CN105683735A - 用于轮胎内的传感器放置的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于沿着轮胎的内表面放置一或多个传感器的装置。所述装置可适应不同形状和大小的轮胎以及沿着所述轮胎的所述内表面的突出特征。在一个实施例中，传感器可插入到所述轮胎的内部且同时沿着两个侧壁的内表面部署。所述装置的此实施例允许在一轮胎大小范围内重复插入和撤回所述传感器，以便使检查过程中的步骤自动化。

Description

用于轮胎内的传感器放置的装置

技术领域

本发明的标的物大体上涉及一种用于在轮胎内部放置一或多个传感器的装置。

背景技术

在轮胎的制造、翻新和使用过程中，沿着供检查的轮胎的内表面临时放置一或多个传感器是有用的。经由此检查，所述传感器可用于获得新轮胎和使用过的轮胎两者的重要测量、测试和其它信息。此信息可有时用于确定例如是否存在不能以其它方式被肉眼可见或不能从轮胎外部获得的特定缺陷和/或损坏。

借助于实例，已知轮胎构造使用加固帘线或支撑元件，其逐胎圈延伸穿过轮胎的侧壁、肩部和胎面区段。有时统称为轮胎胎体，这些帘线通常锚定在胎圈中且当对轮胎进行充气和使用时维持充气轮胎的总体形状。此些帘线通常大体上沿着穿过侧壁的径向方向(垂直于旋转轴的方向)定向，且可包含例如含铁金属。

在轮胎的使用期间，这些帘线可能例如由于道路中的物体的影响、在道路边缘行进和其它损害性事件而损坏。在一些情形中，所述帘线可能在此事件期间完全破损。令人遗憾的是，此损坏通过轮胎的外部的视觉检查并不能容易地发现，因为帘线包含在用于构造轮胎的橡胶材料内。

通常在被称作翻新的过程之后再使用市售轮胎。通过翻新，从轮胎移除磨损胎面，且新胎面带或胎面区段安装到轮胎上。胎面的更换与更换整个轮胎相比较便宜，且允许使用相同轮胎胎体获得额外里程。

然而，在更换胎面之前、有利的是检查轮胎，包含胎体的帘线，以查找损坏或磨损。在特定情形中，检查可揭示需要轮胎的更换或其它维修而非翻新。然而，如上所述，并非对内部元件(例如，胎体的帘线)的所有损坏都可以仅仅通过视觉检查就容易地了解。因为例如重型卡车轮胎等市售轮胎的帘线常常由含铁材料构成，所以一或多个传感器可用于检测不可以其它方式通过轮胎的视觉检查确定的帘线断裂。

需要使例如上文描述的检查过程自动化使得可经济且方便地检查多个轮胎。对于此自动化，提出特定挑战。举例来说，轮胎具有多种形状和大小。构型和宽度(沿着轴向方向)可在不同轮胎间很大程度上变化。一些传感器需要放置在轮胎的内表面处，与所述内表面接触或极为接近。此外，在特定轮胎检查期间，轮胎可需要在检查过程期间旋转使得传感器可扫描整个侧壁。然而，轮胎可具有沿着侧壁的内表面的一或多个特征，例如车载传感器、补丁和可在内表面上方突出的其它装置。这些特征可损坏或以其它方式干扰尝试扫描内表面的传感器。

因此，可恰当地沿着轮胎的内表面定位一或多个传感器的装置将是有用的。可沿着不同形状和大小的轮胎的内表面重复部署的此装置也将是有益的。还可适应从轮胎的内表面突出的特征的此装置将是有帮助的。沿着轮胎的两个侧壁同时部署此类装置中的一或多者的能力将尤其有用。

发明内容

本发明提供一种用于沿着轮胎的内表面放置一或多个传感器的装置。所述装置可适应不同形状和大小的轮胎以及沿着轮胎的内表面的突出特征。在一个实施例中，传感器可插入到轮胎内部且同时沿着两个侧壁的内表面部署。装置的此实施例允许在一轮胎大小范围内重复插入和撤回传感器，以使检查过程中的步骤自动化。本发明的额外目标和优点将部分在以下描述中进行阐述，或可以从所述描述中显而易见，或可以通过实践本发明来习得。

