CN209043814U - 固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，包括：检测室、进料机构以及出料机构、抽真空装置，本实用新型，结构合理，能够应用于大批量的轮胎检测，不仅仅能够检测胎侧，而且能够检测内表面，满足用户的使用需求。

Description

固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备

技术领域

本实用新型涉及轮胎检测技术领域，特别是涉及一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备。

背景技术

据统计，目前通用车辆使用的轮胎基本上全部更换成了钢丝子午线轮胎。胎侧部分是整个轮胎的薄弱环节，大部分轮胎爆裂损坏都发生在胎侧，主要原因是胎侧的钢丝有断裂现象，但从外观上无法用肉眼识别，极大影响了使用安全。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的提供一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，包括：检测室、进料机构以及出料机构、抽真空装置，

所述检测室，包括：检测室壳体以及设置在检测室壳体内部的内输送机构以及检测机构，所述检测室壳体为密封结构，其相对应的两侧分别设置有进料口和出料口，所述内输送机构包括内输送架、内输送架驱动电机以及内输送辊，所述内输送辊为多个，其水平间隔设置在内输送架的上端面上，其两端的辊轴与内输送架滑动连接，多个所述内输送辊通过内输送带传动连接，位于一端的一个内输送辊的辊轴与所述内输送架驱动电机通过传动带相连接；所述内输送架上设置有n型检测架，所述n型检测架下端连接有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与圆形旋转盘上端面的中心部位连接，旋转盘的两侧分别通过一根横向杆与一个纵向激光检测头连接，所述旋转盘下端面的中心部位连接有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与连接杆连接，所述连接杆端部对称两侧分别设置一个横向检测头；所述进料口和出料口分别通过能够升降的进料口密封板和出料口密封板连接；

所述抽真空装置，包括：抽真空管道，所述抽真空管道的一端与检测室壳体连通，另一端与抽真空器连接；

所述进料机构，包括：进料架、进料辊以及进料输送带、进料电机，所述进料辊为多个，其水平间隔设置在进料架的上端面上，其两端的辊轴与进料架滑动连接，多个所述进料辊通过进料输送带传动连接，位于一端的一个进料辊的辊轴与所述进料电机通过传动带相连接；

所述出料机构，包括：出料架和出料辊，所述出料架上端面倾斜设置，其斜向间隔设置有多个出料辊，所述出料辊的辊轴与出料架滑动连接。

其中，所述进料口的外侧设置有保护网罩。

其中，所述进料架的一侧设置有辅助进料机构，所述辅助进料机构，包括：斜向上料架，所述斜向上料架斜向间隔设置有多个上料辊，所述上料辊的辊轴与上料架滑动连接。

其中，所述内输送带、进料带以及出料带均与进料口和出料口的下端面齐平。

其中，两个纵向激光检测头对称设置，所述两个横向杆的中心连线通过旋转盘的圆心。

其中，两个横向检测头的中心连线通过连接杆的轴线。

其中，所述进料口密封板和出料口密封板分别与设置在检测室壳体上的进料口电动推杆和出料口电动推杆连接，在电动推杆带动下能够上下移动。

其中，所述抽真空器为真空泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为，结构合理，能够应用于大批量的轮胎检测，不仅仅能够检测胎侧，而且能够检测内表面，满足用户的使用需求，检测准确，使用方便，便于在产业上推广和使用。

附图说明

图1所示为本申请的结构示意图；

图2所示为本申请的检测头的结构示意图；

图3所示为本申请的密封板的结构示意图；

图4所示为本申请中检测头的一种实施例结构示意图；

图中，1-上料辊，2-斜向上料架，3-进料架，4-进料辊，5-进料输送带，6-进料电机，7-内输送架，8-内输送架驱动电机，9-出料架，10-出料辊，11-出料口密封板，12-出料口电动推杆，13-抽真空器，14-检测室，15-进料口电动推杆，16-保护网罩，17-进料口密封板，18-内输送辊，19-内输送带，20-n型检测架，21-横向检测头，22-纵向检测头，23-横向杆，24-旋转盘，25-旋转电机，26-升降气缸。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-图3所示，本实用新型提供了一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，包括：检测室、进料机构以及出料机构、抽真空装置，

所述检测室，包括：检测室壳体以及设置在检测室壳体内部的内输送机构以及检测机构，所述检测室壳体为密封结构，其相对应的两侧分别设置有进料口和出料口，待检测轮胎从进料口进入，在检测室检测后，从出料口排出；所述内输送机构包括内输送架、内输送架驱动电机以及内输送辊，所述内输送辊为多个，其水平间隔设置在内输送架的上端面上，任一内输送辊两端的辊轴与内输送架滑动连接，多个所述内输送辊通过内输送带传动连接，位于多个内输送辊一端的一个内输送辊的辊轴与所述内输送架驱动电机通过传动带相连接，内输送架驱动电机旋转，从而带动内输送辊旋转，进而带动内输送带旋转，从而带动待检测轮胎移动；所述内输送架上设置有n型检测架，所述n型检测架下端连接有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与圆形旋转盘上端面的中心部位连接，所述旋转电机旋转用于带动下面旋转盘旋转，旋转盘的两侧分别通过一根横向杆与一个纵向激光检测头连接，所述旋转盘下端面的中心部位连接有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与连接杆连接，所述连接杆端部对称两侧分别设置一个横向检测头；所述升降气缸能够带动两个横向检测头上下运动，所述进料口和出料口分别通过能够升降的进料口密封板和出料口密封板连接；

