CN101512316A - 用于平衡车轮的方法和机器 - Google Patents

Abstract

用重量(18)平衡车轮的方法和机器，所述方法包括以下步骤：用摄像头(5、6、206)框住车轮轮毂(101)表面的将被施加重量(18)的部分；在摄像头(5、6、206)拍摄的轮毂(101)的图像上，定位至少一个垂直于车轮的旋转轴线(A)的平衡面(E1、E2)；操控至少一个提取装置(8、9、209)，使该至少一个提取装置(8、9、209)对准轮毂(101)的属于平衡面(E1、E2)的一点(P1、P2)；通过提取装置(8、9、209)检测平衡面(E1、E2)处轮毂(101)的特征几何参数；测量车轮的不平衡；用电子计算器(4、204)计算要被施加到轮毂(101)上、平衡面(E1、E2)处的至少一个重量(18)的实体，以及计算所述重量(18)在平衡面(E1、E2)内的角度位置(T1、T2)。

Description

用于平衡车轮的方法和机器

技术领域

本发明涉及通过进行重量补偿来平衡车轮的方法和机器。

背景技术

众所周知，对车轮的平衡包括确定至少一个与轮轴垂直的平面，即所谓的平衡面，重量在该平衡面处落在轮辋上。

特别地，若要实现静态车轮的平衡，只需确定一个平衡面即可；而若要实现动态车轮的平衡，则必须确定两个不同的平衡面，这两个平衡面沿轮轴彼此相隔一段距离。

平衡机的测量组件与电子计算器相连，该电子计算器用于检测车轮的不平衡并根据平衡面的位置、以及落在这些平衡面上的重量的角度位置来计算重量的实体。

通常，在将车轮固定到平衡机上之后，通过测量要被平衡的车轮的轮毂的一些特征几何参数来确定平衡面。

所述几何参数一般为每一平衡面处的轮毂直径，以及每一平衡面与平衡机的固定参考面之间的距离。

通常这些测量都由平衡机上的触须来完成，所述触须由操作员根据轮毂上的点手动安装，所述轮毂上的点位于所述平衡面上、处于操作员想使重量着落的位置。

触须元件从预定初始位置移开的位移由专门的电子系统来测量，该电子系统将测量值传输给所述电子计算器，然后由电子计算器对这些数据进行处理。

近来车轮平衡机研究领域有篇文献，是关于如何获得平衡过程的最大自动控制，从而优化结果、降低失误、减少操作员的手动干预。

在该文献中，设计了一种平衡机，该平衡机可全自动地读取最佳平衡面，在该最佳平衡面处，所述重量落在轮辋上。

这些平衡机通常具有专门的提取装置，这些提取装置与电子计算器相连，能够扫描轮毂的外形，获得进行平衡操作所需的、轮毂上每一点的几何参数。

所述提取装置通常用于检测轮辋上点的空间位置，检测时不与所述点直接接触，例如测量距离的光学装置。

这样，在轮辋外形和测量组件测得的车轮的其它不平衡的基础上，所述电子计算器可自动确定最佳平衡面，无需使用触须，也无需操作员的直接干预。

显然这些平衡机非常昂贵和复杂，且常常不能满足市场需求，即不能提供高度自动化且价格也容易接受的平衡机。

此外，对轮辋外形进行扫描需要相当长的一段时间，这在整体上减慢了车轮平衡过程。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种用于平衡车轮的方法和机器，该方法和机器通过半自动地确定平衡面，降低操作员的手动贡献，并提高平衡精确度，本发明的技术方案简单、合理，且经济。

上述目的通过本发明权利要求书所述的技术方案来实现。

总而言之，本发明提供了一种利用补偿重量来平衡车轮的方法，该方法包括以下步骤：

用摄像头摄取车轮轮毂的要承受重量的部分的图像，在该图像上定出至少一个与车轮旋转轴垂直的平衡面；

操控至少一个提取装置，使其对准轮毂上的一点，该点属于在所述图像上确定的所述平衡面；

用所述提取装置检测所述平衡面上的所述轮毂的特征几何参数；

测量车轮的不平衡；

用电子计算器计算要加在平衡面上的轮毂上的至少一个重量的实体，以及加在平衡面上的所述重量的角度位置。

显然，为了实现车轮的动态平衡，所述方法包括以下步骤：在摄像头摄取的轮毂图像上定出两个与轮轴垂直的不同平衡面；

操纵至少一个提取装置，使其到达轮毂的两个点，每个点分别属于图像上的一个平衡面；

用所述至少一个提取装置来检测所述轮毂位于所述平衡面处的特征几何参数，接着，在测量出车轮的不平衡之后，

用电子计算器计算要加在平衡面处的轮毂上的至少两个重量的实体，以及位于每个平衡面上的每一重量的角度位置。

在本发明的第一种实施方式中，每个平衡面的确定过程包括以下步骤：

将所述至少一个摄像头摄取的轮毂的图像投射到屏幕上；和

任意选择一个要投射到所述屏幕上的平衡面。

上述技术方案可使操作员的工作更便利，操作员可以简单地选择屏幕上的平衡面，根据用于承重的轮辋的不同区域的合适度来作出决定。

此外，提取装置可以在不与轮毂直接接触的前提下、非常准确和快速地获得轮毂在所选平衡面处的几何参数。

本发明的第二种实施方式包括，通过在摄像头摄取的轮毂图像上确定参考线来定位每个平衡面，所述参考线对应于轮毂表面的特征周线，设立所述平衡面必定具有的、与所述特征周线有关的相关位置。

根据这种技术方案，可用与摄像头相连的电子计算器来自动进行所述方法，所述计算器处理图像并提议自动平衡面。为了有效地进行上述平衡方法，本发明提供了一种平衡机，该平衡机包括：位于固定结构上的转轴，将车轮卡在所述转轴上的装置，测量车轮的不平衡的装置，以及电子计算器，该电子计算器用于计算需要加在轮辋上至少一个特定平衡面处的重量的实体和该平衡面内所加载的重量的角度位置，所述平衡面垂直于轮轴。

特别地，所述平衡机包括：至少一个摄像头，该摄像头摄取轮毂表面的用于承载重量的部分的图像；屏幕，所述摄像头摄取的图像投射到该屏幕上；以及至少一个提取装置，该提取装置与电子计算器相连，可操控所述提取装置，使之指向轮毂上属于所述平衡面的点，以测定该平衡面处的轮毂几何参数。

在本发明的一些实施例中，所述电子计算器优选为能够对摄像头摄取的图像进行预处理，还可以对摄像头的一些调节参数如曝光和/或聚焦功能进行自动控制。

附图说明

为了更好地理解本发明的特征和优点，以下借助于示例而非限制性的附图来对本发明作详细说明：

图1展示了本发明的车轮平衡机；

图2为图1所示的平衡机的功能图；

图3是图1的局部放大图；

图4是图1的局部放大图；

图5是图3的局部放大图；

图6和7分别是图5和4的局部图，此时处于相同的平衡处理阶段；

图8展示了图1所示平衡机的屏幕，图中该屏幕显示着轮毂的基本图像，在该图像上显示有可供选择的点，这是本发明的一个特殊实施例；

图9为图4的局部图，图中平衡机正在标定轮毂的重量的位置；

图10为图1的局部图，图中平衡机处于重量施加阶段，图中为简明起见省去了一些元件；

图11为图9所示平衡机处于重量施加阶段的图；

图12展示了根据本发明一个可选实施例的平衡机；

图13、14、15和16展示了当图12所示平衡机处于不同操作阶段时，侧部摄像头206拍摄的图像；

图17展示了在图16所示瞬间，侧部提取装置209的实时位置；

图18和19展示了处于图17之后的两个连续瞬间时的侧部提取装置209；

图20是图17的局部放大图，该图展示如何换置所述侧部提取装置209；

图21、22、23、24、25展示了五个可选的后部提取装置在识别轮胎104的侧部时的功能；

图26、27和28展示了当图1的平衡机处于不同操作阶段时，显示器207A所显示的图像；

图29展示了在图28所示瞬间，后部提取装置208的实时位置；

图30、31和32展示了当图1的平衡机处于不同操作阶段时，显示器207B所显示的图像；

图33展示了在图32所示瞬间，侧部提取装置209的实时位置；

图34和35分别展示了在图1的平衡机的可选功能模式中，显示器207A和207B所显示的图像；

图36和37是两幅局部剖视图，其进一步展示了轮毂101的边缘109的可选形状；

图38～41展示了当图12的平衡机处于其可选功能模式的不同阶段时，侧部摄像头206拍摄到的图像；

图42概要展示了在图28所示瞬间，侧部提取装置209的实时位置。

具体实施方式

图1～11所示的平衡机1包括固定结构(或者箱形结构)2，传动转轴3从该固定结构2伸出来，要被平衡的车轮100同轴固定在所述转轴3上。

车轮100包括轮毂101，该轮毂101具有狭窄的径向部分102，也称为毂盘，该毂盘102支撑着大致为通道形的圆柱部分103，该圆柱部分103通常称为“轮辋”(rim)，轮胎104安装在该轮辋103上。

毂盘102具有中央孔105，车轮100通过中央孔105安装在车辆上。

如图1所示，毂盘102再将轮毂101的内表面分成前部106和后部107，其中，当车轮100安装在车轮上时，所述前部106面朝外部。

车轮100通过轮毂的中央孔105与转轴3的突出部分之间的螺纹连接固定在平衡机1上，所述转轴3设有通常的卡阻装置(未图示)，该卡阻装置将车轮100卡在转轴3的中央，使车轮100和转轴3彼此牢固地连接在一起。

转轴3属于测量组件(为已知的类型，未图示)，该测量组件包括特殊的力转换装置，当车轮100在转轴3的作用下旋转时，所述力转换装置用于测量车轮100的不平衡。

所述转换装置与电子计算器4相连，如图2所示，该电子计算器4包括中央存储器40和数据处理单元41如电脑，以及其它元件。

这样，由转换装置测得的值被传输给电子计算器4，该电子计算器4在将于下文详述的参数的基础上，确定将要固定到轮毂101上、以对车轮100的不平衡作出补偿的重量18的实体和恰当位置。

根据本发明，平衡机1包括两个摄像头5、6，该两个摄像头5、6设置在车轮100的相对两侧，该车轮100固定在转轴3上，摄像头5、6的镜头朝向轮毂101通道的内表面。

特别地，摄像头5拍摄轮毂101的前部106，而摄像头6拍摄后部107。

每个摄像头5、6最好以固定的角度来拍摄车轮100，以便持续地拍摄轮毂101的一部分，该部分处在关于转轴3的轴线的特定角度位置。

本发明的优点包括：每个摄像头5、6均与相关的致动装置(为已知类型，未图示)相连，该致动装置改变摄像头的位置和/或角度，例如为了使摄像头适应各种不同类型的可用车轮。

如图2所示，摄像头5、6连接至电子计算器4，该电子计算器4随即将拍到的图像投射到屏幕7上。

在图示的实施例中，屏幕7是个显示器，该显示器位于平衡机1上易于被操作员观察到的合适位置。

注意，在附图中，为表达简明起见，摄像头5、6拍摄的图像所显示的轮毂101的边缘是直的；但实际上，由于摄像头5、6的角度，所述边缘是弯曲的。

如图1所示，每个摄像头5、6均与一提取装置8、9相连，该提取装置8、9在不与点直接接触的情形下，检测轮毂101上所述点的空间位置。

提取装置8、9在平衡机的部件中很常用，通常为测量距离的光学装置。

该提取装置包括光束的发射器10和接收器11，该接收器11位于发射器10的侧面，能够接收从表面处反射回来的光束，从而测量所述表面与所述发射器10之间的距离(见图3)。