在一个示范性实施例中，本发明提供一种用于具有内表面和一对相对的侧壁的轮胎内的传感器放置的装置。所述装置包含一对传感器支撑件。每一传感器支撑件包含用于沿着轮胎的内表面定位在相对的侧壁中的一者处的传感器；其上支撑传感器的衬底；托架；以及在衬底与托架之间延伸的多个支撑臂。每一支撑臂具有可旋转地与托架连接的第一端和可旋转地与衬底连接的第二端，借此衬底可相对于托架枢转。一对辊与托架连接且可相对于托架旋转。辊彼此隔开且以相对的方式定位在托架附近。所述对辊经配置用于沿着轮胎的内表面骑乘。偏置元件与托架附接且经配置以用于朝向轮胎的内表面推进衬底和传感器。

在另一示范性实施例中，本发明包含一种用于在轮胎内放置传感器的传感器支撑件。轮胎具有内表面和一对相对的侧壁。传感器支撑件包含用于沿着轮胎的内表面定位在相对的侧壁中的一者处的传感器、其上支撑传感器的衬底、托架，和在衬底与托架之间延伸的多个支撑臂。每一支撑臂具有可旋转地与托架连接的第一端和可旋转地与衬底连接的第二端，借此衬底可相对于托架枢转。一对辊与托架连接且可相对于托架旋转。辊彼此隔开且以相对的方式定位在托架附近。所述对辊经配置用于沿着轮胎的内表面骑乘。偏置元件与托架附接且经配置以用于朝向轮胎的内表面推进衬底和传感器。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，并且与所述描述一起用以解释本发明的原理。

附图说明

本发明的针对所属领域的一般技术人员的完整且启发性揭示内容(包含其最佳模式)在说明书中得到阐述，所述揭示内容参考附图，在所述附图中：

图1中以侧视图描绘本发明的装置的示范性实施例。所述装置展示为在轮胎外部的第一位置中。图1还提供可与本发明一起使用的示范性轮胎的横截面图。

图2说明图1的示范性实施例，其中所述装置展示为在轮胎内部的第二位置中。在图1和2中，箭头U和D指代相对于垂直方向V向上和向下的方向。

图3为本发明的装置的示范性实施例的透视图。

图4为图3的示范性装置的后视图-即，来自与传感器相对的一侧的视图。

图5A提供图3的示范性装置在所述装置将通常采用的抵靠着轮胎的内表面的位置中的侧视图。

图5B也是图3的示范性装置的侧视图-但在所述装置将通常采用的当未抵靠着轮胎的内表面放置时的位置中。

图6A是图3的示范性装置在所述装置将采用的抵靠着轮胎的内表面的位置中的端视图。

图6B是图3的示范性装置的端视图-但在所述装置将采用的当未抵靠着轮胎的内表面放置时的位置中。

图7为图3的示范性装置的与图5A和5B中展示的图相对的侧视图。

图8为本发明的另一示范性实施例的透视图，而图9为相同示范性实施例的俯视图。

具体实施方式

出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施例，在图式中说明了本发明的实施例的一个或多个实例。每一实例是为了阐释本发明而提供，而非限制本发明。事实上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本发明涵盖处于所附权利要求书以及其等效物的范围内的此类修改以及变化。

图1和2描绘用于将传感器放置到轮胎50的内部64中的装置100的示范性实施例。图1中，装置100描绘为在第一位置中，其中一对传感器支撑件102、104彼此邻近以便插入到轮胎50的内部64或从轮胎50的内部64移除。图2中，装置100沿着轮胎50的内部64定位在第二位置中，其中传感器支撑件102、104以相对的方式彼此隔开以沿着轮胎50的相应内表面66和68定位传感器。

轮胎50以沿着轮胎的子午面截取的横截面描绘，所述子午面在本文界定为包含轮胎旋转所围绕的轴的平面。所述子午面还垂直于赤道平面EP，赤道平面EP将轮胎50沿着胎面部分52的中心(如所示)分成两个部分。轮胎50还界定径向方向R和轴向方向A，所述轴向方向A平行于轮胎50旋转所围绕的轴。轮胎50包含沿着在侧壁54与56之间延伸的冠部72的胎面部分52。胎体62延伸穿过侧壁54、56到相应胎圈58、60，胎圈58、60以相对的方式定位在轮胎50附近。轮胎50仅借助于实例而提供。除图中展示的轮胎形状和配置之外，本发明还可与多种轮胎形状和配置一起使用。