所述抽真空装置，包括：抽真空管道，所述抽真空管道的一端与检测室壳体连通，另一端与抽真空器连接；

所述进料机构，包括：进料架、进料辊以及进料输送带、进料电机，所述进料辊为多个，其水平间隔设置在进料架的上端面上，其两端的辊轴与进料架滑动连接，能够旋转，多个所述进料辊通过进料输送带传动连接，位于一端的一个进料辊的辊轴与所述进料电机通过传动带相连接；

所述出料机构，包括：出料架和出料辊，所述出料架上端面倾斜设置，其斜向间隔设置有多个出料辊，所述出料辊的辊轴与出料架滑动连接。

其中，所述进料口的外侧设置有保护网罩。

其中，所述进料架的一侧设置有辅助进料机构，所述辅助进料机构，包括：斜向上料架，所述斜向上料架斜向间隔设置有多个上料辊，所述上料辊的辊轴与上料架滑动连接。

其中，所述内输送带、进料带以及出料带均与进料口和出料口的下端面齐平。

其中，两个纵向激光检测头对称设置，所述两个横向杆的中心连线通过旋转盘的圆心。

其中，两个横向检测头的中心连线通过连接杆的轴线。

其中，所述进料口密封板和出料口密封板分别与设置在检测室壳体上的进料口电动推杆和出料口电动推杆连接，在电动推杆带动下能够上下移动。

其中，所述抽真空器为真空泵。

检测时，需要将车轮从车辆上拆下，并将轮胎从轮毂上扒下，对轮胎的内表面进行检测。其加载方式为对检测室抽真空。为了实现自动化检测，特别设计了轮胎的进出机构。

为了达到最快的检测速度，本方案设计为4检测头，且检测头可自动旋转方式。4个检测头中横向的2个用来检测内胎面，纵向的2个用来检测胎侧。

轮胎从进料机构进入检测室后，检测机构对准轮胎轴向中心线，然后向下伸至轮胎宽度方向的中心，这样，横向检测头就正对胎面中心区域；纵向检测头对准胎侧的中心区域。

检测周期开始后，检测头可检测所正对的区域内的缺陷。对轮胎进行真空加载，轮胎内部的缺陷在内部的大气压的改变而膨胀引起的表面的微小位移形变，通过激光剪切散斑干涉技术，对形变前后的两幅图的比较处理，就可将轮胎的内部缺陷检测出来，检测结果显示在电脑屏上。

在轮胎检测过程中，轮胎胎面部位按圆周360度分为12个扇区。当第1个区域检测完成后，旋转电机旋转30度，对第2个区域进行检测；然后再旋转30度，对第3个区域进行检测。由于横、纵检测头都是成对的，因此旋转5次，就完成了360度全周检测。

从进胎到出胎，就检测了胎面和一个胎侧。然后人工把轮胎翻转，再次进行一个周期检测，完成对另一个胎侧(第一次检测时面朝下的胎侧)的检测。也就是说，一条轮胎需要进行2个周期的检测。

需要说明的是，本申请中的检测头采用公开技术中的检测头结构，也可以采用如下的结构：

如图4所示，为本申请检测头机构的一种实施例，所述检测头机构包括激光照射单元、光学干涉单元和图像采集单元，

所述激光照射单元，包括：激光器以及反射镜、扩束镜，

所述光学干涉单元，包括：渥拉斯顿棱镜、1/4波片以及偏振片，

所述图像采集单元，包括：带C接口镜头、CCD，

通过激光器发出的激光束依次经过反射镜和扩束镜后，照射在轮胎的检测区域上，通过光学干涉单元接收轮胎检测区域上的反射光，反射光依次经过渥拉斯顿棱镜、1/4波片以及偏振片，然后，通过带C接口镜头、CCD转换为图像信息加以输出。

检测头机构是整个系统的核心部分。由“激光照射系统”、“光学干涉系统”和“图像采集系统”组成。它的主要功能是发出经过处理的均匀的激光束照射在轮胎的检测区域上，通过剪切光学系统接收轮胎检测区域上的反射光，转换为图像信息加以输出。所输出的图像信号输入到系统的计算机中，经过加载处理，就可以检测出所检区域内轮胎的内部缺陷。

检测头中实现剪切功能的光学方法为渥拉斯顿棱镜法。渥拉斯顿棱镜法属于波前分割剪切干涉法。这种剪切实现方案是利用了光的偏振和双折射现象。由两个用双折射材料制成直角棱镜粘合而成。所以渥拉斯顿棱镜法也称双折射棱镜加偏振镜片(Polarizer)的方法。使用渥拉斯顿棱镜的优点是光路和结构简单、防震要求低。