由发射器10发射的光束通常为激光束，该激光束能在受冲击的表面上产生具有非常明确的轮廓的光迹200。

每个提取装置8、9均与各自的致动装置12、13相连，该致动装置12、13使提取装置8、9相对于平衡机1移动，以确定激光束相对于车轮100的方向。

特别地，由提取装置8发出的激光束可投射到轮毂101的被摄像头5拍摄的表面上；而由提取装置9发出的激光束可投射到轮毂101的被摄像头6拍摄的表面上。

在图示实施例中，提取装置8、9均安装在平衡机1的有关固定点处，而它们各自的致动装置12、13可使该提取装置8、9在空间中绕垂直于转轴3的轴线旋转，从而仅仅改变发出的激光束的方向。

特别地，每个提取装置8、9均可在两个不同的行程终端位置之间作有限运转，因此产生的光迹200可沿轨线在轮毂101的内表面上移动，所述轨线沿轮毂101的整体纵向轮廓发展。

这样，光迹200可有效地投射到轮毂101的纵向轮廓的任何点。

作为选择，每个致动装置12、13可包括活动元件，如具有一个或多个自由度的机械臂，该机械臂可以转化有关提取装置8、9相对于平衡机1的运动，例如在与转轴3的轴线A垂直的平面内和/或在与所述轴线A平行方向上的运动。

在两种情形下，每一提取装置8、9的运动通过特殊的电子装置被测量和传输给电子计算器4，所述特殊的电子装置如与致动装置12、13相连的线性编码器和/或旋转编码器。

在这些测量值的基础上，电子计算器4可以即时地计算并记忆提取装置8、9在特定的已知参照系统XYZ中的位置，所述参照系统XYZ相对于平衡机1为固定参照系统，同时激光束在该固定参照系统XYZ中的倾斜度也是固定的。

通常，参照系统XYZ由固定结构2的边缘来确定，转轴3从所述固定结构2伸出，并可绕其旋转轴线A转动。

在本发明中，在将车轮100固定到转轴3上之后，启动摄像头5、6，以将轮毂101通道的内表面的图像投射到屏幕7上。

通过观察屏幕7，操作员在所述图像中任意选择两个不同的平衡面E1、E2，用以放置轮毂101上的重量18，所述两个平衡面E1、E2均与车轮100的轴线垂直。

上述选择是基于轮毂101的形状和尺寸、并根据操作员的经验和喜好、完全自发地进行的。

特别地，所述选择做出的过程是：操作员在图像上轮毂101的点处选取两个点P1’和P2’，有关的选定平衡面E1、E2通过所述点P1’和P2’。

由于通过轮毂101的每个点的平面中只有一个平面是垂直于车轮100的轴线的，因此当操作员进行平衡面的选择操作时，可以任意而单一地选定平衡面E1、E2的位置。

如图1、2和4所示，在图像上有两条分别通过点P1’和P2’的虚线E1’、E2’，这代表轮毂101的内表面与预选平衡面E1、E2之间的交线。

为叙述简便起见，下文将所述交线的投影E1’、E2’(该投影由电子计算器4生成在屏幕7上)称为平衡面E1、E2。

注意，虽然附图中所述投影E1’、E2’看起来是直的，但它们实际上通常是弯曲的，类似于轮毂101的边缘。

操作员做出选择之后，令提取装置8、9移动，以使提取装置发射的激光束分别投射到预先选定的平衡面E1、E2处的轮毂101的内表面上。

在本发明的第一种实施方式中，这一排列阶段(lining-up stage)在操作员的直接控制下进行，操作员用手动选择器14操纵提取装置8、9的致动装置12、13，所述手动选择器如操纵杆或键盘(见图2)。

特别地，当观察屏幕7时，操作员移动激光束生成的光迹200的投影，将其置于有关平衡面E1、E2的投影E1’、E2’处。

在本发明的另一种实施方式中，所述排列阶段在电子计算器4的控制下自动进行，所述电子计算器4与提取装置8、9的致动装置12、13直接相连。

在这种情形下，摄像头5、6拍摄的图像由电子计算器4通过软件程序进行管理，这使得操作员可在屏幕7上直接选择位于预先选定的平衡面E1、E2上的点P1’、P2’。

例如，如果屏幕7是触摸屏，则可通过与屏幕7直接接触而做出所述选择，或者，也可用鼠标、光笔、键盘、操纵杆或其它已知系统来进行所述选择操作。

选择一旦做出，电子计算器4就利用软件程序识别选定的点P1’、P2’，并自动对提取装置8、9的致动装置12、13发出指令，从而使激光束投射到轮毂101上预先选定的平衡面E1、E2处。

更具体地，所述软件程序在图像上对每个预先选定的点P1’、P2’进行激光光迹的跟踪过程，该过程包括如下操作(见图6和7)。

首先，所述软件程序获得所述选定的点如P1’在二维参照系统xy中的坐标值，所述二维参照系统xy相对于屏幕7上的所述图像是固定的；

然后，用所述坐标值进行计算，算出预先选定的平衡面E1在参照系统xy中的投影E1’的轨线方程；

此时，所述软件程序进行一项操作，通过该操作，确定显示在图像上的、光迹200的投影20在参照系统xy中的坐标值；

上述确定操作包括：对摄像头5拍摄的图像进行初步过滤操作，以消除噪音，同时锐化最显著的线条；

然后，对图像的像素特性进行分析，例如分析色调，以对激光束的光迹200在图像上的投影进行定位。

由于所用的激光通常为红光或绿光，因此发现当分别作用于图像的红色或绿色部分时特别有利。

一旦对光迹200在参照系统xy中的投影20作出定位，电子计算器4就能够计算出距离D，该距离D为二维图像上预先选定的平衡面E1的投影E1’与光迹200的投影20之间的距离。

通过上述方法，计算器4可自动地操纵提取装置8的致动装置12，以使光迹200定位在平衡面E1处。

这一步骤可通过多种方式实现，每种方式均由计算器4用其内部安装的软件来实现。

第一种方式是计算器4进行下述循环过程：

识别与光迹200的投影20的图像有关的坐标；

计算图像上光迹200的投影20与预先选定的平衡面E1的投影E1’之间的距离D；

如果算得的距离D小于预定的值(表示足够近)，循环终止，否则命令提取装置8进行真实的移动，从点1处重新启动循环过程。

显然，提取装置8的移动方式必须使得激光光迹200的投影20与平衡面E1的投影E1’渐渐靠近。

上述目的可通过测试循环来实现，该测试循环中，在提取装置8在各种方向上进行了一系列的移动之后，确定一个方向，在该方向上，光迹200的投影20与平衡面E1的投影E1’之间的距离D可获得减小。

可代替上述第一种方式的第二种方式包括让电子计算器4搜索所述预先选定的平衡面E1的投影E1’与光迹200的投影20之间的最小距离。

此时，计算器4命令提取装置8在第一和第二行程终端位置之间间歇地移动，逐时进行一系列预定的前进步骤和停止步骤。

随后，计算器4令光迹200在轮毂101上沿轮毂101的纵向轮廓间歇地移动。

特别地，所述提取装置8的移动通过下述方式进行：

在每个停止位置，测量并记忆提取装置8相对于平衡机的固定参照系统XYZ的空间位置，计算出光迹200的投影20与预先选定的平衡面E1的投影E1’之间的距离D的值D1，

然后，提取装置8前进，直到到达下一个停止位置，在该停止位置，计算出光迹200的投影20与预先选定的平衡面E1的投影E1’之间的距离D的值D2，

如果值D2小于或等于D1，就意味着光迹200的投影20更靠近了(或者更确切的说，没有远离)平衡面E1的投影E1’；接着再次使提取装置8前进，

如果D2大于D1，就意味着光迹200的投影20离投影线E1’更远了，也即：D1是光迹200的投影20与投影E1’之间可获得的最小距离；然后，使提取装置8停止前进。

此时，电子计算器4使提取装置8回到前面的停止点，即，回到距离D的值为D1的位置。

显然，第二提取装置9也以同样的方式进行循环，以排列好光迹200与预先确定的平衡面E2的位置。

接下来描述在屏幕7上选择点P1’、P2’、并排列提取装置8、9与有关平衡面E1、E2的第三种方式。

在此只描述选择点P1’的操作模式，因为用于选择点P2’的过程与P1’相同。

首先，当提取装置8发出的激光束没有照到轮毂101的任何点上时，电子计算器4获得并记忆由摄像头5拍摄的轮毂101的前部106的图像。在下面的描述中，为简便起见，所述图像将被称为基准图像(base image)。

接着，计算器4命令提取装置8在第一和第二行程终端位置之间间歇地移动，逐时进行一系列的前进步骤和停止步骤。

在前进过程中，提取装置8不进行任何的距离测量，但受到在轮毂101上产生光迹200的限制，光迹200随后将逐渐沿轮毂101的纵向轮廓移动。

特别地，光迹200进行其全部轨道上的行进是在轮毂101的被摄像头5拍摄到的表面上移动。

在每个停止位置，计算器4记忆提取装置8在参照系统XYZ内到达的的空间位置，并读取光迹200的投影20在图像的参照系统xy内的坐标值。然后，通过产生在前述基准图像上、用于被检测坐标的图形元素S(见图8)，发出光迹200的投影20的位置信息。

特别地，通过取代基准图像的至少一个像素来获得图形元素S，该图形元素S在被检测的坐标值中具有一个像素，该像素具有至少一个特点，该特点将其与基准图像的像素区别开来。

这一特点可能是，例如，颜色或亮度。

最好用红颜色的像素取代所述基准图像的处于被检测点的坐标处的像素。

有了上述技术方案，当提取装置8停止前进时，所述基准图像显示出轮毂101的前部106和一组红色的显示点S，这一组显示点S基本沿轮毂101的纵向轮廓对齐。

这一组红点S代表一组可供选择的点。

此时，被修改过的基准图像显示在屏幕7上，操作员可选择位于他预先选定的平衡面E1上的红点S。

在前述情形下，可用触摸屏显示器、鼠标、键盘、操纵杆或任何其它的已知系统进行所述选择。

作为选择，操作员也可以在图像上选择不同于所述红点、但离所述红点很近的点。

在这种情形下，安装在所述电子计算器4内的所述软件从所述一组红点中确定哪个点属于投影E1，该投影E1通过操作员选定的点，即最靠近的红点。

做出选择之后，由于用于每个红点的提取装置8的空间位置已被电子计算器4存储下来，因此计算器4命令致动装置12将提取装置8带回使得激光光迹200处在选定红点S处的位置。

如上所述，用摄像头6通过完全相同的方式进行点P2’的选择和提取装置9、平衡面E2的排列。

当排列阶段结束之后，提取装置8、9产生的光迹200照亮轮毂101的两个点P1、P2，这两个点基本位于轮毂101与有关预先选定的平衡面E1、E2的交叉线上。

此时，命令每个提取装置8、9测量所述提取装置与该提取装置指向的轮毂101上的点P1、P2之间的距离。

所述命令可由操作员通过例如按按钮的方式发出，也可由电子计算器4自动发出。

测得的距离值被传输给计算器4，该计算器4在提取装置8的位置和激光束在上述真实参照系统XYZ中的倾斜度的基础上，计算出轮毂101的预先选定的点P1、P2的空间位置。

特别地，计算器4算出对车轮100的平衡有用的数据，这些数据一般为测量点(P1和P2)与车轮100的旋转轴之间的距离，以及所述点与平衡机1的固定参考面之间的距离，所述固定参考面与车轮100的轴线A垂直。

所述点与所述固定参考面之间的距离单一地由平衡面E1、E2的几何位置决定；而所述点与所述旋转轴A之间的距离与重量18所在位置的偏心距一致，所述重量18将要固定在轮毂101上的每个平衡面E1、E2处。

