CN108731950B - 一种轮胎磨损测量台架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎磨损测量台架，通过设置升降机构，用于调整转轴及旋转机构的竖直位移；通过将支撑杆与立柱设置为活动连接，从而可以沿水平方向调整探针与轮胎胎面的间距；通过将各个探针滑动的并排布置在探针盒的滑槽中，从而便于调整各个探针在轮胎胎面的横向位置分布；通过在针座内部设置与针杆相连的线性弹性部件，从而针杆根据针端接触片接触到的轮胎胎面变化情况产生不同的作用力，并作用于线性弹性部件上，线性弹性部件随之产生不同的压缩量并产生不同的弹性作用力并将其传递到对应的压力传感器上，压力传感器将压力信号通过数据采集器处理后传递到显示设备上，继而通过显示设备观测而分析轮胎胎面的磨损状况，较为直观便捷。

Description

一种轮胎磨损测量台架

技术领域

本发明涉及测量工装，特别是一种轮胎磨损测量台架。

背景技术

汽车在行驶过程中，特别是在复杂路况，轮胎可能会产生异常磨损、偏磨(轮胎一侧磨损比另一侧严重)等现象，降低轮胎寿命，进而引起行车抖动。对轮胎异常磨损现有检测方法多是依靠肉眼观察，用游标卡尺测量胎纹沟深来分析，如图1所示的纹沟深度H。然而目前的检测方法存在准确性不高、操作不便以及不能直观反映轮胎胎面磨损状况的缺陷。因此，在轮胎胎面磨损检测方面，急需设计一种针对轮胎异常磨损测量的台架。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎磨损测量台架，以解决现有技术中的不足，它能够检测轮胎胎面各个位置处的磨损情况，并直观反映在显示设备上，便于观测。

本发明提供了一种轮胎磨损测量台架，包括：

水平设置的固定板；

立柱，固定设置在固定板的上表面的第一端；

水平设置的支撑杆，其一端活动穿设在立柱上，支撑杆可相对于立柱作横向位移；

探针盒，固定设置在支撑杆的另一端，探针盒的相对两侧之间贯穿设置有滑槽；

若干个探针，滑动的并排设置在所述滑槽内，探针包括针座、针杆、针端接触片和线性弹性部件，针座的内部具有空腔，线性弹性部件设于所述空腔内，线性弹性部件的一端与空腔的内壁连接，另一端与针杆的第一端相连，针杆的第二端安装所述针端接触片，线性弹性部件的伸缩方向与针杆的长度方向位于同一直线上，针座与针杆同轴设置，针杆平行于所述支撑杆；

压力传感器，设置在所述滑槽的槽底，压力传感器分别与各个针座接触；

数据采集器，设置在探针盒上，与各个压力传感器分布连接；

显示设备，与数据采集器相连；

升降机构，固定设置在固定板的上表面的第二端；

旋转机构，固定设置在升降机构的顶端；

水平设置的转轴，转轴的一端与旋转机构相连，另一端用于与轮胎相连，转轴在旋转机构的驱动下旋转，且转轴垂直于所述探针。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述轮胎磨损测量台架还包括锁紧螺栓，锁紧螺栓穿设在立柱上，与支撑杆的外周侧相抵接。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述线性弹性部件设置为弹簧。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述滑槽包括依次连通的第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，第一滑槽和第二滑槽均与针座滑动配合，第三滑槽与针杆滑动配合；所述压力传感器设置在所述第一滑槽的槽底。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述针座的一端一体成型有卡头，所述卡头远离所述针杆，卡头与第一滑槽相配合并卡接。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述第一滑槽为燕尾槽。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述针端接触片包括用于接触轮胎两侧边缘胎面的第一针端接触片和用于接触轮胎中间胎面的第二针端接触片，第一针端接触片和第二针端接触片分别设置在与不同的针杆上，第一针端接触片分布在探针盒的边缘部位，所述第一针端接触片的远离针杆的一表面为圆柱面，所述第二针端接触片的远离针杆的一表面为平面。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述第二针端接触片的长度大于胎面横向纹沟的宽度，第二针端接触片的宽度大于胎面纵向纹沟的宽度。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述升降机构设置为液压撑杆。

