{\φ}},$ 故有：

将值分解为实部与虚部形式K_R、K_I，有：

式中复数的模与角度分别是：

$K=\sqrt{K_R^2+K_I^2}$

则可得：

如图2所示，所述的偏心校正包括有：在轮胎相对于轮辋旋转一周的过程中测量出其8组上、下压电传感器的电压值，并对8组测量数据矢量求和后求平均得到主轴与轮辋自身的不平衡所引发的电压值的阶段；将电压值转换成对应的力的阶段。

首先将上下轮辋回到机械零点；其次以轮胎初始位置为基准，每当轮胎与上、下轮辋的相对位置变化45度测量一次，最终得到8组测量数据(轮胎按照固定顺序旋转，测量8次后轮胎回到初始位置)。设每次测量出的上、下压电传感器的电压值分别用(U_up)_i、(U_dp)_i(i＝1～8)表示，则由主轴与轮辋自身的不平衡所引发的电压值为：

${\stackrel{\‾}{U}}_{\mathrm{uw}}=\frac{1}{8}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\left({\stackrel{\‾}{U}}_{\mathrm{up}}\right)}_i$

${\stackrel{\‾}{U}}_{\mathrm{dw}}=\frac{1}{8}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\left({\stackrel{\‾}{U}}_{\mathrm{dp}}\right)}_i$

设压电传感器测得的主轴与轮辋系统上、下平面不平衡量对应的电压值分别是(U_uw，θ1)，(U_dw，θ2)(单位：伏特，度)。

设主轴与轮辋系统在校正砝码位置处的上、下平面不平衡量分别为(M_L″，β_L″)，(M_R″，β_R″)(单位：克，度)。

则有：

M_L″＝K1×U_uw+K2×U_dw

M_R″＝K3×U_uw+K4×U_dw

其中：

K₁＝K1∠α1＝K1cosα1+iK1sinα1

K₂＝K2∠α2＝K2cosα2+iK2sinα2

K₃＝K3∠α3＝K3cosα3+iK3sinα3

K₄＝K4∠α4＝K4cosα4+iK4sinα4

故由上、下平面不平衡量对应的电压值(U_uw，θ1)，(U_dw，θ2)，可计算出：

${M_L}^{\′\′}=\sqrt{{[K1\×U_{\mathrm{uw}}\cos (\mathrm{\α}1+\mathrm{\θ}1)+K2\×U_{\mathrm{dw}}\cos (\mathrm{\α}2+\mathrm{\θ}2)]}^2+{[K1\×U_{\mathrm{uw}}\sin (\mathrm{\α}1+\mathrm{\θ}1)+K2\×U_{\mathrm{dw}}\sin (\mathrm{\α}2+\mathrm{\θ}2)]}^2}$

${{\mathrm{\β}}_L}^{\′\′}={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{K1\×U_{\mathrm{uw}}\sin (\mathrm{\α}1+\mathrm{\θ}1)+K2\×U_{\mathrm{dw}}\sin (\mathrm{\α}2+\mathrm{\θ}2)}{K1\×U_{\mathrm{uw}}\cos (\mathrm{\α}1+\mathrm{\θ}1)+K2\×U_{\mathrm{dw}}\cos (\mathrm{\α}2+\mathrm{\θ}2)}$

${M_R}^{\′\′}=\sqrt{{[K3\×U_{\mathrm{uw}}\cos (\mathrm{\α}3+\mathrm{\θ}1)+K4\×U_{\mathrm{dw}}\cos (\mathrm{\α}4+\mathrm{\θ}2)]}^2+{[K3\×U_{\mathrm{uw}}\sin (\mathrm{\α}3+\mathrm{\θ}1)+K4\×U_{\mathrm{dw}}\sin (\mathrm{\α}4+\mathrm{\θ}2)]}^2}$

${{\mathrm{\β}}_R}^{\′\′}={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{K3\×U_{\mathrm{uw}}\sin (\mathrm{\α}3+\mathrm{\θ}1)+K4\×U_{\mathrm{dw}}\sin (\mathrm{\α}4+\mathrm{\θ}2)}{K3\×U_{\mathrm{uw}}\cos (\mathrm{\α}3+\mathrm{\θ}1)+K4\×U_{\mathrm{dw}}\cos (\mathrm{\α}4+\mathrm{\θ}2)}$