通常，上述参考面与固定结构2的边缘一致，转轴3从所述固定结构2处伸出来。

此时，车轮100正在旋转，电子计算器4(根据各种几何参数与测量组件的转换装置测得的不平衡力的向量之间的已知关联关系)确定重量18的实体M1和M2，所述重量18必须要固定在轮毂101上的预选平衡面E1、E2处，以平衡车轮，同时计算器4还要确定重量18在有关平面E1、E2上的恰当角度位置T1、T2。

通常，被计算出的重量18的实体M1、M2不同于操作员可用的重量18的实体(两者一致的情况是非常偶然的)，所述操作员可用的重量一般为具有多个值如5克的一组离散的重量。

由于这个原因，平衡机1最好设有修正系统，该修正系统可在任意选择了重量18的其它实体N1、N2之后，修正平衡面的位置，所述其它实体N1、N2接近计算出的实体M1和M2，但又属于操作员实际可用的重量范围。

这一选择可由操作员基于其经验和喜好直接做出，也可通过手动选择装置传输给计算器4；或者也可由电子计算器4自动进行所述选择，在这种情形下，所述计算器4具有舍入算法(rounding-up algorithm)，该舍入算法用于与可用实体N1、N2有关的重量计算，所述可用实体N1、N2最接近于计算出的值M1、M2，所述计算器4与轮毂101的合适位置兼容。

为了使修正效果最佳，在本发明中，对于每个最初选定的轮毂101上的点P1、P2，进一步获得轮毂101上的一组离散的点的空间位置，这一组离散的点距平衡机1的参考面的距离不同。

每一组中的点彼此靠近、形成一个框，这框分别称为P1MIN-P1MAX和P2MIN-P2MAX，有关的被测量点P1、P2为分别为所述框中间的点(见图5)。

提取装置8、9的测量值被传输给电子计算器4，该计算器4计算每个点距平衡机1的参考面的距离，以及每个点距转轴3的旋转轴线的距离，计算方式与上文所述相同。

所述电子计算器4最好也能够对所获得的值进行插补，以预计框P1MIN-P1MAX和P2MIN-P2MAX的点的空间位置，这空间位置没有被直接测量。

每个P1MIN-P1MAX和P2MIN-P2MAX框单一地确定垂直于转轴3的平面的相应框，该相应框分别称为E1MIN-E1MAX和E2MIN-E2MAX，电子计算器4可从E1MIN-E1MAX和E2MIN-E2MAX中选择用于在轮毂101上放置新的重量18的最佳平衡面。

所述E1MIN-E1MAX和E2MIN-E2MAX框必须位于轮辋103的易于承载重量的内表面区域，即：位于那些没有显示出妨碍重量施加的不连续状态的区域。

为了上述目的，本发明中，在框P1MIN-P1MAX和P2MIN-P2MAX的点的位置的基础上，计算器4能够搜集与E1MIN-E1MAX和E2MIN-E2MAX框内分别包含的区域的轮毂101的轮廓形状有关的信息。

特别地，对于每个所述区域，计算器4均能检测所述轮毂101的轮廓相对于车轮100的轴线的倾斜度和/或倾斜度变化，从而评估被检测的区域是否适于有效地施加重量18。

参见图5，如果在被检测区域如E2MIN-E2MAX框内轮毂101的轮廓表现出小而基本不变的倾斜度，那么所述框的所有平面均会被电子计算器4当成可用于检测的最佳平衡面。

另一方面，如果被检测区域如E1MIN-E1MAX内轮毂101的轮廓表现出过大的倾斜度或者过大的倾斜度变化，那么通过该区域如E1A-E1MAX的平面均会被自动地排除、不予计算。

此时，(再次基于各种几何参数与重量18的实体之间的关联关系)电子计算器4进行新的计算，从那些可用的平面中确定最佳平衡面，以及确定最佳平衡面上新的重量18的角度位置T1、T2。

由于新的重量18的实体N1、N2由操作员或者机器任意选定，在一些情况下，计算出的最佳平衡面可落在E1MIN-E1MAX和/或E2MIN-E2MAX框之外。

如果发生上述情况，操作员或电子计算器4将不得不重复所述过程，在可用的重量中选择新的重量N1和N2。

不过在有些情形下，对重量18的实体的修正使得最佳平衡面落在轮毂101之外，因而不可能将重量18施加到轮毂101上。

可以证明，这种可能情形在有些状况下会发生，特别是当车轮100的不平衡非常小，从而使得用第一次计算获得的重量18的实体M1、M2也非常小时。

在这些情形下，对重量实体的小的修正通常会导致最佳平衡面之间的相对距离的相当大的上升。另一方面，已知当不平衡非常小，足以实现车轮100的静态平衡时，动态平衡将仅仅起到非常微小且无关紧要的效果。

因此，本发明的优点在于，如果用第二次计算算出的最佳平衡面之间的距离超过了最初选定的平衡面E1、E2之间的距离，且超过值大于预定的阈值，则电子计算器4发信号给操作员，以仅仅实现静态平衡。

适于车轮100平衡领域的阈值约为最初选定的平衡面E1、E2之间距离的10％。

在上述情况下，将选择单个平衡面(重量18施加在轮毂101上的该单个平衡面处)的静态平衡；所述选择按上述方式做出。

一旦确定了重量18的最终实体和最佳平衡面，则平衡机1必须给操作员显示轮毂101上必须施加重量18的确切的点。

为了实现上述目的，在本发明中，电子计算器4使得屏幕7上显示出两个图形标志15、16，这两个图形标志15、16叠加在摄像头5、6拍摄的图像上(见图9)。

特别地，通过采用专门的软件程序，电子计算器4能够确定图像中的点，该点与计算器4已确定须承受重量18的轮毂的轮辋上的点相对应，所述计算器4还可将每个图形标志15、16定位在所述图像中的点的有关点处，以指示操作员在何处固定所述重量18。

有了上述技术方案，操作员通过手动或者专门的施力工具，可使每个重量18在轮毂101的通道内移动(见图10)；然后，通过在屏幕7上观察重量18的位置，操作员可将重量一直移动，直到重量与计算器4生成的图形标志15、16相对应时为止，此时，将重量固定至轮毂101上恰当位置(见图11)。

每个图形标志15、16可包括一个指针15’、16’，该指针的形状为点状或十字状，所述指针在图像上准确地指示了每个重量18的重心。

优选地，每个图形标志15、16还可包括一条封闭线15”、16”，在所述图像上，该封闭线15”、16”代表将被施加的重量18的边缘形状。

可以理解，边缘线15”、16”便于操作员给重量18定位，因为其不仅提供了关于施加重量的点的可见数据，还提供了轮毂101上的重量18的尺寸和方向。

显然，电子计算器4可根据必须逐时施加的重量18的尺寸和形状来改变所述边缘线15”、16”。

由于如上所述，摄像头5、6框住轮辋103的一部分进行拍摄(该轮辋103的被框住的一部分相对于转轴3处于预定的角度位置)，因此对于每个重量18，都必须使车轮100在转轴3上旋转，直到重量18的实际施加点位于至少一个摄像头5、6的视域内为止。

为了通知操作员上述情形的达到，本发明提供了多种技术方案。

第一种技术方案是，只有当重量的实际施加点进入摄像头5、6的视域时，电子计算器4才产生图形标志15、16。

第二种技术方案是，屏幕7的固定轴线，例如中轴线，与车轮100相对于平衡机1的预定角度位置对应，所述预定角度位置例如4点钟方向(0400hours)。

这样，只有当图形标志15、16叠加在屏幕7的固定轴线之上时，该图形标志15、16才指示重量18的恰当施加点。

第三种技术方案是，具有由电子计算器4控制的制动器，当车轮100上的重量18施加点进入摄像头5、6的视域内时，所述制动器自动阻止转轴3的转动。

显然，可用单个图形标志来代替上述的两个图形标志15、16，该单个图形标志选择性地指示两个重量18的施加位置。

最后，注意：平衡机1还可具有另一个用于获取车轮100的轮胎胎面的几何数据的提取装置(未图示)，从而检测跳动测量(runout measurement)并将测量值传输给电子计算器4，这一点将在下文详述。在所述测量值的基础上，采用已知的处理方法，计算器4能够进一步地对平衡面的位置、重量实体以及重量位置进行修正，以使车轮100达到最佳平衡。

图12概略性地展示了本发明另一实施例的平衡机201。

该平衡机201包括固定结构202，传动转轴203从该固定结构202中伸出来，要被平衡的车轮100可同轴固定在所述转轴203上。

在图示实施例中，转轴203为中空的钟形主体，其自由端具有垂直于旋转轴线A的扁平圆形凸缘，转轴的自由端还具有突出的中心节锥222，该节锥222与扁平凸缘221的中心同轴安装。

钟形的转轴203与固定的中轴223可旋转地连接，所述中轴223固定在结构202上，并伸出扁平凸缘221之外。

要被平衡的车轮固定在平衡机上，车轮的放置方向使得轮毂101通道的后部107朝向支撑结构202；轮毂101的中央孔105与固定中轴223的突出部分螺纹连接，并与中心节锥222接合，从而使车轮100的毂盘102与扁平凸缘221接触。

最后，车轮100通过专门的锁紧螺母224固定至转轴203，该锁紧螺母224螺纹连接在固定中轴223的所述突出部分上。

钟形转轴203属于测量组件(为已知的类型，未图示)的一部分，该测量组件包括特殊的力转换装置，当车轮100被设定为绕其中心轴线A旋转时，所述力转换装置用于测量车轮100的不平衡。

所述转换装置与电子计算器204相连，如图12所示，该电子计算器204确定将要固定到轮毂101上、以对车轮100的不平衡作出补偿的重量18的实体和恰当位置。

平衡机201包括两个摄像头，其中，后部摄像头205的设置位置使得其能够框住轮胎104的胎面108进行拍摄，而侧部摄像头206设置在待平衡的车轮100与平衡机201的固定结构202之间，该设置位置使得侧部摄像头206能够框住轮毂101的轮辋103的内表面进行拍摄。

特别地，后部摄像头205框住胎面108的一部分进行拍摄，所述胎面108越过轮胎104的整个宽度；而侧部摄像头206框住轮辋103的后部107进行拍摄，所述后部107越过轮辋103的整个纵向长度。

在图示实施例中，后部摄像头205和侧部摄像头206位于固定位置；但是，它们可与致动装置相连，该致动装置可使所述摄像头相对于平衡机201移动，从而根据待平衡车轮100的尺寸来改变所述摄像头的位置和/或角度。

如图12所示，两个摄像头205、206均与电子计算器4相连，该电子计算器4即时地将后部摄像头205拍摄的图像投射到第一显示器207A上，将侧部摄像头206拍摄的图像投射到第二显示器207B上。

显然，电子计算器204也可将后部摄像头205和侧部摄像头206拍摄的图像投射到单个显示器上，使图像选择性地交互显示，或者在两个不同窗口内同时显示所述图像。

如图12所示，后部摄像头205基本对准胎面108的中心，因此在显示器207A显示的图像上，轮胎104的边缘几乎是直的。侧部摄像头206与车轮100成一角度，因此在显示器207B显示的图像上，轮毂101内表面的圆形边缘是弯曲的。

注意，后部摄像头205是平衡机201的一个可选部件，在平衡机201的有些功能模式中不需要设置该后部摄像头205，这将在下文详述。

平衡机201还包括两个可选的用于测量距离的提取装置，即后部提取装置208和侧部提取装置209，这两个提取装置的类型与本发明第一实施例中描述的提取装置8、9相同。

特别地，每个提取装置208、209均发出光束，该光束投射到待测量的表面上的点，然后所述提取装置接收从所述表面上反射回来的光，从而测量从提取装置至光照到的所述点的距离。