如上所述的轮胎磨损测量台架，其中，优选的是，所述旋转结构设置为电动机，电动机的输出轴与转轴相连。

本发明在工作过程中，首先将轮胎安装在转轴上，然后通过升降机构调整转轴的竖直位移，使得轮胎的竖直高度适宜；接着通过将支撑杆相对于立柱作水平位移，使得针端接触片与轮胎的胎面接触；再通过沿水平方向横向调整各个探针，使得各个针端接触片排布在轮胎胎面的沿水平方向的各待检测位置，并使各个针端接触片均与轮胎胎面保持接触；之后，通过控制旋转机构带动转轴旋转，继而带动轮胎旋转，随着针端接触片接触到的胎面不同位置的厚度不同，针杆就会推动线性弹性部件改变压缩量，线性弹性部件会随着压缩量不同而产生不同的弹性作用力，弹性作用力通过针座反向作用于压力传感器上，从而压力传感器将感测到的弹性作用力数据传递到数据采集器中，数据采集器根据弹性力学中的胡克定律F＝Kx，将弹性作用力换算得出线性弹性部件的压缩量，并将压缩量的数据持续传递到显示设备上，直观显示出线性弹性部件的压缩量变化曲线，由于压缩量是由针杆沿轴向相对于针座发生的位移量，而针杆的位移量是由轮胎胎面发生磨损引起的，则通过显示设备的变化曲线可直观反映轮胎胎面的磨损情况。

与现有技术相比，本发明提供的轮胎磨损测量台架，通过设置升降机构，用于调整转轴及旋转机构的竖直位移；通过将支撑杆与立柱设置为活动连接，并且支撑杆可相对于立柱水平位移，从而可以调整探针与轮胎胎面的间距；通过将各个探针滑动的并排布置在探针盒的滑槽中，从而便于调整各个探针在轮胎胎面的横向位置分布；通过在针座内部设置与针杆相连的线性弹性部件，从而针杆根据针端接触片接触到的轮胎胎面变化情况产生不同的作用力，并作用于线性弹性部件上，线性弹性部件随之产生不同的压缩量并产生不同的弹性作用力，不同的弹性作用力再通过针座的端部传递到对应的压力传感器上，压力传感器将感测到的不同的压力信号通过数据采集器处理后传递到显示设备上，继而可通过观测显示设备而分析轮胎胎面的磨损状况，较为直观便捷；本发明结构简单，构思巧妙，操控灵活，有利于批量制作和推广应用。

附图说明

图1是轮胎局部视图；

图2是本发明的实施例提供的轮胎磨损测量台架的使用状态图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是支撑杆、探针盒和探针的装配示意图；

图5是本发明的实施例提供的一种探针的轴测图；

图6是本发明的实施例提供的另一种探针的轴测图；

图7是针座的剖视图。

附图标记说明：1-固定板，2-立柱，3-支撑杆，4-探针盒，41-凸块，42-滑槽，421-第一滑槽，422-第二滑槽，423-第三滑槽，43-窗口，5-锁紧螺栓，6-显示设备，7-升降机构，8-旋转机构，9-转轴，10-轮胎，11-探针，110-卡头，111-针座，112-针杆，113-第一针端接触片，114-第二针端接触片，12-压力传感器，13-数据采集器，14-线性弹性部件。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参阅图2至图7所示，本发明的实施例提供了一种轮胎磨损测量台架，包括：

水平设置的固定板1；

立柱2，固定设置在固定板1的上表面的第一端，第一端也即图2中的右端；

水平设置的支撑杆3，其一端活动穿设在立柱2上，支撑杆3可相对于立柱2作横向位移；

探针盒4，固定设置在支撑杆3的另一端，探针盒4的相对两侧之间贯穿设置有滑槽42；

若干个探针11，滑动的并排设置在所述滑槽42内，探针11包括针座111、针杆112、针端接触片和线性弹性部件14，针座111的内部具有空腔，线性弹性部件14设于所述空腔内，线性弹性部件14的一端与空腔的内壁连接，另一端与针杆112的第一端相连，针杆112的第二端安装所述针端接触片，针杆112的第二端也即图2中所示针杆112的左端。线性弹性部件14的伸缩方向与针杆112的长度方向位于同一直线上，针座111与针杆112同轴设置，针杆112平行于所述支撑杆3；

压力传感器12，彼此相互独立，设置在所述滑槽42的槽底，压力传感器12可分别与各个针座111接触，并分别感测不同的探针11的弹性作用力；

数据采集器13，设置在探针盒4上，与各个压力传感器12分布连接，用于采集各个探针11的弹性作用力F，并根据弹性力学中的胡克定律F＝Kx，将弹性力转化为探针11的针杆112相对于针座111的位移量x，x既是线性弹性部件14的压缩量，也是轮胎10胎面的磨损量；