由此得到轮辋与主轴系统在砝码位置处的不平衡量为：

M_L″＝M_L″∠β_L″，M_R″＝M_R″∠β_R″。

其中，

是在量标定中所求出的压电传感器测得的电压值与实际作用在轮胎上的力之间的比例系数。

如图3所示，所述的轮胎不平衡量的测量包括有：将压电传感器测得的电压值转换为对应的力的阶段；根据偏心校正得到的主轴与轮辋系统的不平衡量，计算出轮胎本身在砝码位置处的不平衡量的阶段；将轮胎在砝码位置的不平衡量转换为子口位置的不平衡量，即最终的不平衡量值的阶段；根据上、下面不平衡量计算出静、偶不平衡量的阶段。

在完成上述标定后，可以进行轮胎不平衡量的测量，分如下阶段完成。

第一阶段，将压电传感器测得的电压值转换为对应的力，即轮胎、轮辋与主轴系统在砝码位置的不平衡量。

设压电传感器测得的轮胎、轮辋与主轴系统上、下平面不平衡量对应的电压值分别是(U_u，β1)，(U_d，β2)(单位：伏特，度)。

设轮胎、轮辋与主轴系统在校正砝码位置处的上、下平面不平衡量分别为(M_L′，β_L′)，(M_R′，β_R′)(单位：克，度)。

则有：

M_L′＝K1×U_u+K2×U_d

M_R′＝K3×U_u+K4×U_d

其中：

K₁＝K1∠α1＝K1cosα1+iK1sinα1

K₂＝K2∠α2＝K2cosα2+iK2sinα2

K₃＝K3∠α3＝K3cosα3+iK3sinα3

K₄＝K4∠α4＝K4cosα4+iK4sinα4

故由上、下平面不平衡量对应的电压值(U_u，β1)，(U_d，β2)，可计算出：

${M_L}^{\′}=\sqrt{{[K1\×U_u\cos (\mathrm{\α}1+\mathrm{\θ}1)+K2\×U_d\cos (\mathrm{\α}2+\mathrm{\β}2)]}^2+{[K1\×U_u\sin (\mathrm{\α}1+\mathrm{\β}1)+K2\×U_d\sin (\mathrm{\α}2+\mathrm{\β}2)]}^2}$

${{\mathrm{\β}}_L}^{\′}={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{K1\×U_u\sin (\mathrm{\α}1+\mathrm{\β}1)+K2\×U_d\sin (\mathrm{\α}2+\mathrm{\β}2)}{K1\×U_u\cos (\mathrm{\α}1+\mathrm{\β}1)+K2\×U_d\cos (\mathrm{\α}2+\mathrm{\β}2)}$

${M_R}^{\′}=\sqrt{{[K3\×U_u\cos (\mathrm{\α}3+\mathrm{\β}1)+K4\×U_d\cos (\mathrm{\α}4+\mathrm{\β}2)]}^2+{[K3\×U_u\sin (\mathrm{\α}3+\mathrm{\β}1)+K4\×U_d\sin (\mathrm{\α}4+\mathrm{\β}2)]}^2}$

${{\mathrm{\β}}_R}^{\′}={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{K3\×U_u\sin (\mathrm{\α}3+\mathrm{\β}1)+K4\×U_d\sin (\mathrm{\α}4+\mathrm{\β}2)}{K3\×U_u\cos (\mathrm{\α}3+\mathrm{\β}1)+K4\×U_d\cos (\mathrm{\α}4+\mathrm{\β}2)}$

由此得到轮胎、轮辋与主轴系统在砝码位置处的不平衡量为：M_L′＝M_L′∠β_L′，M_R′＝M_R′∠β_R′。

第二阶段，根据偏心校正得到的轮辋与主轴系统的不平衡量，计算出轮胎本身在砝码位置处的不平衡量。

设轮辋与主轴系统在砝码位置处的上、下平面不平衡量分别为：

(M_L″，β_L″)，(M_R″，β_R″)；

并设轮胎本身在砝码位置处的上、下平面不平衡量为：

(M_L，β_L)，(M_R，β_R)。

将(M_L′，β_L′)，(M_R′，β_R′)与(M_L″，β_L″)，(M_R″，β_R″)分别矢量相减，即可得到轮胎本身的上、下面不平衡量。

轮胎上不平衡量：M_L＝M_L′-M_L″

其中：

$M_L=\sqrt{{({M_L}^{\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_L}^{\′}-{M_L}^{\′\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_L}^{\′\′})}^2+{({M_L}^{\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_L}^{\′}-{M_L}^{\′\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_L}^{\′\′})}^2}$