所述光束最好为激光束，该激光束在其照射到的点处产生可见的光迹。

后部提取装置208所在位置离转轴203的轴线A尚有一段距离，这段距离大于平衡机201能够处理的最大车轮100的半径，这使得该提取装置208可以测量被后部摄像头205框住拍摄的胎面108的点。

侧部提取装置209所在位置离转轴203的轴线A也有一段距离，这段距离小于平衡机201可处理的最小车轮100的半径，这使得该提取装置209可测量被侧部摄像头206框住拍摄的轮毂101的通道内的点。

每个提取装置208、209均与各自的致动装置相连，所述致动装置使所述提取装置相对于平衡机201移动，从而使所述提取装置可将激光束投射到轮毂101和胎面108的不同点上。

在图示实施例中，后部提取装置208以固定的方向发出激光束R1，该固定的方向最好垂直于转轴203的旋转轴线A；该后部提取装置208安装在可伸长的臂212上，该臂212使所述提取装置208可沿平行于旋转轴线A的方向滑动。

侧部提取装置209也安装在有关的可伸长的臂213上，该可伸长臂213使侧部提取装置209可沿与旋转轴线A平行的方向移动，但该侧部提取装置209发出的激光束R2相对于旋转轴线A为倾斜。

选择激光束R2的倾斜度，使得侧部提取装置209在处理非常窄的车轮时也可运转，此时，轮毂101的轮辋通道被轮辐完全占据，没有供侧部提取装置209通过的通道。

两个可伸长臂212、213使各自的提取装置208、209从预定的休止位置处开始移动，所述休止位置相对于平衡机201为固定位置。此外，臂212、213分别由步进式电机(未图示)驱动，并可设有与电子计算器4相连的线性编码器。

这样，可持续地控制和测量所述提取装置208、209的位移，从而使电子计算器4在任何时候都能够知晓所述提取装置在预定的已知参照系统XYZ中的位置，所述参照系统XYZ相对于平衡机201为固定。

参照系统XYZ由转轴203的旋转轴线A和预定的垂直参考面F确定，以照亮轮毂101的通道的被侧部摄像头206框住的部分。

平衡机201还具有照明装置210，该照明装置210位于侧部提取装置209处，因此可以照亮轮毂101之轮辋通道的被侧部摄像头206拍摄的部分。

所述照明装置210最好包括多个高功率LED灯，但也可采用其它不同种类的灯。

此外，平衡机201具有激光发射器211，该激光发射器发出位于单个平面内的相干光刀。

激光发射器211位于侧部提取装置209处，且该激光发射器所处的方位最好使得激光光刀平行于转轴203的轴线、并投射到轮毂通道101的被侧部摄像头206框住的部分，在通道表面上产生可见的光条Q，该光条Q沿轮毂101的宽度方向伸展(见图14)。

在图示实施例中，激光发射器211的方位使得，当侧部提取装置209在相关可伸长臂213的作用下轴向移动时，所述可见光条Q与被(侧部提取装置209发出的)激光束R2照到的轮毂101的点的位置相重合。

一般而言，可设置激光发射器211的方位，使得可见光条Q与激光束R2可能照到的轮毂101的点的位置不相重合，和/或当光条Q在车轮100的纵向上延伸时，使得光条Q相对于转轴203的轴线是歪斜的。

在本发明中，如图12所示，将车轮100固定到转轴203上之后，启动后部摄像头205与侧部摄像头206，以分别将胎面108和轮毂101的通道103的图像显示在显示器207A、207B上。

此时用户发出特殊指令，接着电子计算器4在后部摄像头206拍摄的图像上自动识别代表待平衡车轮100的轮毂101的特征周线的曲线。

优选地，所述电子计算器4识别轮毂101的轮辋边缘109的代表曲线C(见图16)，所述边缘109处于轮毂101与轮胎104之间的转换区域。

为了识别所述代表曲线C，电子计算器204对侧部摄像头209拍摄的轮毂101的图像进行通常称为“边缘检测”的处理过程，这使得可从被代表的物体的轮廓处提取图像。

例如，在“边缘检测”过程中，所述电子计算器204按预定的时间顺序、在不同条件下，获得轮毂101的三个完全不同的照片。

特别地，侧部摄像头209拍摄第一张照片，在该照片中，照明装置210和激光发射器211均关闭。接着拍摄第二张照片，在该照片中，照明装置210开启，以照亮轮毂101的表面，而激光发射器211关闭。最后拍摄第三张照片，在该照片中，照明装置210关闭，而激光发射器211开启，从而在轮毂101的所述表面上生成上述的可见光条Q。

注意，可采用由电子计算器204处理过的图像来代替所述第三张照片，如前面第一实施例所述。

采用轮毂101的基准图像，电子计算器204在该基准图像上生成一系列的有色信号点，每个有色信号点均分别与轮毂101上被激光束R2照到的点相对应，所述激光束R2在前进行程中由侧部提取装置209发出。

这样，由电子计算器204生成的光点结合起来，在图像上形成了可见的光条，该可见光条与激光发射器211生成的可见光条Q基本相同。

上述所有照片最好以最小增益(minimum gain)方式拍摄和曝光。

此时，电子计算器204进行一个过程，该过程在所述照片上确定轮毂101边缘的金属与轮胎101的橡胶之间的转换区域，以便正确地识别代表轮毂101的轮辋边缘109的曲线C。

所述过程包括第一分析阶段，在该阶段，在照片上识别轮毂101的多条曲线C1-Cn，所有这些曲线均可能是想要的曲线C(见图15)；所述过程还包括更精确的第二分析阶段，在该阶段，在多条曲线C1-Cn中选择一条曲线，该条曲线有效的代表了轮毂101的轮辋边缘109。

电子计算器207可采用多种策略来正确地进行上述选择，例如对所述照片进行下述处理：

围绕每条候选曲线C1-Cn进行颜色分析；

围绕每条候选曲线C1-Cn进行图像亮度分析；

围绕每条候选曲线C1-Cn、根据上述过程，对激光发射器211或者侧部提取装置209产生的光条Q进行颜色分析；或者

围绕每条候选曲线C1-Cn、根据上述过程，对激光发射器211或者侧部提取装置209产生的光条Q的形状进行几何分析。

在上述的每项分析中，电子计算器204均采用单独考察的方式，给每条候选曲线分配一个数值Vij，该数值代表该条曲线是想要的曲线C的概率，其中，i代表所进行的分析的类型，而j指代被考察的曲线。

所有分析结束时，电子计算器204为每条候选曲线“j”产生一个综合概率参数VTj，例如通过对Vij值求平均数来获得所述综合参数VTj，所述Vij值从每次分析“i”中的曲线“j”处获得。

最后，电子计算器204比较所有候选曲线j的综合参数VTj，并选择VTj参数值最高的曲线C。

当上述选择阶段结束时，计算器204指示可伸长臂213移动侧部提取装置209，以便将激光束R2照射到轮毂101上的点，该轮毂101上的点属于已在图像上被识别的轮辋边缘109(见图17)。

这种移动借助于对激光束的光迹的跟踪过程、在电子计算器204的控制下自动进行，所述跟踪过程如第一实施例中所述，用于使提取装置8、9指向平衡面E1和E2。

例如，电子计算器204在识别曲线C之前，先计算曲线C在侧部摄像头206拍摄的图像的二维固定参照系统xy中的轨线方程。接着，电子计算器204从侧部摄像头206拍摄的图像中识别出激光束R2在轮毂101的表面上产生的光迹的投影230(见图16)，并确定该投影230在图像的参照系统xy中的坐标值，以便计算从曲线C到投影230的距离。最后，电子计算器204使提取装置209移动一段预定的距离，并重复前述阶段，直到曲线C与投影230之间的距离小于预定的阈值时为止。作为选择，电子计算器204也可调查研究曲线C与激光光迹的投影230之间距离的最小值，如第一实施例中所述。

跟踪过程结束时，侧部提取装置209所在位置使得激光束R2直射到轮毂101的轮辋边缘109的点上，如图17所示。

在该位置，侧部提取装置209测量其本身到轮毂101的所述点的距离，从而使计算器204能够获得轮辋边缘109的直径值和轮辋边缘109与平衡机201的参考面F之间的距离Z1。

此时，平衡机201的功能包括选择车轮100的两个平衡面E1、E2，重量将放置在轮毂101上的所述平衡面E1、E2处。

这种选择最好由电子计算器204根据预定逻辑关系自动地进行，所述预定逻辑关系在设计阶段安装在电子计算器204内。

特别地，任意选择第一平衡面E1，使得该第一平衡面E1至轮毂101的轮辋边缘109的距离为L1。

距离L1优选约为10mm，对着毂盘102，对任意车轮的轮毂101的轮辋103的统计显示，距轮辋边缘109约10mm处，有足够规则的表面来承受重量。

通过任意设定第二平衡面E2与平衡机201的垂直于转轴203的轴线A的预定平面之间的距离来选择第二平衡面E2，例如，任意设定该第二平衡面E2与转轴203的凸缘221的平面之间的距离为L2。

所述距离L2优选为约20mm，对着轮辋边缘109，对任意车轮的轮毂101的轮辋103的统计资料显示，距带凸缘221的接触壁约20mm处，有足够规则的表面来承受重量。

注意，用凸缘221的平面作参考来选择第二平衡面E2的前提是，从平衡机201的参考面F至凸缘221的平面之间的距离Z2为已知。

这样，电子计算器204可根据L3＝Z2-L2-Z1的关系计算出距离L3，该L3为轮毂101的轮辋边缘109至第二平衡面E2之间的距离。

此时，电子计算器204使侧部提取装置209在与车轮100的轴线A平行的方向上移动，从初始位置移向第一工作位置；其中，在初始位置处，激光束R2照射到轮毂101的轮辋边缘109，而在第一工作位置处，激光束R2照射到位于第一平衡面E1上的、轮毂101的轮辋上的点P1(见图18)。

由于激光束R2相对于侧部提取装置209的前进方向是倾斜的，且轮毂101的轮辋通道的直径在轴向上是变化的，因此要使激光束R2照射到点P1上，则侧部提取装置209的移动距离仅仅等于L1是不够的；必须让电子计算器204进行下述过程(参见图20)。

侧部提取装置209从初始位置开始移动，向着远离参考面F的方向，在轴向上移动距离L1，从而到达新的停止位置。在该停止位置，激光束R2一般照射到轮毂101的点S处，该点S不在预选选定的平衡面E1上。接着，命令所述侧部提取装置209测量点S至平衡机201的参考面F的距离Zs，电子计算器204获得该距离Zs后，接着根据Ls＝Z1+L1-Zs的简单等式计算点S与预先选定的平衡面E1之间的距离Ls。

此时，侧部提取装置209重新从所述停止位置处移动，再移动距离Ls，然后重复上述测量、计算过程，直到计算出的距离Ls小于预定的阈值时为止。

上述程序结束后，激光束R2照射到轮毂101的点P1处(见图18)，这样，侧部提取装置209检测所述点P1的距离，电子计算器204获得平衡面E1处的轮毂101的轮辋通道的直径，还可控制点P1到参考面F的距离。

获得与第一平衡面E1有关的数据后，侧部提取装置209移动到第二工作位置，在该位置，激光束R2照射到轮毂101的轮辋通道内的点P2处，该点P2位于第二平衡面E2上(见图19)。

这一移动过程与上文中有关第一平衡面E1的移动过程完全类似；使侧部提取装置209返回到初始位置，在该位置，激光束R2照射到轮毂101的边缘109处，并用计算出的值L3作为初始前进距离(见图17)。