显示设备6，与数据采集器13相连，用于显示各个探针11对应的位移量x的变化曲线；

升降机构7，固定设置在固定板1的上表面的第二端，用于支撑和调整轮胎10的高度；

旋转机构8，固定设置在升降机构7的顶端，用于提供动力，进而使得转轴9转动；

水平设置的转轴9，转轴9的一端与旋转机构8相连，另一端用于与轮胎10相连，转轴9在旋转机构8的驱动下匀速旋转，且转轴9垂直于所述探针11。

本实施例提供的轮胎磨损测量台架工作原理：

(1)在转轴9上安装轮胎10，通过升降机构7将轮胎10调整到合适高度，使得转轴9的轴线与探针11的针杆112轴线共面；

(2)将探针11安装到探针盒4内，调整探针盒4使探针11垂直胎面，并且使针端接触片压贴在胎面上，将探针11内线性弹性部件14的压缩量设为S，轮胎10沟槽最大深度设为T，应满足S>T；再通过锁紧螺栓5固定支撑杆3，从而固定探针盒4。

(3)启动旋转机构8带动轮胎10匀速转动；

(4)若轮胎10的胎面发生过磨损，则轮胎10的厚度就会发生变化，从而引起针杆112沿自身轴向相对于针座111移动，根据弹性力学胡克定律的公式F＝Kx(其中F为弹性作用力，K为线性弹性部件的弹性系数，x为弹性体的线性变化量)，探针11内的线性弹性部件14压缩量发生变化，从而线性弹性部件14所产生的弹性作用力F也随之发生改变，数据采集器13通过压力传感器12采集弹性作用力，并换算为位移量x，位移量x的变化曲线通过显示设备6显示出来，进而可以直观的分析轮胎10胎面各个位置处磨损情况。

在具体实施时，本实施例的使用方法为：

首先将作为标准的新轮胎10安装在转轴9上，然后通过升降机构7调整转轴9的竖直位移，使得轮胎10的竖直高度适宜；接着通过将支撑杆3相对于立柱2作水平位置，使得针端接触片与轮胎10的胎面接触；再通过沿水平方向横向调整各个探针11，使得各个针端接触片排布在轮胎10胎面的沿水平方向的各待检测位置，并使各个针端接触片均与轮胎10胎面保持接触；之后，通过控制旋转机构8带动转轴9旋转，继而带动轮胎10旋转，随着针端接触片接触到的胎面不同位置的厚度不同，针杆112就会推动线性弹性部件14改变压缩量，线性弹性部件14会随着压缩量不同而产生不同的弹性作用力，弹性作用力通过针座111反向作用于压力传感器12上，从而压力传感器12将感测到的弹性作用力数据传递到数据采集器13中，数据采集器13根据弹性力学中的胡克定律F＝Kx，将弹性作用力换算得出线性弹性部件14的压缩量，并将压缩量的数据持续传递到显示设备6上，直观显示出线性弹性部件14的压缩量变化曲线，由于压缩量是由针杆112沿轴向相对于针座111发生的位移量，而针杆112的位移量是由轮胎10胎面发生磨损引起的，则通过显示设备6的变化曲线可直观反映轮胎10胎面的磨损量变化；

接下来，再按着上述方法测量待检测的使用过的轮胎10，得出待检测轮胎10胎面的磨损量变化曲线；

最后，通过对比新轮胎10胎面的磨损量变化曲线与待检测轮胎10胎面的磨损量变化曲线，可以分析得出待检测轮胎10胎面的各个部位的磨损量。

如图2所示，优选的，所述轮胎磨损测量台架还包括锁紧螺栓5，锁紧螺栓5穿设在立柱2上，与支撑杆3的外周侧相抵接。在探针盒4通过支撑杆3相对于立柱2水平调整好位置后，通过锁紧螺栓5固定支撑杆3，防止支撑杆3相对于立柱2沿水平方向发生滑移，有利于提高检测数据的准确性。

如图7所示，优选的，线性弹性部件14选用弹簧，弹簧为常见的线性弹性元件，易于获得。

如图4所示，具体的，探针盒4还包括凸块41，凸块41设置在探针盒4与支撑杆3的连接处，凸块41的内部具有腔室，在该腔室内安装数据采集器13。单独设置凸块41，并在凸块41内设置腔室用于安放数据采集器13，有利于减少对探针盒4的本体结构的空间占用，有利于保证探针盒4结构强度。