${\mathrm{\β}}_L=\mathrm{arctg}\frac{({M_L}^{\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_L}^{\′}-{M_L}^{\′\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_L}^{\′\′})}{({M_L}^{\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_L}^{\′}-{M_L}^{\′\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_L}^{\′\′})}$

轮胎下不平衡量：M_R＝M_R′-M_R″

其中：

$M_R=\sqrt{{({M_R}^{\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_R}^{\′}-{M_R}^{\′\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_R}^{\′\′})}^2+{({M_R}^{\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_R}^{\′}-{M_R}^{\′\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_R}^{\′\′})}^2}$

${\mathrm{\β}}_R=\mathrm{arctg}\frac{({M_R}^{\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_R}^{\′}-{M_R}^{\′\′}\×\sin {{\mathrm{\β}}_R}^{\′\′})}{({M_R}^{\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_R}^{\′}-{M_R}^{\′\′}\×\cos {{\mathrm{\β}}_R}^{\′\′})}$

第三阶段，将轮胎在砝码位置的不平衡量转换为子口位置的不平衡量，即最终的不平衡量值。

如图4所示，是轮胎动平衡计算参数关系图。

其中：

R1：轮胎子口处半径+砝码半径；R2：轮胎子口处半径；

a：轮胎上表面到上砝码中线的距离；b：上轮輞和下轮輞的距离；

c：轮胎下表面到下砝码中线的距离。

设M_L和M_R分别是轮胎在上、下表面砝码处的不平衡量，F_L和F_R是由M_L和M_R产生的不平衡力，m_l和m_r分别是轮胎在上、下表面子口处的不平衡量，F_l和F_r是由m_l和m_r产生的不平衡力，它们之间的关系为：

F_L＝M_LR₁ω²            F_l＝M_lR₂ω²

F_R＝M_RR₁ω²            F_r＝M_rR₂ω²

根据平面惯性力系的力平衡原理，有以下等式成立：

F_L+F_R+U_ux+U_dx＝0

F_l+F_r+U_ux+U_dx＝0

即F_L+F_R＝F_l+F_r

根据平面惯性力系的力矩平衡原理，可以得到：

bF_l＝(a+b)F_L-cF_R

bF_r＝(b+c)F_R-aF_L

即可得到m_l、m_r与M_L、M_R之间的关系：

${\stackrel{\‾}{m}}_l=(\frac{a+b}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_L-\frac{c}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_R)\frac{R_1}{R_2}$

$=((a+b)\×{\stackrel{\‾}{M}}_L-c\×{\stackrel{\‾}{M}}_R)\frac{R_1}{b\·R_2}$

${\stackrel{\‾}{m}}_r=(\frac{b+c}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_R-\frac{a}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_L)\frac{R_1}{R_2}$

$=((b+c){\stackrel{\‾}{M}}_R-a\×{\stackrel{\‾}{M}}_L)\frac{R_1}{b.R_2}$

$=(-a\×{\stackrel{\‾}{M}}_L+(b+c)\×{\stackrel{\‾}{M}}_R)\frac{R_1}{b.R_2}$

由此计算出轮胎子口位置上、下面不平衡量分别为(m_l，θ_l)，(m_r，θ_r)：

$m_l=\frac{R1}{R2.b}\sqrt{{(b+a)}^2{M_L}^2+c^2{M_R}^2-2C(b+a)M_L{M}_R\cos ({\mathrm{\φ}}_L-{\mathrm{\φ}}_R)}$

$m_r=\frac{R1}{R2.b}\sqrt{{\left(a\right)}^2{M_L}^2+{(c+b)}^2{M_R}^2-2a(b+c)M_L{M}_R\cos ({\mathrm{\φ}}_L-{\mathrm{\φ}}_R)}$