显然，侧部提取装置209可从到达的第一工作位置处开始移动，用L3与L1之间的差值作为初始前进距离。

到达第二工作位置之后，所述侧部提取装置209测量点P2的距离，以使电子计算器204能够获得轮毂101在平衡面E2处的轮辋通道直径，还可能控制点P2至平衡机201的参考面F之间的距离。

与此同时，用后部提取装置208自动识别车轮100的轮胎104的外侧部110和内侧部111，该后部提取装置208通过计算它们与平衡机201的参考面F之间的距离Z3和Z4来进行所述识别。

如图21所示，由于后部提取装置208将激光束R1以垂直于车轮100的旋转轴线A的方向发射激光束R1，因此当激光束R1处于轮胎104的外部时，后部提取装置208(图21中用实线表示)测量出非常大、甚至超出限度的距离值；相反地，当激光束R1照到轮胎104时，后部提取装置208(图21中用虚线表示)测量出的距离值低于预定的阈值。

为了识别每个侧部110和111，后部提取装置208平行于旋转轴线A前进，在前进过程中，该后部提取装置208进行一系列的连续采样。

将提取装置208每次采样测得的距离值与预定的阈值进行比较，所述预定的阈值是固定的，并于设计阶段存储在电子计算器204中。

如果在后部提取装置208的前进过程中，测量值与阈值之间的差值变化很大，就意味着后部提取装置208正处在轮胎104与空的空间之间的转换区域，即，激光束R1与轮胎104的侧部110、111大致相切。

当出现上述情形时，后部提取装置208停止，从而电子计算器204可获得从侧部110、111至平衡机201的参考面F之间的距离值。

更具体地(见图22)，为了给外侧部110定位，后部提取装置208最初位于一个位置(图22中用实线表示)，在该位置，激光束R1照不到轮胎104，该位置处在与平衡机201的固定结构202相反的一侧。接着，后部提取装置208逐渐向所述固定结构202移动，直到到达图22中的虚线位置，在该位置，采用测得的距离第一次小于所述阈值。

为了给内侧部111定位(见图23)，后部提取装置208最初处于图23中实线所示位置，在该位置，激光束R1射向轮胎104与支撑结构202的侧部F之间的空间。接着，后部提取装置208向着远离支撑结构202的方向移动，直到到达图23中虚线所示的位置时为止，在该位置，采样测得的距离第一次低于所述阈值。

作为选择地(见图24)，为了给侧部110和111定位，后部提取装置208最初也可位于图24中实线所述位置，在该位置，激光束R1射向胎面108的一个内部点。接着，后部提取装置208可在两个可能方向的其中一个上移动，直到到达图24中虚线所示的位置时为止，在该位置，采样测得的距离第一次超过所述阈值。

在本发明中，轮胎104的两个侧部110、111均优选位于后部提取装置208的单次行程之内。

例如(见图25)，在将后部提取装置208定位于轮胎104的外部位置(该位置处在与支撑结构202相对的另一侧，图中用实线表示)之后，使后部提取装置208逐渐向靠近所述支撑结构202的方向移动，直到到达第一位置(图中用虚线表示)时位置，在该第一位置，测得的距离第一次小于所述阈值，将所述外侧部110定位于该第一位置处。接着使后部提取装置208继续向靠近所述支撑结构202的方向移动，直到到达第二位置(图中用虚线表示)，在该第二位置，测得的距离值重新超过了所述阈值，于是将所述内侧部111定位在该第二位置处。

同样，后部提取装置208也可以首先定位内侧部111，然后再定位外侧部110，定位过程中，后部提取装置208从一个位置(在该位置，激光束R1射到支撑结构202的侧部与车轮100之间)处开始移动，在远离支撑结构202的第一行程中进行定位。

为两个侧部(外侧部110和内侧部111)进行了定位之后，电子计算器204获得了各侧部至平衡机201的参考面F之间的距离Z3和Z4，从而可以计算车轮100的许多参数(见图21)。

特别地，计算器204能够根据等式H1＝Z3-Z4计算轮胎104的宽度H1；此外，由于轮毂101的轮辋边缘109(至参考面F)的距离Z1已知，假定车轮100是对称的，那么就可以根据等式H2＝H1-2*(Z1-Z4)计算轮毂101的宽度H2。

此时，将车轮100设定为旋转状态，电子计算器204(利用众所周知的、由测量组件的转换装置测得的不平衡力的向量与各种几何参数之间的关联关系)确定必须固定在轮毂101上的平衡面E1、E2处、以使车轮100平衡的所述重量的值，并确定所述重量在有关平衡面E1、E2上的恰当角度位置。

接着进行与平衡面和重量实体有关的修正，这在本发明的第一实施例中已有描述。

在这些操作过程中，平衡机201还可使用后部和侧部提取装置208、209在车轮100上进行径向跳动测量(radial runout measurement)，即：测量车轮100的轮廓与完美圆周之间的差值。

特别地，后部提取装置208对轮胎104进行径向跳动测量，而侧部提取装置209对轮毂101进行径向跳动测量。

这样，通过分析和比较提取装置208、209获得的测量值，电子计算器204就能够处理并在显示器上显示与车轮状态有关的许多信息(例如车轮的几何特征、侧部情况、轮胎的磨损情况、轮毂的质量，等等)，并能够为改善车轮状态提供许多建议措施(例如车轮匹配修正，即，轮毂与轮胎之间的相应角度位置的修正)。

后部提取装置208对轮胎104的径向跳动测量包括：定位至少一个测量面K，该测量面K垂直于车轮100的轴线、并与轮胎面108的表面相交；给后部提取装置208定位，使激光束R1射向轮胎面108的位于测量面K上的点(见图29)。

此时，车轮100被设定为旋转状态，在旋转过程中，命令后部提取装置208重复测量从该提取装置208至轮胎面108之间的距离，从而检测测量面K上轮胎面108的外周轮廓的形状。

在本发明中，可运用多种方式来进行测量面K的定位。

第一种方式包括初步确定测量面K相对于轮胎104的侧部110、111的相对位置。例如，可将测量面K初步确定在车轮100的中心、与侧部110、111等距离的位置，或者将测量面K设定在离外侧部110或内侧部111特定距离的位置。

这种选择可由操作员通过平衡机201的指挥装置作出，或者由电子计算器204在设计阶段安装的运作逻辑的基础上自动作出。

确定了测量面K的相对位置之后，后部提取装置208根据上述程序(即：确定侧部110、111至平衡机201的参考面F的距离Z3、Z4)来确定侧部110、111的有效位置。

最后，在侧部110、111的有效位置和测量面K的相对位置的基础上，电子计算器204计算出测量面K与平衡机201的参考面之间的有效距离。

第二种给测量面K定位的方式包括，操作员从后部摄像头205拍摄的图像中任意选择他想要进行径向跳动测量的测量面K的位置，并使选定内容显示在显示器207A上。

这一选择是操作员基于轮胎面108的形状和尺寸、以及其本人的经验和喜好，完全自主地进行的。

特别地(见图27)，进行这一选择时，操作员在图像上选择点B，该点B对应于轮胎面108上的物理点，预先选定的测量面K通过该物理点。

在此情形下，后部摄像头208拍摄的图像由计算器204直接管理，计算器204内安装的程序使得操作员可在显示器207A上选择图像中的点B；至于选择的方式，例如如果显示器207A是触摸屏，则可通过直接接触的方式选择；或者也可用鼠标、光笔、键盘、操纵杆或其它已知系统来进行选择。

作出选择之后，电子计算器204识别已被选定的点B，并获得点B在二维参照系统xy中的坐标值，所述参照系统xy相对于显示在显示器207A上的图像为固定。

接着，用这些坐标值，确定预先选定的测量面K(在本实施例中为竖向线)的投影方程式，该投影可能也投射(重叠)在轮胎面108的图像上，以便于操作者看见所述投影。

此时，电子计算器204自动启动所述可伸长臂212，以为后部提取装置208定位，从而使激光束R1照射轮胎面108上的点，该点与在图像上选定的所述测量面K相对应。

根据对激光束R1的光迹的跟踪过程来控制上述定位步骤，所述跟踪过程的类型与第一实施例中用于将提取装置8、9导向与平衡面E1、E2相应的轮胎面108的点的跟踪过程的类型相同。

简而言之，电子计算器204从后部摄像头205拍摄的图像中，识别出激光束R1照到轮胎面108表面上产生的光迹的投影231，并获得该投影231在图像参照系统xy中的坐标值。

接着，电子计算器204使后部提取装置208向上移动，直到光迹的投影231与图像上的预选测量面K重叠时为止(见图28)。

在本发明的如图34所示的优选实施例中，通过定位多个不同的测量面K1-Kn来进行轮胎104的径向跳动测量，所述多个测量面K1-Kn垂直于车轮100的轴线，并穿过轮胎面108。

接着移动后部提取装置208，以使其在先后定位于多个不同位置，在每个位置，激光束R1均射向轮胎面108上的一点，该点位于相应的测量面K1-Kn上。

在每个位置，均指示提取装置208于车轮100的旋转过程中重复测量从提取装置208到轮胎面108的距离，以便检测轮胎面108在相应测量面K1-Kn中的外周轮廓的形状。

此时，也可根据上文描述的任何形态特征来进行测量面K1-Kn的定位。

简而言之，可以初步确定下面各项：测量面K1-Kn相对于轮胎104的侧部110、111的空间位置，侧部110、111的真实位置定位，以及最后在前述信息的基础上，计算测量面K1-Kn的真实位置(此时平衡机201不必一定要设置后部摄像头205)。

可用电子计算器204自动确定测量面K1-Kn的相对位置，也可由操作员给定。

作为选择，操作员可通过由后部摄像头205拍摄并显示在显示器207B上的图像来直接选择测量面K1-Kn，选择时，操作员在所述图像上选取多个与轮胎面108上的物理点(预先选定的测量面K1-Kn通过所述物理点)相对应的点B1-Bn。

此外，本发明包括第三种测量面K1-Kn的选择方式，该第三种方式是前述两种方式的结合。

在第三种方式中，操作员在显示器207B所显示的图像上仅仅选择两个测量面K1和Kn，与此相关，电子计算器204确定另外的多个测量面K₂-K_n-1的相对位置。

这样，操控后部提取装置205进行激光束光迹的跟踪过程，从而仅仅检测两个预选测量面K1和Kn的真实位置，就使电子计算器204能够在已获得的信息的基础上，计算出另外的测量面K₂-K_n-1的真实位置。

侧部提取装置209对轮毂101的径向跳动测量以完全类似于对轮胎面108的测量的方式进行。

特别地，上述测量包括：定位至少一个垂直于车轮100的轴线的测量面J，该测量面J穿过轮毂101的轮辋通道的表面；定位侧部提取装置209，使得激光束R2射向轮毂101上属于测量面J的点(见图33)。

此时，车轮100被设定在旋转状态，在车轮的旋转过程中，命令侧部提取装置209重复地测量其本身至轮毂101通道的所述(被照射的)点的距离，从而检测测量面J内轮毂101的外周轮廓的形状。

对测量面J定位可通过下述与定位测量面K完全相同的过程来实现。

第一阶段包括：初步确定测量面J相对于待测量的车轮100的轮胎104的侧部110、111的相对位置；定位车轮100的侧部110、111的真实位置；在侧部110、111的真实位置和测量面J的相对位置的基础上，计算测量面J的有效位置。

第二阶段包括：操作员从侧部摄像头206拍摄并显示在显示器208B上的图像中自主选择他想要进行径向跳动测量的测量面J的位置。这一选择通过操作员在图像上选择点G来实现，该点G对应于轮毂101通道内的、被预先选定的测量面J通过的物理点。

