CN101571443B - 用于平衡车辆车轮的机器 - Google Patents

Abstract

一种用于平衡车辆车轮的机器，其包括：支承基本水平的平衡心轴的基架；用于提升至少一个车辆车轮的升降设备，所述车轮待装配至所述平衡心轴或从所述平衡心轴上移除；轮胎轮廓的至少一部分的非接触读取装置，所述非接触读取装置与所述基架相联；以及处理和控制单元，所述处理和控制单元与所述升降设备和所述读取装置操作地相联并且用于根据所述读取装置读取的值计算所述车轮的中心的位置和用于将所述升降设备停止在提升结束位置上，在所述提升结束位置上，所述车轮中心基本与所述平衡心轴处于相同的高度。

Description

用于平衡车辆车轮的机器

技术领域

本发明涉及用于平衡车辆车轮的机器。

背景技术

已知的是，车辆的车轮通常由包括圆柱形金属轮辋，所述金属轮辋在轴向末端处具有环形凸缘，轮胎的胎边嵌合在所述环形凸缘之间。

这些车轮需要频繁的平衡操作，该平衡操作在于向车轮的轮辋施加由铅或其它材料构成的小配重，所述小配重适于抵消轮胎重量的不规则分布。

为了执行这样的操作，通常使用的平衡机器具有旋转心轴，称为“平衡心轴”，待平衡的车轮必须整体定位在所述旋转心轴上，以开始旋转并确定所述车轮的不平衡。

平衡心轴水平地布置在离地面预定距离处，车轮通常由操作者手动地装配到平衡心轴上，操作者用手将车轮举起并将其轴向地定位到平衡心轴上。

这样的手动操作对于操作者来说通常是不舒服和劳累的，尤其是在待平衡的车轮相当重和相当大的情况下。

为了使操作者的任务更加轻松，使用由包括有平台的已知的特殊升降设备，所述平台沿着竖直方向和与平衡心轴平行的方向移动。

待平衡的车轮允许滚动到靠近地面放置的平台上并且在这里保持在竖直位置上，意味着在胎面上平衡并且具有水平地布置的滚动轴线。

为了维持该竖直位置，操作者将一只手或两只手保持在车轮上，由此防止车轮掉下来；或者，如果需要的话，所述平台可以装备有锁紧钳，该锁紧钳被夹紧在车轮的相对两侧，限制任何可能的运动。

在竖直位置上，车轮借助使得平台升起的液压和/或气动致动器的操作提升到平衡心轴的高度，然后借助平台自身的水平运动同轴地装配在平衡心轴上。

一旦装配好，车轮就借助特定的对中和紧固装置紧固在平衡心轴上，接着使得车轮旋转以计算所述车轮的不平衡。

通过特定电子设备或机-电设备来读取车轮不平衡测量，该特定电子设备或机-电设备诸如沿着平衡心轴装配的力传感器(transducer)。

不平衡测量通常添加有其它特征的测量，比如车轮圆度的测量、车轮偏心率的测量、胎面磨损量的测量等等，这些其它特征的测量通常借助装配在机器框架上并且基本上转为朝向平衡心轴的非接触测量传感器(激光、超声波或类似物)来完成。

然而，传统类型的平衡机器对于针对增加其使用的功能性和效率的进一步提升是易受影响的。

在这个方面，要强调的事实是，包括在具有升降平台的情况下，考虑到在将平衡心轴和车轮联接在一起之前需要操作者将平衡心轴和车轮的中心正确地对准，所以将车轮装配在平衡心轴上的阶段并不总是可行的和容易的。

这个操作实际上由操作者可视地执行，操作者操作液压的和/或气动的致动器来提升平台，直到他/她认为平衡心轴和车轮的中心对准了。

因此，这个操作不便于操作者保持工作一段时间，并且不幸地受到操作者的敏感性和经验以及可能的对准误差的影响。

在这个方面，要强调的事实是，由操作者造成的任何对准误差使得需要重复操作，因此需要确定执行时间的进一步延长，由此增加了劳动力成本和对最终消费者的整体成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种允许获得前述改进的用于平衡车辆车轮的机器，允许操作者以实用的、简单的和有用的方式尤其是以特别地减小执行时间的方式将待平衡的车轮定位在平衡心轴上。