${\mathrm{\θ}}_l={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{(b+a)M_L\sin {\mathrm{\φ}}_L-c{M}_R\sin {\mathrm{\φ}}_R}{(b+a)M_L\cos {\mathrm{\φ}}_L-{\mathrm{cM}}_R\cos {\mathrm{\φ}}_R}$

${\mathrm{\θ}}_r={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{-a{M}_L\sin {\mathrm{\φ}}_L+(c+b)M_R\sin {\mathrm{\φ}}_R}{-a{M}_L\cos {\mathrm{\φ}}_L+(c+b)M_R\cos {\mathrm{\φ}}_R}$

第四阶段，根据上、下面不平衡量计算出静、偶不平衡量。

①静不平衡量等于上、下面不平衡量的矢量和与轮辋名义半径之积。

设ml，mr分别为：(m_l，θ_l)，(m_r，θ_r)，依据此结果计算

按照国家标准：轮輞名义半径R＝(D/2)×2.54+1.27，其中，D为轮辋直径，单位英寸。

利用复数运算定理，可以得到静不平衡量为： $\stackrel{\→}{S}=S\∠\mathrm{\δ}.$

其中， $\stackrel{\→}{S}=(\stackrel{\→}{m}l-\stackrel{\→}{m}r)\×R.$

实部：Ss＝m_l×cosθ_l+m_r×cosθ_r

虚部：Sx＝m_l×sinθ_l+m_r×sinθ_r

S1²＝Ss×Ss+Sx×Sx

$S=\sqrt{S1}\×R$

δ＝arctg(Sx/Ss)

②偶不平衡量等于上、下面不平衡量的矢量差与轮辋名义半径和轮辋宽度之积。

设ml，mr分别为：(m_l，θ_l)，(m_r，θ_r)；轮輞名义半径R＝(D/2)×2.54+1.27，其中，D为轮辋直径，单位英寸；轮辋宽度为Width，单位厘米。依此计算出偶不平衡为： $\stackrel{\→}{C}=C\∠\mathrm{\σ}.$

其中， $\stackrel{\→}{C}=({\stackrel{\→}{m}}_l-{\stackrel{\→}{m}}_r)\×R\×\mathrm{Width}.$

实部：Cs＝m_l×cosθ_l-m_r×cosθ_r

虚部：Cx＝m_l×sinθ_l-m_r×sinθ_r

C1²＝Cs×Cs+Cx×Cx

$C=\sqrt{C1}\×R\×\mathrm{Width}$

σ＝arctg(Cx/Cs)

在完成上述各阶段后，主轴根据计算出的打标角度旋转到指定位置后停止旋转，轮胎放气，上卡盘锁紧，下卡盘松开，上机架回到原点，升降台升起，传送带启动把轮胎送入打标工位。打标工位挡杆伸出，打标电机启动带动打标机构移动到位，根据轮胎等级对应的打标头伸出，打标完成后，打标机构回到原位，挡杆收回，传送带启动把轮胎送入输出工位。输出工位输出气缸收回，轮胎落下后，输出气缸伸出，动作结束。

Claims (6)

1.一种轮胎不平衡量标定与测量方法，其特征在于，包括有由量标定和偏心校正构成的轮胎不平衡量标定、轮胎不平衡量测量两个部分，其中：在量标定中所完成的是，计算出通过设置在主轴上的压电传感器测量出的电压值与实际作用在轮胎上的力之间的比例系数；在偏心校正中所完成的是，利用量标定中算出的比例系数测量和计算出主轴与轮辋系统自身固有的不平衡量大小；轮胎不平衡量的测量是，根据量标定中测得的比例系数和偏心校正中得到的主轴与轮辋系统自身不平衡量，测量和计算出轮胎的实际不平衡量，所述的量标定包括有：根据测量结果给形式参数赋值；根据所赋数值计算系数

根据系数

计算系数 $\stackrel{\→}{K}={\stackrel{\→}{K}}_{11}\×{\stackrel{\→}{K}}_{22}-{\stackrel{\→}{K}}_{12}\×{\stackrel{\→}{K}}_{21};$ 根据系数