当一束光垂直入射到棱镜的前表面时，在后表面将形成两束互相分开的、振动方向互相垂直的平面偏振光。当光线入射到第一块棱镜后，寻常光(OrdinaryRay，O光)和非常光(Extraordinary Ray，E光)无折射地沿同一方向进行，但它们的速度不同。在进入第二块棱镜后，由于第二块棱镜的光轴垂直于第一块棱镜的光轴，故第一块棱镜的寻常光变为非常光，非常光变为寻常光。在两棱镜的界面上将分别以相对折射率n_e/n_o和n_o/n_e折射，结果两束光在第二块棱镜中分开，并在离开棱镜时将再次折射而形成按一定角度分开的偏振光，它们的振动方向互相垂直。这两束光互为参考光(Reference)和物光(Object)而干涉。但其振动方向互相垂直，所以需要在棱镜后加一块偏振片，其偏振轴和从渥拉斯顿棱镜输出的两束偏振光成45°角，从而可使这两束偏振光在偏振片的偏振轴方向上相干涉。

当棱镜顶角β不大时，两折射光束差不多对称出射，由渥拉斯顿棱镜折射出的两束光的夹角(剪切角)近似为：

α＝2arcsin[(n_o-n_e)tanβ]

式中，n_o－棱镜材料的寻常光的折射率；n_e－棱镜材料的非常光的折射率，β－棱镜的顶角。

物面近似剪切量为：S_o≈d_oα

式中，S_o－物面近似剪切量；d_o－物距；α－剪切角。

像面近似剪切量为：S_i≈d_iα

式中，S_i－像面近似剪切量；d_i－像距；α－剪切角。

通过上面的分析可以发现：当渥拉斯顿棱镜制作好以后，材料的折射率和棱镜的顶角都已经固定了，所以两束光的夹角也就是剪切角就固定了。因此，要调整剪切量时，需要移动渥拉斯顿棱镜的前后位置，以改变像距或物距。

在偏振相移技术中，激光器发出的光束经扩束镜扩束后，以接近垂直于被测物体表面的方向照明物体表面，物面漫反射的光通过错位镜分成正交偏振并互相分离的两束光。基于偏振的相移技术就是使相互干涉的两束光(物光和参考光)成正交偏振。

在物光与参考光合束后共同通过一个1/4波片，该1/4波片的快轴与物光及参考光偏振方向各成45度。错位镜提供了两个正交偏振的错位像，从而使两束光分别变成左旋和右旋圆偏振光。这时，旋转放在1/4波片后的检偏器任一角度，干涉条纹发生2倍于该角度的条纹相移。每转动偏振片，即实现的相移，具有精度高、相移快的特点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，包括：检测室、进料机构以及出料机构、抽真空装置，

所述检测室，包括：检测室壳体以及设置在检测室壳体内部的内输送机构以及检测机构，所述检测室壳体为密封结构，其相对应的两侧分别设置有进料口和出料口，所述内输送机构包括内输送架、内输送架驱动电机以及内输送辊，所述内输送辊为多个，其水平间隔设置在内输送架的上端面上，其两端的辊轴与内输送架滑动连接，多个所述内输送辊通过内输送带传动连接，位于一端的一个内输送辊的辊轴与所述内输送架驱动电机通过传动带相连接；所述内输送架上设置有n型检测架，所述n型检测架下端连接有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与圆形旋转盘上端面的中心部位连接，旋转盘的两侧分别通过一根横向杆与一个纵向激光检测头连接，所述旋转盘下端面的中心部位连接有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与连接杆连接，所述连接杆端部对称两侧分别设置一个横向检测头；所述进料口和出料口分别通过能够升降的进料口密封板和出料口密封板连接；

所述抽真空装置，包括：抽真空管道，所述抽真空管道的一端与检测室壳体连通，另一端与抽真空器连接；

所述进料机构，包括：进料架、进料辊以及进料输送带、进料电机，所述进料辊为多个，其水平间隔设置在进料架的上端面上，其两端的辊轴与进料架滑动连接，多个所述进料辊通过进料输送带传动连接，位于一端的一个进料辊的辊轴与所述进料电机通过传动带相连接；

所述出料机构，包括：出料架和出料辊，所述出料架上端面倾斜设置，其斜向间隔设置有多个出料辊，所述出料辊的辊轴与出料架滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，所述进料口的外侧设置有保护网罩。

3.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，所述进料架的一侧设置有辅助进料机构，所述辅助进料机构，包括：斜向上料架，所述斜向上料架斜向间隔设置有多个上料辊，所述上料辊的辊轴与上料架滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，所述内输送带、进料带以及出料带均与进料口和出料口的下端面齐平。

5.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，两个纵向激光检测头对称设置，所述两个横向杆的中心连线通过旋转盘的圆心。

6.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，两个横向检测头的中心连线通过连接杆的轴线。

7.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，所述进料口密封板和出料口密封板分别与设置在检测室壳体上的进料口电动推杆和出料口电动推杆连接，在电动推杆带动下能够上下移动。

8.根据权利要求1所述的一种固定式车辆轮胎激光快速无损检测设备，其特征在于，所述抽真空器为真空泵。