本发明的另一个目的是允许操作者简化车轮装配和移除操作并且允许他/她将他的/她的主要精力放到其它的平衡机器操作上以确保其正确的操作。

本发明的另一个目的是提供一种用于平衡车辆车轮的机器，允许以简单合理的解决方案来克服背景技术中的上述缺点，该解决方案用起来容易而有效，并且成本低廉。

通过用于平衡车辆车轮的机器来获得上述目的，其包括：支承基本水平的平衡心轴的基架；用于提升至少一个车辆车轮的升降设备，所述车轮待装配至所述平衡心轴或从所述平衡心轴上移除；以及轮胎轮廓的至少一部分的非接触读取装置，所述非接触读取装置与所述基架相联，其中所述机器包括至少一个处理和控制单元，所述处理和控制单元与所述升降设备和所述读取装置操作地相联并且用于根据所述读取装置读取的值计算所述车轮的中心的位置和用于将所述升降设备停止在提升结束位置上，在所述提升结束位置上，所述车轮中心基本与所述平衡心轴处于相同的高度。

附图说明

从附图中的用于平衡车辆车轮的机器的优选但不是唯一的实施例的几种形式的说明中，本发明的其它特征和优点将变得更加明显，所述实施例仅仅只是示例性的而非限制性的，其中：

图1为根据本发明的机器的实施例的一种形式的透视图；

图2为图1中的机器在车轮装配在平衡心轴上的操作结束时的透视图；

图3为图1中的机器在初始出发位置的侧视图；

图4为图1中的机器在提升结束位置的侧视图；

图5为显示待平衡的车轮装配在图1中的机器的基准系统中的示意图；

图6为根据本发明的机器的实施例的可选形式的透视图，所述机器布置在初始出发位置并装配在相对基准系统中；

图7为图1中的机器布置在提升结束位置的侧视图。

具体实施方式

具体参考图1至5的实施例，1全局地表示用于平衡车辆车轮的机器。

机器1包括用于支承旋转的平衡心轴3的基架2a、2b，所述平衡心轴3用于抓持和旋转待平衡的车轮R。

具体地，基架2a、2b包括基块2a和竖直壁2b，所述基块2a含有平衡心轴3的支承系统和动力系统，所述竖直壁2b与基块2a的侧面相联。

平衡心轴3是水平的，并突出悬于基块2a之上，与竖直壁2b平行。

升降设备4靠近平衡心轴3布置成用于将车轮R装配到平衡心轴3上和将车轮R从平衡心轴3上移除。

在图1至5所示的本发明的具体实施例中，升降设备4包括基本上水平的用于支承平台6的基部5a、5b，所述平台6可以提升和降低，车轮R将布置成静止在所述平台6上；然而，可选的实施例不会排除这样的情况，其中升降设备4为具有吊钩的起重机等型式，车轮R可被悬挂到起重机上向上提升直至平衡心轴3。

基部5a、5b包括第一部分5a和第二部分5b，所述第一部分5a静止在地面上，所述第二部分5b通过由流体驱动的(气动的或液压的)第一自动致动器装置7的插入而与所述第一部分5a相联，在操作期间，所述第二部分5b适于沿着竖直方向V提升和/或降低平台6。