如图4所示，进一步的，滑槽42与针座111和针杆112的外形结构相适配。滑槽42包括依次连通的第一滑槽421、第二滑槽422和第三滑槽423，第一滑槽421和第二滑槽422均与针座111滑动配合，第三滑槽423与针杆112滑动配合；所述压力传感器12设置在所述第一滑槽421的槽底。

如图4至图7所示，优选的，所述针座111的一端一体成型有卡头110，所述卡头110设置在所述针座111上远离所述针杆112的一端，且卡头110与第一滑槽421相配合并卡接。卡头110用于限制针座111沿针杆112的轴向位移，针座111可以通过卡头110沿第一滑槽421横向移动。

进一步的，所述第一滑槽421为燕尾槽。当然，本领域的技术人员可以理解的是，第一滑槽421可以设置成其他任意形式，比如T形槽等，只要能实现其所需功能即可。

如图5和图6所示，优选的，所述针端接触片竖直设置且垂直于所述针杆112。这样有利于提高检测的准确度。

如图5和图6所示，优选的，所述针端接触片包括用于接触轮胎10两侧边缘胎面的第一针端接触片113和用于接触轮胎10中间胎面的第二针端接触片114，第一针端接触片113和第二针端接触片114分别设置在与不同的针杆112上，第一针端接触片113分布在探针盒4的边缘部位，所述第一针端接触片113的远离针杆112的一表面为圆柱面，所述第二针端接触片114的远离针杆112的一表面为平面。由第一针端接触片113和第二针端接触片114分别设置在与不同的针杆112上，而使得探针的构造分为两种形式，即针座111和针杆112的构造不变，使用第一针端接触片113的探针11就放置在探针盒4的相对两端，而使用第二针端接触片114的探针11就分布在探针盒4的中间部位任意位置。当然，本领域的技术人员完全可以理解的是，分别安装有第一针端接触片113和第二针端接触片114的探针，其具体位置可以根据实际应用而设定，只要能实现各自的功能即可。另外，本技术领域的技术人员还可以理解的是，具有两种不同构造的针端接触片的探针可以相互替换使用，仅仅是以第一针端接触片113和第二针端接触片114分别对应轮胎边缘胎面、轮胎中间胎面，为优选方案。

进一步的，所述第二针端接触片114的长度大于胎面横向纹沟的宽度，有利于保证轮胎10转动时轮胎10的横向纹沟不会卡住探针11；第二针端接触片114的宽度大于胎面纵向纹沟的宽度，从而保证探针11接触片不会顶进胎面的纵向纹沟中。

本实施例优选的是，压力传感器12可设置为多个，多个压力传感器12分布在滑槽42的槽底的不同位置，在实施时，多个压力传感器12可分别与不同的探针11接触，继而感测对应探针11的压力数据。

作为本实施例的另一种优选方案是，压力传感器12可以选用一种整体式的压力感测元件，包括阵列式压力传感器12，从而在该压力传感器12的不同坐标位置，能够相互独立的测试对应位置的压力数据，这样以来，探针11在滑槽42内的横向位置调整精度将会大大提高。

优选的，所述升降机构7设置为液压撑杆。该液压撑杆可以采用现有技术中的液压撑杆。当然，本领域的技术人员也可以选用其他形式的升降机构7，只要能够实现调整轮胎10高度并能保持其高度的目的即可。

优选的，所述旋转结构设置为电动机，电动机的输出轴与转轴9相连。电动机是现有技术中常见的旋转动力输出设备，易于通过市面采购。另外，本领域的技术人员也很容易想到的是，该旋转机构8还可以采用手动旋转设备或者其他形式的自动旋转设备代替，只要能够实现带动转轴9旋转的目的、和/或能够控制旋转速度即可。

如图4所示，优选的，所述探针盒4的上表面与下表面之间设置有相互连通的窗口43。通过窗口43，可以很方便的调整探针11的横向分布位置；而且，通过开设窗口43，还有利于减轻探针盒4的重量，进而有利于台架整体结构的轻量化。