计算出比例系数

所述的根据测量结果为形式参数赋值包括有，在不给轮胎加砝码时测出轮胎上、下面电压值分别是：Uu0、Φu0和Ud0、Φd0的阶段；在给轮胎上面加砝码时测出轮胎上、下面电压值分别是：Uu1、Φu1和Ud1、Φd1的阶段；在给轮胎下面加砝码时测出轮胎上、下面电压值分别是：Uu2、Φu2和Ud2、Φd2的阶段，所述的根据所赋数值计算系数

包括有：计算出

的阶段；计算出

的阶段；计算出

的阶段；计算出 ${\stackrel{\→}{K}}_{22}=(U_{d2\∠\mathrm{\Φd}2}-U_{d0\∠\mathrm{\Φd}0})/100=K{22}_{\∠\mathrm{\φ}}4$ 的阶段，所述的根据系数

计算出比例系数

是：

2.根据权利要求1所述的轮胎不平衡量标定与测量方法，其特

所述的偏心校正包括有：在轮胎相对于轮辋旋转一周的过程中测量出其8组上、下压电传感器的电压值，并对8组测量数据矢量求和后求平均得到主轴与轮辋自身的不平衡所引发的电压值的阶段；将电压值转换成对应的力的阶段。

3.根据权利要求2所述的轮胎不平衡量标定与测量方法，其特征在于，所述的将电压值转换成对应的力的阶段，首先对压电传感器测得的主轴与轮辋系统上、下平面不平衡量对应的电压值进行设定；再对主轴与轮辋系统在校正砝码位置处的上、下平面不平衡量进行设定；从而计算出对应的力是：

M_L″＝K1×U_uw+K2×U_dw

M_R″＝K₃×U_uw+K4×U_dw。

4.根据权利要求1所述的轮胎不平衡量标定与测量方法，其特征在于，所述的轮胎不平衡量的测量包括有：将压电传感器测得的电压值转换为对应的力的阶段；根据偏心校正得到的主轴与轮辋系统的不平衡量，计算出轮胎本身在砝码位置处的不平衡量的阶段；将轮胎在砝码位置的不平衡量转换为子口位置的不平衡量，即最终的不平衡量值的阶段；根据上、下面不平衡量计算出静、偶不平衡量的阶段。

5.根据权利要求4所述的轮胎不平衡量标定与测量方法，其特征在于，所述的根据偏心校正得到的主轴与轮辋系统的不平衡量，计算出轮胎本身在砝码位置处的不平衡量的阶段是，首先将测得的主轴与轮辋系统在砝码位置处的上、下平面不平衡量分别设为：M_L″，β_L″和M_R″，β_R″；再将测得的轮胎本身在砝码位置处的上、下平面不平衡量分别设为：M_L，β_L和M_R，β_R；将M_L′，β_L′和M_R′，β_R′与M_L″，β_L″和M_R″，β_R″分别矢量相减，即可得到轮胎本身的上、下面不平衡量：

轮胎上不平衡量：M_L＝M_L′-M_L″，

轮胎下不平衡量：M_R＝M_R′-M_R″

所述的M_L′，β_L′和M_R′，β_R′为设定的轮胎、轮辋与主轴系统在校正砝码位置处的上、下平面不平衡量，单位：克，度。

6.根据权利要求5所述的轮胎不平衡量标定与测量方法，其特征在于，所述的将轮胎在砝码位置的不平衡量转换为子口位置的不平衡量，即最终的不平衡量值的阶段，包括有根据测量计算出轮胎子口位置上、下面不平衡量分别为m_l，θ_l和m_r，θ_r，其中：

${\stackrel{\‾}{m}}_l=(\frac{a+b}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_L-\frac{c}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_R)\frac{R_1}{R_2},$ ${\stackrel{\‾}{m}}_r=(\frac{b+c}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_R-\frac{a}{b}{\stackrel{\‾}{M}}_L)\frac{R_1}{R_2}$

式中：

R1：轮胎子口处半径+砝码半径；R2：轮胎子口处半径；

a：轮胎上表面到上砝码中线的距离；b：上轮辋和下轮辋的距离；

c：轮胎下表面到下砝码中线的距离。

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