所述对传感器支撑件102、104安装在一机构上，所述机构用于如图2中所展示以相对的方式将传感器支撑件102、104定位在轮胎内部。针对此示范性实施例，所述机构提供为连接到框架140的剪刀式连杆134。一旦轮胎50悬置在框架140附近以用于检查，框架140就可将剪刀式连杆134与传感器支撑件102、104沿着径向方向R向上和向下(箭头U和D)以及沿着轴向方向A向左和向右(箭头L和R)移动到图1中展示的位置以供插入到轮胎50的内部64。一旦降低(箭头D)到轮胎50的内部64，就可使用致动器138(图2)扩展剪刀式连杆134使得传感器支撑件102、104被移动到图2中展示的第二位置-其中传感器支撑件102、104各自沿着相应侧壁54、56的内表面66、68定位一或多个传感器。在检查期间，轮胎50可旋转以便扫描侧壁54、56。支撑在剪刀式连杆134上在传感器支撑件102、104之间的补充辊148、150与冠部72中的内表面70接触以实现额外稳定性。在轮胎检查完成后，可即刻使用致动器138将剪刀式连杆134缩回到其中传感器支撑件102、104彼此邻近的位置，借此可容易使用框架140从轮胎50的内部64移除所述对。

图3、4、5A、5B、6A、6B和7中展示传感器支撑件102的各种视图-应了解，传感器支撑件104的构造和操作在所有重要方面都是相同的。传感器支撑件102包含可在上面支撑一或多个传感器108(图6A和6B)的衬底110。举例来说，传感器108可安装在表面106上或刚好位于表面106下方。还可以使用其它配置。传感器108经配置用于沿着轮胎50的侧壁54、56的内表面66、68定位。传感器108可包含(例如)结合磁体(未图示)使用以检测对胎体62中的含铁加固件的损坏的多个霍耳效应传感器。针对此示范性实施例，多个传感器沿着衬底110的纵向方向L(图5A和5B)对准。也可使用其它传感器类型和配置。

衬底110通过在其间延伸的多个支撑臂114与托架112连接。针对此示范性实施例，使用第一对支撑臂116和第二对支撑臂118。每对支撑臂116、118定位在托架112的相对侧上。每一支撑臂具有可旋转地与托架112连接的第一端120和可旋转地与衬底110连接的第二端122。每对支撑件116、118可围绕轴旋转。举例来说，第一对支撑臂116可围绕轴S-S旋转(图3和7)。由此，衬底110可相对于托架112枢转。

一对辊124、126与托架112连接且可相对于托架112旋转。如所展示，辊124、126彼此隔开且定位在托架112的相对侧上。在轮胎50的检查期间，辊124、126在其旋转经过传感器108时沿着轮胎50的内表面66、68骑乘。为促进此移动，辊124、126彼此成角度以与轮胎50的弯曲内表面66、68较紧密地匹配。更确切地说，如图7中最佳所见，辊124围绕轴R1旋转，而辊126围绕轴R2旋转。如所展示，轴R1和R2不彼此平行且还相对于第一对支撑臂116的第一端120旋转可围绕的轴S-S形成非零锐角θ。在一个示范性实施例中，角度θ处于约10度到约45度的范围内。在另一示范性实施例中，角度θ为约16度。在又一示范性实施例中，角度θ为约30度。也可使用其它角度。

偏置元件128与托架112附接且经配置以用于朝向轮胎的内表面推进衬底110。更确切地说，返回参看图1和2，针对此示范性实施例，偏置元件128被配置为压缩弹簧128，其朝向内表面66、68推进支撑件102、104以及使支撑件102、104彼此远离。

因此，当传感器支撑件102、104经部署且与内表面66、68接触时，其位置移位。使用传感器支撑件102用于继续描述和实例，传感器支撑件102将从图5B和6B中展示的第一位置移位(图5B中箭头I)到图5A、6A和7中展示的第二位置。在此第二位置中，衬底110与一或多个传感器108可在其旋转时沿着轮胎50的内表面骑乘或浮动(箭头I和O)。此外，辊124、126将沿着轮胎50的内表面滚动以促进此移动。