本实施例提供的轮胎磨损测量台架，通过设置升降机构，用于调整转轴及旋转机构的竖直位移；通过将支撑杆与立柱设置为活动连接，并且支撑杆可相对于立柱水平位移，从而可以调整探针与轮胎胎面的间距；通过将各个探针滑动的并排布置在探针盒的滑槽中，从而便于调整各个探针在轮胎胎面的横向位置分布；通过在针座内部设置与针杆相连的线性弹性部件，从而针杆根据针端接触片接触到的轮胎胎面变化情况产生不同的作用力，并作用于线性弹性部件上，线性弹性部件随之产生不同的压缩量并产生不同的弹性作用力，不同的弹性作用力再通过针座的端部传递到对应的压力传感器上，压力传感器将感测到的不同的压力信号通过数据采集器传递到显示设备上，继而可通过观测显示设备上的压力变化数据分析轮胎胎面的磨损状况，较为直观便捷。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轮胎磨损测量台架，其特征在于：包括

水平设置的固定板(1)；

立柱(2)，固定设置在固定板(1)的上表面的第一端；

水平设置的支撑杆(3)，其一端活动穿设在立柱(2)上，支撑杆(3)可相对于立柱(2)作横向位移；

探针盒(4)，固定设置在支撑杆(3)的另一端，探针盒(4)的相对两侧之间贯穿设置有滑槽(42)，且所述滑槽(42)贯穿的方向与所述支撑杆(3)的延伸方向垂直；

若干个探针(11)，滑动的并排设置在所述滑槽(42)内，探针(11)包括针座(111)、针杆(112)、针端接触片和线性弹性部件(14)，针座(111)的内部具有空腔，线性弹性部件(14)设于所述空腔内，线性弹性部件(14)的一端与空腔的内壁连接，另一端与针杆(112)的第一端相连，针杆(112)的第二端安装所述针端接触片，线性弹性部件(14)的伸缩方向与针杆(112)的长度方向位于同一直线上，针座(111)与针杆(112)同轴设置，针杆(112)平行于所述支撑杆(3)；

压力传感器(12)，设置在所述滑槽(42)的槽底，压力传感器(12)分别与各个针座(111)接触；

数据采集器(13)，设置在探针盒(4)上，其输入端与压力传感器(12)连接；

显示设备(6)，与数据采集器(13)相连；

升降机构(7)，固定设置在固定板(1)的上表面的第二端；

旋转机构(8)，固定设置在升降机构(7)的顶端；

水平设置的转轴(9)，转轴(9)的一端与旋转机构(8)相连，另一端用于与轮胎(10)相连，转轴(9)在旋转机构(8)的驱动下旋转，且转轴(9)垂直于所述探针(11)。

2.根据权利要求1所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述轮胎磨损测量台架还包括锁紧螺栓(5)，锁紧螺栓(5)穿设在立柱(2)上，与支撑杆(3)的外周侧相抵接。

3.根据权利要求1所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述线性弹性部件(14)设置为弹簧。

4.根据权利要求1所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述滑槽(42)包括依次连通的第一滑槽(421)、第二滑槽(422)和第三滑槽(423)，第一滑槽(421)和第二滑槽(422)均与针座(111)滑动配合，第三滑槽(423)与针杆(112)滑动配合；所述压力传感器(12)设置在所述第一滑槽(421)的槽底。

5.根据权利要求4所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述针座(111)的一端一体成型有卡头(110)，所述卡头(110)远离所述针杆(112)，卡头(110)与第一滑槽(421)相配合并卡接。

6.根据权利要求5所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述第一滑槽(421)为燕尾槽。

7.根据权利要求1所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述针端接触片包括用于接触轮胎(10)两侧边缘胎面的第一针端接触片(113)和用于接触轮胎(10)中间胎面的第二针端接触片(114)，第一针端接触片(113)和第二针端接触片(114)分别设置在不同的针杆(112)上，第一针端接触片(113)分布在探针盒(4)的边缘部位，所述第一针端接触片(113)的远离针杆(112)的一表面为圆柱面，所述第二针端接触片(114)的远离针杆(112)的一表面为平面。

8.根据权利要求7所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述第二针端接触片(114)的长度大于胎面横向纹沟的宽度，第二针端接触片(114)的宽度大于胎面纵向纹沟的宽度。

9.根据权利要求1所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述升降机构(7)设置为液压撑杆。

10.根据权利要求1所述的轮胎磨损测量台架，其特征在于：所述旋转结构设置为电动机，电动机的输出轴与转轴(9)相连。