平台6通过沿着与平衡心轴3平行的滑动方向S的平台6的滑动装置8、9的插入而安装在基部5a、5b的第二部分5b上。

滑动装置8、9包括一对在第二部分5b的侧板上获得的槽8，所述槽8被平台6的相应的侧附部9纵向地接合。

实际上，借助由操作者施加在抓持管状件10上的推力，滑动装置8、9适于使得平台6水平地自由运动，所述抓持管状件10与平台6的相反于平衡心轴3的末端相联。

有利地，平台6具有对中装置11，对中装置11用于件车轮R定位在基本竖直的操作位置上，也就是在胎面上平衡，车轮的滚动轴线L水平地布置并且与平衡心轴3平行。

详细地，对中装置11包括比如两个三角形截面的障碍脊部，该障碍脊部沿着与平衡心轴3平行的纵向方向伸长，并且适于用作障碍楔部以防止车轮R在平台6上滚动。

有用地，升降设备4置于平衡心轴3的下方，使得一旦车轮R已经布置在操作位置上，那么车轮的滚动轴线L就与平衡心轴3的竖直位置平面共面。

这种布置允许竖直地提升车轮R，并且一旦平台6已经到达预定的高度就将滚动轴线L与平衡心轴3对准。

平台6还具有用于将车轮R锁定在操作位置上的可拆卸的锁定装置12。

有利地，可拆卸的锁定装置12为钳式，并且包括与平台6相联的第一夹片13和第二夹片14。

第二夹片14与平台6的相反于抓持管状件10的末端结合为一体，而第一夹片13沿着与车轮R的滚动轴线L平行的方向在靠近第二夹片14和远离第二夹片14的运动之间移动，使得第一夹片13在操作位置上定位成正好面靠着车轮R的相对两侧。

第一夹片13的操作是自动式的，借助适于移动第一夹片13的第二自动致动器装置来获得第一夹片13的操作。

第二自动致动器装置在图中没有详细示出，其包括一个或多个流体操作的千斤顶(气动的或液压的)，所述千斤顶结合在平台6下方并且通过连接支架15的插入而连接至第一夹片13，连接支架15沿着穿过平台自身获得的狭槽16滑动。

非接触式的读取装置17布置在竖直壁2b上，读取装置17适于至少部分地读取车轮R的轮胎P的轮廓Pr。

在图1至5所示的本发明的具体实施例中，读取装置17包括激光式的光学传感器，该传感器发射沿着基本与平衡心轴3垂直的水平方向的激光信号17a；或者，传感器17可以是超声波式传感器并且包括比如声纳等。

在车轮R的平衡阶段期间，使得轮胎P绕平衡心轴3旋转，传感器17将确定轮胎P的轮廓Pr的离散系列点的位置，以确定车轮R的可能的几何缺陷。

另一方面，在将车轮R装配到平衡心轴3上的阶段期间，传感器17触发以允许车轮R和平衡心轴3的正确而快速的对准。

为此，机器1具有处理和控制单元18，其操作地与第一自动致动器装置7和传感器17相联，适于根据传感器17读取的值计算车轮R的中心F的位置并且将第一自动致动器装置7停止在提升结束位置上，车轮R的中心F在所述提升结束位置基本处于与平衡心轴3相同的高度上。

具体地，当第一自动致动器装置7的操作使得平台6竖直地运动的时候，传感器17根据平台6到达的高度开始读取车轮R的轮廓Pr。

更详细地，传感器17适于根据平台6到达的高度读取车轮R的轮廓Pr相对于预定基准系统的距离，如图5所示。

在图5的布局中，平台6达到的每个高度都是由线段AB限定的并且对应于传感器17测量的值，传感器17测量的值又由对应的线段BC限定。

值AB的插值和值BC的插值允许获得车轮R的轮廓Pr。

在这样的基准系统中，车轮R的中心F的位置A’B’由处理和控制单元18在位置A”B”处进行计算，在该位置A”B”上的轮廓Pr的最小距离B’C’由传感器17读取。

考虑到车轮R的基本对称性，实际上，当传感器17读取轮胎P的最小距离的值B’C’，然后车轮R中心F处于与传感器17相同的距地面的高度。

因此，在这个位置上，处理和控制单元18能够将车轮R的中心F放置在机器1的基准系统内，并且指令升降设备4将车轮R的中心F与平衡心轴3对准。

机器1的操作如下：

首先，操作者将车轮R定位在平台6的两个障碍脊部11上，开始滑动第一夹片13以将车轮R锁定在操作位置上。

在这点上，操作者开始车轮R的装配程序，使平台6提升。

一旦车轮R的中心F的位置A’B’已经被识别处于机器1的基准系统中，处理和控制单元18就指令第一自动致动器装置7提升和/或降低平台6，直到平台6停止在提升结束位置上，车轮R的中心F和平衡心轴3在该提升结束位置上相互对准。