如果传感器支撑件102在此旋转期间遇到沿着轮胎50内部的突出部，那么支撑臂114的枢转动作允许衬底110连同传感器108相对于内表面移位或移动(箭头I和O)使得传感器支撑件102可通过所述突出部而无损坏。一旦所述突出物或表面异常已通过，偏置元件128的动作将允许支撑件102移动离开轮胎50的内表面，同时还朝向内表面往回推进传感器支撑件102。可(例如，使用不同硬度的压缩弹簧)对偏置元件128提供的力作出调整以针对传感器支撑件102提供最佳量的压力、磨损等。从内表面66移除支撑件102的接触允许支撑件102往回移位(箭头O)到图5B和6B中展示的位置。

另外，每一传感器支撑件102、104可旋转地与剪刀式连杆134连接。再次使用传感器支撑件102举例，支撑件102可旋转地连接到如图2、6A、6B和7中所展示的连杆臂132。由此，传感器支撑件102可沿着如图7中所展示的方向P移动。扭力弹簧130支撑在连杆臂132上且与托架112连接。扭力弹簧130经配置以用于推进传感器支撑件102以使其相对于连杆臂132旋转。

返回参看图1，在此第一位置中，与每一传感器支撑件102、104相关联的扭力弹簧致使支撑件采用所展示的位置，在所述位置中其彼此邻近且相应支撑件的轴S-S大体上平行。一旦抵靠着内表面66、68(如所示)部署在图2的第二位置中，与轮胎50的接触就抵抗扭力弹簧而操作且致使每一支撑件102、104旋转到由与每一支撑件102、104的辊和衬底交互的内表面66、68的形状确定的位置中。一旦从内表面66、68移除接触，扭力弹簧就将致使每一传感器支撑件102、104在图1中展示的更紧凑位置中往回旋转以实现从轮胎50的内部64更容易的移除。每一传感器支撑件102、104沿着箭头P(图7)的方向旋转的能力还帮助适应供测试的不同形状和配置的轮胎。

本发明不限于图1和2中展示的特定框架140与剪刀式连杆134，因为也可使用其它框架配置。举例来说，图8和9展示另一示范性框架140，传感器支撑件102、104可旋转地安装到一对枢轴臂142、144上。每一枢轴臂142、144具有远端152和基底端154。每一枢轴臂142、144的远端152可旋转地连接到其相应传感器支撑件102、104。致动器146可用于相对于框架140向左和向右移动臂142以便沿着轮胎50的内部64定位。传感器支撑件102、104的操作和构造另外如先前描述。也可使用用于框架140和用于将传感器支撑件102、104定位在轮胎内部的机构的其它构造。

尽管已经相对于本发明的特定示范性实施例及其方法详细地描述了本发明，但所属领域的技术人员应了解，在理解前述内容的基础上可以容易地对此类实施例进行更改、制得此类实施例的变化以及等效物。因此，本发明的范围是示例性的而非限制性的，并且本发明并不排除包含所属领域的一般技术人员使用本文所揭示的教示将容易地了解的对本发明的标的物的此些修改、变化和/或添加。

Claims (18)

1.一种用于轮胎内的传感器放置的装置，所述轮胎具有内表面和一对相对的侧壁，所述装置包括：

一对传感器支撑件，每一传感器支撑件包括

传感器，其用于沿着所述轮胎的所述内表面定位在所述相对的侧壁中的一者处；

衬底，其上支撑所述传感器；

托架；

多个支撑臂，其在所述衬底与所述托架之间延伸，每一支撑臂具有可旋转地与所述托架连接的第一端和可旋转地与所述衬底连接的第二端，借此所述衬底可相对于所述托架枢转；

一对辊，其与所述托架连接且可相对于所述托架旋转，所述辊彼此隔开且以相对的方式定位在所述托架附近，所述对辊经配置用于沿着所述轮胎的所述内表面骑乘；以及

偏置元件，其与所述托架附接且经配置以用于朝向所述轮胎的所述内表面推进所述衬底和传感器。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其中所述支撑臂界定支撑臂轴，所述支撑臂的所述第一端可围绕所述支撑臂轴旋转，且其中每一辊可围绕相对于所述支撑臂轴偏移非零角度的辊轴旋转。

3.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括一对连杆臂，其中每一传感器支撑件可旋转地连接到所述连杆臂中的一者。