为了使上述选择更便利，可以启动激光发射器211，该发射器211通过在轮毂101通道表面上产生可见光条Q，为点G的选择提供视觉帮助。

上述选择作出之后，电子计算器204识别所选的点G，并可在显示器208B上产生视觉信号，例如用于标明已作出的选择的十字标记。

在图示实施例中，预先选定的点G是可见光条Q上的一个点；但是，这不是必要条件，点G也可位于可见光条Q之外。

此时，电子计算器204自动启动所述可伸长臂213，以定位侧部提取装置209，使得激光束可照射到与图像上被选择的点G相对应的轮毂101通道内的点。

上述定位阶段可用下述的激光束R2的光迹的任何跟踪过程来实现，跟踪过程的类型与第一实施例中用于将提取装置8、9导向与平衡面E1、E2相应的轮胎面108的点的跟踪过程的类型相同。

在此情形下，径向跳动测量也是在多个不同的测量面J1-Jn上进行，该多个测量面J1-Jn垂直于车轮100的轴线，并穿过轮毂101通道，每个测量面可按照与K1-Kn相同的方式进行定位；例如，在图像上选择多个点G1-Gn，每个点均与轮毂101的通道103内被预先选定的测量面J1-Jn通过的一个物理点相对应(图35)。

此时，与图示不同，点G1-Gn也可以不属于可见光条Q。

附图36-42描绘了平衡机201的另一可选工作模式，在该模式下，可获得关于轮毂101的轮辋边缘109的几何特性的更大信息量，以为用户提供更精确、快速和可靠的平衡面自动定位方式。

为便于理解这种工作模式，首先来观察一下将轮毂101与轮胎104相连的轮毂101的轮辋边缘109。

对于如今市面上的大多数轮毂101，其轮辋边缘109大致呈L形截面，如图36所示，或者也可具有大致为S形的截面，如图37所示。

在上述两种情形下，所述形状(L形和S形)意味着在轮辋边缘109处，有许多周线汇集，这是轮毂101的特点，这些周线离平衡机201的参考面F的距离不同，且彼此的曲率也大不相同。

例如，在图36的L形边缘109处，有两条特征周线，分别为通过点BI的底部边缘，和通过点GS的顶部弯曲；而在图37中的S形边缘109处，有四条特征周线，包括通过点BI的底部边缘，通过点BS的顶部边缘，以及通过点GS的顶部弯曲。

如图38所示，对于S形边缘109(同样的观察对L形边缘的情况也适用)，代表侧部摄像头206拍摄的图像中的轮毂101的所述边缘处的所述周线的曲线C4-C7彼此间靠得很近。

由于上述原因，在图像处理的基础上进行的轮毂101的轮辋边缘109的定位过程，如前面实施例中所述，理论上可导致曲线C4-C7中任何一条曲线的最终选择的随机性。这种随机程度不影响平衡机201的功能，但可用下述可选方式来加以克服。

这种可选方式包括：电子计算器204获得侧部摄像头206拍摄的轮毂照片，对照片进行初步分析，以在轮毂101的照片上识别多条曲线C1-Cn，如前述实施例中所述的那样(见图38)。

此时，选择垂直于车轮100的轴线A的第一界限面I1和第二界限面I2，该第一界限面I1与第二界限面I2之间包含有车轮100的环形带，该环形带包括轮毂101的所述轮辋边缘(见图42)。

特别地，通过界定所述第一界限面I1和第二界限面I2与平衡机201的参考面F之间的距离来确定所述界限面的选择。

由于所述环形带必须包括轮毂101的所述轮辋边缘，因此第一界限面I1与参考面F之间的距离大致等于轮胎104的内侧部111与参考面F之间的距离Z4；第二界限面I2向着车轮的内部设置，其与第一界限面I1之间的距离为预定距离Z6。

轮胎104的内侧部111与参考面F之间的距离Z4由后部提取装置208根据前述实施例中所述的任一种方式来测量。

确定了界限面I1和I2的位置后，侧部提取装置209被定位于初始工作位置，在该位置，激光束R2照射到车轮100的轮胎104的内侧部111的、位于第一界限面I1上的一点(见图42)。

由于激光束R2相对于侧部提取装置209的前进方向是倾斜的，且车轮100的直径在轴向上是变化的，为了使激光束R2照射到轮胎104上的所述点，除了要知道距离Z4之外，还必须进行前面实施例中述及的类似过程，使激光束R2照射到平衡面E1上的点P1处。

例如，侧部提取装置209从支撑结构的侧面F的第一位置处出发，在轴向上移动距离Z4。这之后，激光束R2将射到轮毂101的不属于界限面I1的一点，但该点至参考面F的距离可通过侧部提取装置209计算出来。这样，电子计算器204计算出轮毂101上的所述点与界限面I1之间的距离，并指示侧部提取装置209向相反方向移动算出的距离值。接着重复所述过程，直到算出的距离值低于预定的阈值时为止。

当上述过程结束时，侧部提取装置209处于理想的工作位置，在该位置，激光束R2射向车轮100的轮胎104的内侧部111上的、属于第一界限面的一点。

有了处于这种初始工作位置的侧部提取装置209，电子计算器204可在侧部摄像头206拍摄的图像上生成第一分界曲线U1，该第一分界曲线U1的形状与前述的特征曲线C1-Cn相似，并通过光迹的投影230，在显示器207B上标示着预先选定的环形带的界线(见图39)。

侧部提取装置209从上述初始工作位置开始作轴向移动，从而使得激光束向着第二界限面I2移动。

通过在侧部摄像头206拍摄的图像上对激光束R2的光迹的投影230进行跟踪(跟踪过程与前面实施例中所述的相同)，使得上述移动过程可由电子计算器204自动控制。

特别地，在前进行程中，每次当光迹的投影230与图像中已识别的曲线C1-Cn中的一条曲线相交时，电子计算器204都让侧部提取装置209停止(见图40)。

这样，对于侧部提取装置209的每次停止，激光束R2均会射向轮毂上的一点，该点属于轮毂101的所述边缘的一条特征周线。对于每次停止，均指示侧部提取装置209测量被照射点的距离，从而使得电子计算器204可算出通过该点的特征周线的直径，以及该特征周线与平衡机201的参考面F之间的距离。

侧部提取装置209从所述初始工作位置开始前进一个整行程时，第一和第二界限面I1、I2之间的距离被设定为Z6。行进距离Z6后，侧部提取装置209将处于中间位置，在该位置，激光束R2不射向轮毂上属于第二界限面I2的点；这是由于激光束R2的倾斜和车轮100的直径在轴向上的变化造成的。

从上述中间工作位置开始，可按照上文已经描述的任何一种方式使侧部提取装置209移动，直到使该装置209到达最终工作位置时为止，在该位置，激光束R2射向轮毂101上属于第二界限面I2的一点。

显然，如果在进一步的移动过程中，光迹的投影230与特征曲线C1-Cn中另外的曲线相交，那么侧部提取装置209会被立即停止，以便测量通过那一点的轮毂101的周线的直径，以及该周线与平衡机201的参考面F之间的距离。

当侧部提取装置209到达最终工作位置时，电子计算器204可在侧部摄像头206拍摄的图像上生成第二分界曲线U2，该第二分界曲线U2的形状与已识别的特征曲线C1-Cn相似，并通过光迹的投影230，在显示器207B上标示着所述环形带的界线(见图41)。

在所述过程结束时，电子计算器204已获得了涉及所述环形带内所有周线的、轮毂101的特征参数，即：涉及由特征曲线组C4-C7代表的所有周线，在所述图像中，曲线组C4-C7位于两条分界曲线U1和U2所界定的范围之内；与此同时，电子计算器204完全忽略了所有由分界曲线U1和U2所界定的范围之外的特征曲线代表的周线。

特别地，电子计算器204已获得其特征参数的周线是那些处于轮毂101的轮辋边缘的周线，即：分别通过底部边缘点B1、顶部边缘点BS、底部弯曲GI、顶部弯曲GS的那些周线。

这样，在每条周线的特征参数的基础上，电子计算器204可选择用于识别要推荐给用户的最佳平衡面的最佳周线。

例如，如图所示，当轮毂101的轮辋边缘为S形时，电子计算器204将优先选择通过底部弯曲GI的周线；而当轮毂101的轮辋边缘为L形时，电子计算器204将优先选择通过顶部弯曲GS的周线。

总之注意，分别通过平衡机1和201来描述的功能模式和技术方案可以结合起来，以获得单个平衡机，该平衡机能实现平衡机1和201的一些或者所有功能与技术方案。

显然，本领域技术人员可在实施平衡机1和201时作出许多修改，而不脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (105)

1.一种用重量(18)平衡车轮的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

用摄像头(5、6、206)框住车轮轮毂(101)表面的将被施加重量(18)的部分；

在摄像头(5、6、206)拍摄的轮毂(101)的图像上，定位至少一个垂直于车轮的旋转轴线(A)的平衡面(E1、E2)；

操控至少一个提取装置(8、9、209)，使该至少一个提取装置(8、9、209)对准轮毂(101)的属于平衡面(E1、E2)的一点(P1、P2)；

通过提取装置(8、9、209)检测平衡面(E1、E2)处轮毂(101)的特征几何参数；

测量车轮的不平衡；

用电子计算器(4、204)计算要被施加到轮毂(101)上、平衡面(E1、E2)处的至少一个重量(18)的实体，以及计算所述重量(18)在平衡面(E1、E2)内的角度位置(T1、T2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述轮毂(101)的、位于车轮轴线(A)的垂直平面处的特征几何参数包括：

轮毂(101)的位于平衡面处的直径，和

所述垂直平面相对于已知参照系统(XYZ)的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测轮毂(101)的位于车轮轴线(A)的垂直平面处的特征几何参数包括：测量轮毂(101)上属于所述垂直平面的点在预定的已知参照系统(XYZ)中的空间位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位平衡面(E1、E2)的步骤包括：

使至少一个摄像头(5、6)拍摄的图像显示在屏幕(7)上，和

在屏幕(7)显示的图像上任意选择平衡面(E1、E2)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对提取装置(8、9)的操控包括：使提取装置(8、9)在其对准的轮毂(101)的表面上产生光迹(200)，并使提取装置(8、9)移动，直到光迹(200)在所述图像上的投影(20)到达预定的平衡面(E1、E2)处为止。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用由操作员直接启动的手动选择器(14)控制所述提取装置(8、9)的移动，所述操作员通过屏幕(7)观察所述图像中光迹(200)的投影(20)的移动。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用电子计算器(4)控制所述提取装置(8、9)的移动，所述电子计算器(4)处理摄像头(5、6)拍摄的所述图像，以检测光迹(200)的投影(20)和预先选定的平衡面(E1、E2)的投影(E1’、E2’)在相对于所述图像为固定的预定二维参照系统(xy)内的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)计算距离(D)，该距离(D)为所述图像的参照系统(x，y)内、光迹(200)的投影(20)和预先选定的平衡面(E1、E2)的投影(E1’、E2’)之间的距离，电子计算器(4)移动提取装置(8、9)，并再次重复前述过程，直到所述距离(D)小于预定的阈值时为止。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)计算距离(D)，该距离(D)为所述图像的参照系统(xy)内、光迹(200)的投影(20)和预先选定的平衡面(E1、E2)的投影(E1’、E2’)之间的距离，电子计算器(4)移动提取装置(8、9)，并再次重复前述过程，直到所述距离(D)减小，在所述距离首次上升时，使提取装置(8、9)返回到一个位置，在该位置时计算出的距离(D)最小。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过在所述图像中、在第一个预先选定的平衡面(E1、E2)处选择点(P1’、P2’)来进行所述平衡面(E1、E2)的选择。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)处理摄像头(5、6)拍摄的图像，该计算器(4)被编程、能够在所述图像中选择所述点(P1’、P2’)。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述选择通过与屏幕(7)上的点的物理接触来实现。