在这个位置上，操作者推动抓持管状件10，使平台6沿着滑动方向S滑动，并且使得车轮R的中心F围绕着平衡心轴3装配。

然后，操作者将车轮R固定至平衡心轴3，指令夹片13、14打开，将平台6复位到出发位置上，接着执行车轮R的平衡操作。

在图6和7所示的可选实施例中，机器1具有传统的防护装置19，该防护装置19在空闲构型和操作构型(未示出)之间以可转动的方式与竖直壁2b相联，防护装置19在所述空闲构型中布置成被提升(图6和图7)，在所述操作构型中布置成部分地遮盖装配到平衡心轴3上的车轮R。

在这个实施例中，传感器17装配在防护装置19上，使得在空闲构型中，所述传感器17布置在待平衡的车轮R的上方并且沿着与平衡心轴3共面的基本竖直的方向被导向。

因此传感器17适于读取车轮R的轮廓Pr相对于图6和7所示的基准系统的距离。

借助传感器17，通过比较在升降设备4的同一基准位置处读取的车轮R离传感器17的距离和平台6离传感器17的距离，处理和控制单元18能够计算车轮R的直径。

这样的基准位置比如对应于初始出发位置，平台6在所述初始出发位置上布置成靠近地面。

在这个位置上，在将车轮R装配到升降设备4上之前，可以读取平台6离传感器17的距离，对应于图6的线段DD”’；另一方面，当车轮R装配到平台6上时，然后传感器17测量对应于图6的线段DD”的车轮R的距离。

因此，处理和控制单元18能够按照下面的公式处理对应于线段图6的D”D”’的车轮R的直径的值：

D”D”’＝DD”’-DD”

因此，在图6和7的实施例中，由处理和控制单元18根据车轮R的直径D”D”’计算车轮R的中心F的位置。

具体地，当车轮R逐渐提升到平台6上时，传感器17读取对应于图7的线段DE的车轮R的距离，当满足以下的公式时，处理和控制单元18指令升降设备4停止在提升结束位置处：

DE＝DD”’-D’D”’-D”D”’/2

其中：

DE是传感器17读取的车轮R的轮廓Pr的距离(图7)；

DD”’是传感器17读取的平台6在出发位置上的距离(图6)；

D’D”’是置于根据机器1的结构规格的已知位置上的平衡心轴3和置于出发位置上的平台6之间的距离(图6)；

D”D”’是先前计算的轮胎R的直径。

图6和7的实施例中的机器1的操作与图1至5的实施例的操作相同，按顺序包括：将车轮R定位在平台6上；将车轮R锁定在操作位置上；使平台6提升直到其到达提升结束位置；用手动作用在抓持管状件10上的推力使平台6沿着滑动方向S滑动；将车轮R紧固至平衡心轴3；指令夹片13、14打开；以及最后将平台6复位到出发位置上。

没有在图中示出的本发明的其它实施例也是可能的。

在这些实施例的一个中，升降设备4具有由流体驱动的(气动的或液压的)第三自动致动器装置，所述第三自动致动器装置适于使平台6沿着滑动方向S滑动，并且与处理和控制单元18操作地相联。

实际上，在这个实施例中，一旦车轮R已经布置在操作位置上并且已经开始提升程序的时候，机器1就能够独立地操作使得平台6提升到所需的高度并使其沿着滑动方向S滑动。

这样，机器1就能够将车轮R从地面向上移动到平衡心轴3，由此减轻操作者的工作。

此外，在另一个实施例中，适于移动第一夹片13的第二自动致动器装置也与处理和控制单元18相联，并且可以自动地用于将车轮R装配至平衡心轴3和/或将车轮R从平衡心轴3上移除，而没有操作者部分的任何干预。

实际上一旦车轮R已经被置于平台6上，操作者就开始装配程序，处理和控制单元18按顺序指令：关闭第一夹片13；提升平台6直到车轮R的中心F与平衡心轴3对准；使平台6沿着滑动方向S滑动；将第一夹片13移动远离第二夹片14；降低平台6，使其返回到初始出发位置。

此外，处理和控制单元18可以被编程为自动地指令升降设备4，包括在将车轮R从平衡心轴3上移除的过程中，而不需要任何操作者的干预。

实际上已经描述了本发明如何达到所提出的目的。

在这个方面，要强调的事实是，通过显著地削减要进行的工作时间和工作频率以使得他的/她的时间能够同时用于其它工作，根据本发明的机器在车轮提升和移除期间极大地帮助操作者。

Claims (16)