4.根据权利要求3所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括一对扭力弹簧，每一扭力弹簧支撑在所述连杆臂中的一者上且与所述相应传感器支撑件中的一者的所述托架连接，每一扭力弹簧经配置用于推进所述相应传感器支撑件中的一者以使其相对于所述连杆臂旋转。

5.根据权利要求4所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括

剪刀式连杆，其与所述对连杆臂连接，所述剪刀式连杆可在以下两者之间移位：i)第一位置，其中所述对传感器支撑件彼此邻近以插入到所述轮胎的所述内部；以及ii)第二位置，其中所述对传感器支撑件以相对的方式彼此隔开，其中每一传感器定位成沿着所述侧壁中的一者邻近于所述轮胎的所述内表面。

6.根据权利要求5所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括致动器，所述致动器用于在所述第一位置与所述第二位置之间移位所述剪刀式连杆。

7.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括

剪刀式连杆，其上携载所述对传感器支撑件，所述剪刀式连杆可在以下两者之间移位：i)第一位置，其中所述对传感器支撑件彼此邻近以插入到所述轮胎的所述内部；以及ii)第二位置，其中所述对传感器支撑件以相对的方式彼此隔开，其中每一传感器定位成沿着所述侧壁中的一者邻近于所述轮胎的所述内表面。

8.根据权利要求7所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括支撑在所述剪刀式连杆上在所述对传感器支撑件之间的一对补充辊，所述对辊经配置用于当所述剪刀式连杆处于所述第二位置中时沿着所述轮胎的冠部区接触所述轮胎的所述内表面。

9.根据权利要求7所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，所述轮胎界定径向和轴向方向，所述装置进一步包括其上支撑所述剪刀式连杆的支撑框架，所述支撑框架经配置用于沿着所述径向和轴向方向移动所述剪刀式连杆以相对于所述轮胎的所述内部插入和移除所述对传感器支撑件。

10.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括一对枢轴臂，每一枢轴臂具有远端和基底端，其中每一枢轴臂的所述远端可旋转地连接到所述传感器支撑件中的一者，所述枢轴臂可在以下两者之间移位：i)第一位置，其中所述对传感器支撑件彼此邻近以插入到所述轮胎的所述内部；以及ii)第二位置，其中所述对传感器支撑件以相对的方式彼此隔开，其中每一传感器定位成沿着所述侧壁中的一者邻近于所述轮胎的所述内表面。

11.根据权利要求10所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，所述轮胎界定径向和轴向方向，所述装置进一步包括每一枢轴臂的所述基底端连接到的支撑框架。

12.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其进一步包括用于将所述传感器支撑件定位在所述轮胎内部的装置，其中所述传感器支撑件以相对的方式沿着所述轮胎的所述内表面定位在所述相对侧壁处。

13.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其中所述传感器界定纵向方向，且其中所述传感器包括沿着所述纵向方向定位的多个霍耳效应传感器。

14.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其中所述多个支撑臂包括定位成彼此邻近的第一对支撑臂和第二对支撑臂。

15.根据权利要求1所述的用于轮胎内的传感器放置的装置，其中所述偏置元件包括压缩弹簧。

16.一种用于在轮胎内放置传感器的传感器支撑件，所述轮胎具有内表面和一对相对的侧壁，所述传感器支撑件包括：

传感器，其用于沿着所述轮胎的所述内表面定位在所述相对的侧壁中的一者处；

衬底，其上支撑所述传感器；

托架；

多个支撑臂，其在所述衬底与所述托架之间延伸，每一支撑臂具有可旋转地与所述托架连接的第一端和可旋转地与所述衬底连接的第二端，借此所述衬底可相对于所述托架枢转；

一对辊，其与所述托架连接且可相对于所述托架旋转，所述辊彼此隔开且以相对的方式定位在所述托架附近，所述对辊经配置用于沿着所述轮胎的所述内表面骑乘；以及

偏置元件，其与所述托架附接且经配置以用于朝向所述轮胎的所述内表面推进所述衬底和传感器。

17.根据权利要求16所述的传感器支撑件，其中所述支撑臂界定支撑臂轴，所述支撑臂的所述第一端可围绕所述支撑臂轴旋转，且其中每一辊可围绕相对于所述支撑臂轴偏移非零角度的辊轴旋转。

18.根据权利要求16所述的传感器支撑件，其中所述传感器包括沿着所述纵向方向定位的多个霍耳效应传感器。