13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)处理摄像头(5、6)拍摄的图像，该计算器(4)被编程、以进行下述步骤：

记忆摄像头(5、6)拍摄的车轮表面的基准图像；

移动提取装置(8、9)，使得光迹(200)沿预定轨线在被摄像头(5、6)拍摄的所述表面上移动；

在所述图像的预定二维参照系统(xy)内、沿所述轨线在多个不同位置检测光迹(200)的投影(20)的坐标值；

在每个光迹(200)的投影(20)的坐标值被检测的位置处，记忆提取装置(8、9)的空间位置；

使所述基准图像显示在屏幕(7)上，并在图像上标记那些其瞬时坐标值已被检测过的点。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在基准图像上标记那些被检测过的点的过程包括：在基准图像上的每个被检测过的点的坐标处生成图形元素。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，每个图形元素均由取代基准图像中有关被检测点的坐标处的至少一个像素而获得，所述至少一个像素具有至少一个可与基准图像中的像素视觉区分的特征。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，基准图像的位于被检测点的坐标处的至少一个像素被至少一个有色像素取代。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，平衡面(E1、E2)的选择步骤通过从基准图像上的被标记的点中选择一个位于预先选定的平衡面(E1、E2)上的点来进行。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述点的选择通过物理接触屏幕(7)上的点来进行。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，定位提取装置(8、9)的步骤包括：将提取装置(8、9)安置在已记忆的空间位置中，在该位置，光迹(200)的投影(20)处于基准图像上的选定点处。

20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定位平衡面(E1、E2)的步骤包括：在摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像中，识别至少一条与轮毂(101)表面的周线相对应的参考线(C)。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述参考线(C)的识别包括：电子计算器(204)获得至少一张由摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像，并对所述图像进行分析处理，以识别图像中的预定参考线(C)。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述预定参考线(C)对应于轮毂(101)的轮辋边缘(109)。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，分析处理所述图像的目的是在图像中识别轮毂(101)与轮胎(104)之间的转换区域。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括图像的颜色分析。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括图像的亮度分析。

26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述图像在这种情形下获得：轮毂(101)的被摄像头(209)拍摄的部分被至少一个光源照亮。

27.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述图像在这种情形下获得：可见光条照射到轮毂(101)的被摄像头(209)拍摄的部分上，所述可见光条的走向相对于所述车轮(100)为纵向。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括对所述图像上的可见光条进行颜色分析。

29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括分析所述图像上的所述可见光条的形状。

30.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，定位平衡面(E1、E2)的步骤还包括：确定平衡面(E1、E2)与轮毂(101)的周线之间的距离(L1、L3)，所述轮毂(101)的周线由标记在图像上的参考线(C)代表。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，确定平衡面(E1)与轮毂(101)的周线之间的距离的工作包括影响所述距离(L1)。

32.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，确定平衡面(E2)与轮毂(101)的周线之间的距离的工作包括：

设定平衡面(E2)与垂直于车轮(100)的轴线(A)的已知参考面之间的距离(L2)；

计算所述已知参考面与所述轮毂(101)的周线之间的距离，所述周线由标记在图像上的参考线(C)代表；以及

计算轮毂(101)的所述周线与所述平衡面(E2)之间的距离(L3)。

33.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，操控所述提取装置(209)的步骤包括：移动提取装置(209)，直到该提取装置(209)指向轮毂(101)上属于所述周线的点为止，所述周线由标记在图像上的参考线(C)代表。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述提取装置(209)在其指向的轮毂(101)的表面上产生光迹，且该提取装置(209)向上移动，直到图像上光迹的投影(230)到达参考线(C)处为止。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述提取装置(209)的移动由电子计算器(204)控制，该计算器(204)处理摄像头(206)拍摄的图像，以在图像的预定二维参照系统(xy)中检测由提取装置(209)产生的光迹的投影的位置和已识别的参考线(C)。

36.根据权利要求30和33所述的方法，其特征在于，操控所述提取装置(209)的步骤包括：进一步使提取装置(209)在平行于车轮(100)的轴线(A)的方向上移动，移动距离等于平衡面(E1、E2)与标记在图像上的参考线(C)所代表的轮毂(101)的周线之间的距离(L1、L3)。

37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，操控所述提取装置(209)的步骤还包括：

计算提取装置(209)对准的轮毂(101)的点(S)与平衡面(E1、E2)之间的距离(Ls)；

使提取装置(209)在平行于车轮(100)的轴线(A)的方向上进一步移动，移动距离等于计算出的所述距离(Ls)；以及

重复进行上述两步骤，直到计算出的距离(Ls)小于预定的阈值时为止。

38.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，定位平衡面(E1、E2)的步骤包括：

在摄像头(206)拍摄的车轮图像内，识别多个参考面(C4-C7)，每个参考面代表属于车轮(100)的预定环形带内的一条周线；

移动提取装置(209)，使其对准车轮(100)的多个点，每个点属于车轮(100)的所述环形带内的其中一条周线，且所述点由标记在图像上的所述参考线(C4-C7)单独代表；

用提取装置(209)测量在所述点处轮毂(101)的特征参数。

39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述车轮的环形带包括轮毂(101)的边缘。

40.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，包括：通过确定第一和第二界限面(I1、I2)在预定的已知参照系统(XYZ)中的位置来选择车轮(100)的环形带，所述第一和第二界限面(I1、I2)垂直于车轮(100)的轴线(A)。

41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，通过确定车轮(100)的轮胎(104)的侧部(111)在预定的已知参照系统(XYZ)中的位置来确定第一界限面(I1)的位置。

42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，通过设定第二界限面(I2)与第一界限面(I1)之间的距离来确定所述第二界限面(I2)的位置。

43.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，移动提取装置(209)的过程包括：定位提取装置(209)、使其指向车轮(100)的属于第一界限面(I1)的点，并使提取装置(209)向第二界限面(I2)移动。

44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，提取装置(209)在其指向的车轮(100)的表面上产生光迹，该提取装置(209)的移动过程还包括以下步骤：

每次当图像上光迹的投影(230)与参考线(C4-C7)中的一条相交时，停止侧部提取装置(209)，以便计算轮毂(101)在每个停止点处的特征参数。

45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，用电子计算器(204)控制提取装置(209)的移动，该电子计算器(204)处理摄像头(206)拍摄的图像，以在图像的预定二维参照系统(xy)中检测由提取装置(209)产生的光迹的投影的位置和已识别的参考线(C4-C7)。

46.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下操作步骤：

修正已计算出的、要施加到平衡面(E1、E2)上的重量(18)的实体，从实际可用的实体的有限数目中作出选择；

用电子计算器(4)在平衡面(E1、E2)的非常小的框(E1MIN-E1MAX，E2MIN-E2MAX)内确定要施加合适重量(18)的最佳平衡面的位置，以及所述合适重量(18)在所述最佳平衡面内的角度位置。

47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括：检测轮毂(101)上多个平面处的特征几何参数，所述多个平面垂直于车轮的轴线(A)，并分别属于第一预选平衡面(E1)的框(E1MIN-E1MAX)。

48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，检测轮毂(101)上、第一平衡面(E1)的框(E1MIN-E1MAX)的所述平面处的几何参数的过程通过以下步骤实现：

使提取装置(8)指向轮毂(101)上属于第一预选平衡面(E1)的点(P1)；

用提取装置(8)测量所述点(P1)在相对于车轮为固定的预定参照系统(XYZ)内的空间位置；

测量轮毂(101)上多个点在预定参照系统(XYZ)内的空间位置，所述多个点处在属于预先第一平衡面(E1)的点(P1)的非常小的框(P1MIN-P1MAX)内。

49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括：用电子计算器(4)对所获得的测量值进行插补，以推出属于所述框(P1MIN-P1MAX)的所有点的空间位置。

50.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括：用电子计算器(4)对所获得的测量值进行插补，以推出第一预选平衡面(E1)的所述框(E1MIN-E1MAX)内、轮毂(101)的轮廓形状的特征参数。

51.根据权利要求51所述的方法，其特征在于，在第一平衡面(E1)的所述框(E1MIN-E1MAX)内，所述方法包括：

在所述框内、轮毂(101)的轮廓形状的特征参数的基础上，用电子计算器(4)计算轮毂(101)的相应区域是否适合承受重量，以及

从所述框内除去那些处在不适合承受重量(18)的区域的平面。

52.根据权利要求51所述的方法，其特征在于，所述轮毂(101)的轮廓形状的特征参数包括所述轮廓相对于车轮轴线(A)的倾斜度，对轮毂(101)的区域是否适合承受重量(18)的计算包括将所述倾斜度与一个阈值进行比较，如果倾斜度超过所述阈值，则轮毂(101)的相应区域被认为不适合承受重量。

53.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

利用摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像，定位两个垂直于车轮轴线(A)的不同平衡面(E1、E2)；

操控至少一个提取装置(209)，使其指向轮毂(101)的两个点(P1、P2)，该两个点(P1、P2)分别属于所述平衡面(E1、E2)；

用至少一个提取装置(209)来检测轮毂(101)上平衡面(E1、E2)处的特征几何参数，和

在对车轮的不平衡进行测量之后，

用电子计算器(204)计算施加到轮毂(101)上所述平衡面(E1、E2)处的至少两个重量(18)的实体，以及计算在各自的平衡面(E1、E2)处每个重量(18)的角度位置(T1、T2)。

54.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，包括：操控两个提取装置(8、9)，使其分别指向轮毂(101)的所述点(P1、P2)中的其中一个点，并用每个提取装置检测平衡面(E1、E2)处轮毂(101)的特征几何参数。

55.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括以下操作步骤：

修正已计算出的、要施加到两个平衡面(E1、E2)上的重量(18)的实体，从实际可用的实体的有限数目中作出选择；

用电子计算器(4)在每个平衡面(E1、E2)的非常小的框(E1MIN-E1MAX，E2MIN-E2MAX)内确定要施加合适重量(18)的最佳平衡面的位置，以及所述重量(18)在所述最佳平衡面内的合适角度位置。

56.根据权利要求55所述的方法，其特征在于，还包括：用电子计算器(4)计算所述最佳平衡面之间的距离，如果该距离超过了原先选定的平衡面(E1、E2)之间的距离，且超过值大于预定的阈值，那么就只进行车轮的静态平衡。

57.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：确定车轮(100)的轮胎(104)的至少一个侧部(110、111)在已知参照系统(XYZ)中的位置。

58.根据权利要求57所述的方法，其特征在于，计算所述侧部(110、111)的位置的过程包括以下步骤：

预先安置用于检测距离的提取装置(208)，使提取装置(208)所指方向与车轮轴线(A)垂直；

使提取装置(208)在平行于车轮(100)的轴线(A)的方向上移动；

在移动过程中用提取装置(208)重复测量轮胎(104)的距离；

当测得的距离值与预定的阈值之间的差值改变明显时，停止所述提取装置(208)；并

检测所述提取装置(208)在已知参照系统中的位置。

59.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，包括：初步定位提取装置(208)，以使该提取装置(208)指向车轮(100)的外部，接着将提取装置(208)移近车轮(100)，最终当测得的所述距离小于预定的阈值时，停止所述提取装置(208)。

60.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，包括：初步定位提取装置(208)，以使其排列方向与车轮(100)相交，然后移动所述提取装置(208)，直到提取装置(208)测得的距离值超过预定的阈值时为止。