1.一种用于平衡车辆车轮(R)的机器(1)，其包括：

支承基本水平的平衡心轴(3)的基架(2a，2b)；

至少一个用于提升至少一个车辆车轮(R)的升降设备(4)，所述车轮待装配至所述平衡心轴(3)或从所述平衡心轴上移除；

轮胎(P)的轮廓(Pr)的至少一部分的非接触读取装置(17)，所述非接触读取装置与所述基架(2a，2b)相联；

至少一个处理和控制单元(18)，所述处理和控制单元与所述升降设备(4)和所述读取装置(17)操作地相联，并且用于根据所述读取装置(17)读取的值计算所述车轮(R)的中心(F)的位置和用于将所述升降设备(4)停止在提升结束位置上，在所述提升结束位置上，所述车轮中心(F)基本与所述平衡心轴(3)处于相同的高度，

其特征在于，所述读取装置(17)包括激光式的光学传感器，所述光学传感器沿着与所述平衡心轴(3)基本成直角的方向发出激光信号(17a)，

其中，在所述车轮(R)的平衡阶段期间，所述读取装置(17)确定绕所述平衡心轴(3)转动的所述轮胎(P)的所述轮廓(Pr)的一系列离散点的位置，以确定所述车轮(R)的可能的几何缺陷，并且

其中，在将所述车轮(R)装配到所述平衡心轴(3)上的阶段期间，所述读取装置(17)触发以允许所述车轮(R)和所述平衡心轴(3)的正确而快速的对准。

2.根据权利要求1所述的机器(1)，其中所述升降设备(4)包括至少一个用于所述车轮(R)的支承平台(6)。

3.根据权利要求2所述的机器(1)，其中所述支承平台(6)包括用于将所述车轮(R)定位在基本竖直的操作位置上的对中装置(11)。

4.根据权利要求3所述的机器(1)，其中在所述操作位置上，所述车轮(R)的滚动轴线(L)与所述平衡心轴(3)基本平行并且与所述平衡心轴(3)的竖直位置平面基本共面。

5.根据权利要求3或4所述的机器(1)，其中所述对中装置(11)包括用于防止所述车轮(R)在所述支承平台(6)上滚动的至少两个障碍脊部。

6.根据权利要求2所述的机器(1)，其中所述升降设备(4)包括用于提升所述支承平台(6)并且与所述处理和控制单元(18)操作地相联的第一自动致动器装置(7)。

7.根据权利要求3所述的机器(1)，其中所述升降设备(4)包括用于将所述车轮(R)在所述操作位置上锁定在所述支承平台(6)上的可拆卸的锁定装置(12)。

8.根据权利要求7所述的机器(1)，其中所述可拆卸的锁定装置(12)是钳式的。

9.根据权利要求8所述的机器(1)，其中所述可拆卸的锁定装置包括与所述支承平台(6)相联的至少第一夹片(13)和第二夹片(14)，至少所述第一夹片(13)能沿着与所述车轮(R)的滚动轴线(L)基本平行的方向靠近所述第二夹片(14)和远离所述第二夹片(14)运动。

10.根据权利要求9所述的机器(1)，其中所述升降设备(4)包括用于移动所述第一夹片(13)的第二自动致动器装置。

11.根据权利要求10所述的机器(1)，其中所述第二自动致动器装置与所述处理和控制单元(18)操作地相联。

12.根据权利要求9所述的机器(1)，其中所述升降设备(4)包括沿着与所述平衡心轴(3)基本平行的滑动方向(S)的所述支承平台(6)的滑动装置(8，9)。

13.根据权利要求12所述的机器(1)，其中所述滑动装置(8，9)用于使所述支承平台(6)沿着所述滑动方向(S)自由滑动。

14.根据权利要求12所述的机器(1)，其中所述升降设备(4)包括用于使所述支承平台(6)沿着所述滑动方向(S)滑动并且与所述处理和控制单元(18)操作地相联的第三自动致动器装置。

15.根据权利要求1所述的机器(1)，其中所述读取装置(17)沿着基本水平的方向被导向。

16.根据权利要求1所述的机器(1)，其中所述读取装置(17)沿着基本竖直并且与所述平衡心轴(3)共面的方向被导向。

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