61.根据权利要求58所述的方法，其特征在于，包括：确定车轮的每个侧部(110、111)在已知参照系统(XYZ)中的位置。

62.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

定位至少一个垂直于车轮(100)的旋转轴线(A)的测量面(K)，该测量面(K)与车轮(100)的轮胎面(108)相交；

操控用于检测距离的提取装置(208)，使该提取装置(208)指向轮胎面(108)上属于测量面(K)的点，且，在车轮(100)绕其轴线(A)旋转至少一个整圈的过程中，

用提取装置(208)重复测量轮胎面(108)的距离，以检测测量面(K)处所述轮胎面(108)的轮廓周线的形状。

63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述测量面(K)的定位步骤包括：

确定测量面(K)相对于轮胎(104)的侧部(110、111)的相对位置；

确定侧部(110、111)在已知参照系统(XYZ)中的位置；

计算测量面(K)在已知参照系统(XYZ)中的位置。

64.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述测量面(K)的定位步骤包括：

用至少一个摄像头(205)框住并拍摄车轮(100)的轮胎面(108)的一部分；

使所述至少一个摄像头(205)拍摄的轮胎面(108)的图像显示在屏幕(207A)上；

在屏幕(207A)上显示的图像上选择至少一个测量面(K)。

65.根据权利要求64所述的方法，其特征在于，测量面(K)的选择通过选取与该测量面(K)相对应的图像上的点(B)来实现。

66.根据权利要求65所述的方法，其特征在于，用电子计算器(204)处理摄像头(205)拍摄的轮胎面(108)的图像，该计算器(204)被编程得能够在图像上选择点(B)。

67.根据权利要求66所述的方法，其特征在于，所述选择通过与屏幕(207A)上的点物理接触来实现。

68.根据权利要求64所述的方法，其特征在于，所述提取装置(208)在其指向的轮胎面(108)的表面上产生光迹，且操控所述提取装置(208)的过程包括移动该提取装置(208)，直到图像上所述光迹的投影(231)到达预先选定的测量面(K)处为止。

69.根据权利要求68所述的方法，其特征在于，所述提取装置(208)的移动由电子计算器(204)控制，该电子计算器(204)处理摄像头(205)拍摄的轮胎面(108)的图像，以在相对于所述图像为固定的预定二维参照系统(xy)中检测所述光迹的投影(231)的位置和所述预先选定的测量面(K)的投影。

70.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，包括：

定位多个垂直于车轮轴线(A)的测量面(K1-Kn)；

操控提取装置(208)，使其在先后指向轮胎面(108)上的多个点，每个点均属于所述测量面(K1-Kn)中的其中一个，并且，对于轮胎面(108)上的每个所述点，在车轮(100)绕其轴线(A)旋转至少一个整圈的过程中，用提取装置(208)重复测量轮胎面(108)的所述距离，以便检测轮胎面(108)的周线轮廓在有关测量面(K1-Kn)处的形状。

71.根据权利要求70和64、或者70和67所述的方法，其特征在于，所述测量面的定位过程包括以下步骤：

在屏幕(207A)上显示的图像上选择其中两个测量面(K1，Kn)；

确定至少一个另外的测量面(K2)相对于在图像上被选中的所述两个测量面(K1，Kn)的相对位置；

确定在图像上被选中的所述两个测量面(K1，Kn)在已知参照系统(XYZ)中的位置；

计算所述另外的测量面在已知参照系统(XYZ)中的位置。

72.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

定位至少一个垂直于车轮(100)的旋转轴线(A)的测量面(J)，该测量面(J)与车轮(100)的轮毂(101)相交；

操控用于检测距离的提取装置(209)，使提取装置(209)指向车轮(100)的轮毂(101)上属于测量面(J)的点，并且，在车轮(100)绕其轴线(A)旋转至少一个整圈的过程中，

用提取装置(209)重复测量轮毂(101)的所述距离，以便检测轮毂(101)的周线轮廓在测量面(K)处的形状。

73.根据权利要求72所述的方法，其特征在于，所述测量面(J)的定位过程包括以下步骤：

确定测量面(J)相对于轮胎(104)的侧部(110、111)的相对位置；

确定侧部(110、111)在已知参照系统(XYZ)中的位置；

计算测量面(J)在已知参照系统(XYZ)中的位置。

74.根据权利要求72所述的方法，其特征在于，所述测量面(J)的定位步骤包括：

用至少一个摄像头(206)框住车轮(100)的轮毂(101)的一部分；

使所述至少一个摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像显示在屏幕(207B)上；

在屏幕(207B)上显示的图像上选择至少一个测量面(J)。

75.根据权利要求74所述的方法，其特征在于，测量面(J)的选择通过在图像上选取与该测量面(J)相对应的点(N)来实现。

76.根据权利要求75所述的方法，其特征在于，用电子计算器(204)处理摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像，该计算器(204)被编程得能够在图像上选择点(N)。

77.根据权利要求76所述的方法，其特征在于，所述选择通过与屏幕(207B)上的点物理接触来实现。

78.根据权利要求74所述的方法，其特征在于，所述提取装置(209)在其指向的轮毂(101)的表面上产生光迹，且操控所述提取装置(209)的过程包括移动该提取装置(209)，直到图像上所述光迹的投影(230)到达预先选定的测量面(J)处为止。

79.根据权利要求78所述的方法，其特征在于，所述提取装置(209)的移动由电子计算器(204)控制，该电子计算器(204)处理摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像，以在相对于所述图像为固定的预定二维参照系统(xy)中检测所述光迹的投影(230)的位置和所述预先选定的测量面(J)的投影。

80.根据权利要求72所述的方法，其特征在于，包括：

定位多个垂直于车轮轴线(A)的测量面(J1-Jn)；

操控提取装置(209)，使其在先后指向轮毂(101)上的多个点，每个点均属于所述测量面(J1-Jn)中的其中一个，并且，对于轮毂(101)上的每个所述点，在车轮(100)绕其轴线(A)旋转至少一个整圈的过程中，用提取装置(209)重复测量轮毂(101)的所述距离，以便检测轮毂(101)的周线轮廓在有关测量面(J1，...，Jn)处的形状。

81.根据权利要求80和74和73所述的方法，其特征在于，所述测量面的定位过程包括以下步骤：

在屏幕(207B)上显示的图像上选择其中两个测量面(J1，Jn)；

确定至少一个另外的测量面相对于图像上被选中的所述两个测量面(J1，Jn)的相对位置；

确定在图像上被选中的所述两个测量面(J1，Jn)在已知参照系统(XYZ)中的位置；

计算所述另外的测量面在已知参照系统(XYZ)中的位置。

82.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下操作步骤：

在屏幕(7)显示的图像上标记与轮毂(101)上那些已被电子计算器(4)确定为要承受重量的点相对应的点。

83.根据权利要求82所述的方法，其特征在于，用叠加在所述图像上的图形标志(15、16)来标记每个重量(18)。

84.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述图形标志(15、16)由处理摄像头(5、6)拍摄的图像的电子计算器(4)产生。

85.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述图形标志(15、16)包括指针(15’、16’)，该指针指示要施加的每个重量(18)的重心位置。

86.根据权利要求83所述的方法，其特征在于，所述图形标志(15、16)包括线(15”、16”)，该线(15”、16”)代表要施加的重量(18)的外形。

87.用重量(18)平衡车轮的平衡机，包括：在固定结构(2、202)上转动的转轴(3、203)，将车轮卡在所述转轴(3、203)上的装置，用于测量车轮的不平衡的装置，以及电子计算器(4、204)，该电子计算器用于计算要加在车轮(100)的轮毂(101)上至少一个预先选定的平衡面(E1、E2)处的重量(18)的实体和所述平衡面(E1、E2)内所述重量(18)的角度位置，其特征在于，所述平衡机还包括：

至少一个摄像头(5，6，206)，该摄像头用于框住轮毂(101)的要施加重量的部分；屏幕(7，207B)，所述摄像头拍摄的图像显示在该屏幕上；以及至少一个提取装置(8，9，209)，该提取装置与电子计算器(4，204)相连，可操控所述提取装置，使之指向轮毂(101)上属于所述平衡面(E1、E2)的点。

88.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述提取装置(8，9，209)包括用于检测轮毂(101)上的点在预先选定的已知参照系统(XYZ)中的位置的装置。

89.根据权利要求88所述的平衡机，其特征在于，所述提取装置(8，9，209)是用于测量距离的光学装置。

90.根据权利要求89所述的平衡机，其特征在于，所述光学装置包括光束的发射器(10)和接收器(11)，该接收器(11)接收从表面处反射回来的光束，从而测定所述表面与所述发射器(10)之间的距离。

91.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述提取装置(8，9，209)与致动装置(12，13，213)相连，该致动装置用于使所述提取装置相对于所述平衡机移动。

92.根据权利要求91所述的平衡机，其特征在于，所述提取装置(8，9，209)在轮毂(101)的表面上的测量点处产生光迹(200)。

93.根据权利要求91所述的平衡机，其特征在于，所述致动装置(12、13)由手动选择器(14)操控，而所述手动选择器(14)由操作员直接启动。

94.根据权利要求92所述的平衡机，其特征在于，所述摄像头(5，6，206)与电子计算器(4、204)相连，该电子计算器(4、204)包括用于处理图像并使图像显示在屏幕(7，207B)上的程序，且该电子计算器与所述提取装置(8、9、209)的致动装置(12、13、213)相连。

95.根据权利要求94所述的平衡机，其特征在于，所述电子计算器(4、204)包括一个程序，该程序用于在图像上检测提取装置(8、9、209)的光迹(200)的投影(20、230)在相对于所述图像为固定的二维参照系统(xy)内的位置，还用于指示所述提取装置(8、9、209)的所述致动装置，以将光迹(200)的投影(20、230)定位在图像上的一个位置。

96.根据权利要求95所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括与电子计算器(4)相连的装置，该装置用于在屏幕(7)上显示的图像上选择点(P1’、P2’)；所述计算器(4)包括用于检测所述点(P1’、P2’)在所述图像的二维参照系统(xy)内的位置的程序。

97.根据权利要求96所述的平衡机，其特征在于，用于选择点(P1’、P2’)的所述装置包括触摸屏显示器，该显示器还具有监视屏(7)的功能。

98.根据权利要求96所述的平衡机，其特征在于，用于选择点(P1’、P2’)的所述装置包括鼠标、光笔、键盘或者操纵杆。

99.根据权利要求94所述的平衡机，其特征在于，所述电子计算器(4)被编程为在图像上检测与轮毂(101)上那些已被电子计算器(4)确定为要承受重量的点相对应的点，所述电子计算器(4)还被编程为生成图形标志(15、16)，该图形标志用于叠加在所述图像上的所述点上。

100.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括两个摄像头(5、6)，该两个摄像头(5、6)分别框住轮毂(101)的相关部分。

101.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括两个提取装置(8、9)，该两个提取装置用于检测轮毂(101)上有关参考面(E1、E2)处的几何参数。

102.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括至少一个照明装置(210)，该照明装置(210)可照亮轮毂(101)表面被摄像头(206)框住的部分。

103.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括用于产生相干光刀的发射器(211)，所述相干光刀射向轮毂(101)表面被摄像头(206)框住的部分。

104.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括用于测量距离的另一个提取装置(208)，该另一个提取装置(208)所指方向垂直于转轴(203)的旋转轴线(A)，且该另一个提取装置(208)与使其在平行于转轴(203)的旋转轴线(A)的方向上移动的致动装置相连；

所述另一个提取装置(208)被设置得可在安装于平衡机上的车轮(100)的轮胎面(108)的上方移动。

105.根据权利要求87所述的平衡机，其特征在于，所述平衡机包括另一个摄像头(205)，该另一个摄像头(205)被设置得可框住安装于平衡机上的车轮的轮胎面(108)。

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