CN212030465U - 汽车车轮双胎侧形变智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本涉及一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统及方法。系统包括：上位机、STM主控制器、电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ、滚筒试验台和测量装置总成，测量装置总成为两组，对称布置，车身平台装在导轨底座上的V形导轨上，V形导轨的一端装有摄像机；蜗轮蜗杆机构的蜗轮轴两端装有配重盘和升降臂，升降臂一端装有激光位移传感器，两组测量装置总成的激光位移传感器对射，激光位移传感器由电机Ⅰ通过蜗轮蜗杆驱动升降；滚珠丝杠副由电机Ⅰ驱动带动车身平台沿V形导轨移动，使车身平台上的摄像机进入测量状态。本针对车轮双侧胎侧形变无法同时准确检测问题，具有免拆装、检测效率高、测量结果准确的特点。

Description

汽车车轮双胎侧形变智能检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种车辆智能检测领域的检测设备，特别是涉及一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统及方法。

背景技术

轮胎是汽车的行走部件，与地面接触，支撑起整车的质量。在汽车安全技术日渐完善的今天，由轮胎问题引发的交通事故显得愈加突出，最常见的轮胎问题就是胎侧位置发生爆胎。引起爆胎的因素是多方面的，本质是胎侧部分受力产生的形变量大于自身承载强度。目前，已知的有关轮胎检测设备的检测项目包括检测胎面损坏、帘布层钢丝断裂、胎压等，过程中需要拆卸车轮，较为繁琐，大多面向轮胎生产线，不适合汽车检测线。为了预防爆胎的发生，需要定期对轮胎进行检测，尤其是胎侧位置，而在汽车检测线中针对汽车胎侧的检测主要以人工外观检测为主，误差较大，而且由于车轮里侧的胎侧受到底盘离地间隙小的限制观察测量不便，往往被忽略。因此，为了能够免拆卸、快速准确地检测出汽车车轮双侧胎侧的形变量，具体来说是检测车轮轮胎接触地面后车轮两侧的胎侧发生形变的凸起程度，设计一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统十分必要。

实用新型内容

本实用新型针对行驶中的汽车车轮双侧胎侧形变无法同时进行准确检测的问题，提供了一种免拆装、检测效率高、测量结果准确可靠的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统。本实用新型由上位机、STM主控制器、电机控制器、滚筒试验台总成以及测量装置总成等部分组成，通过运行上位机检测程序可使测量装置总成上的激光位移传感器位置自动调整并向同一车轮的两侧胎侧形变位置发射点激光，以及实现滚筒试验台总成上的滚筒自动运转来模拟汽车路面行驶，将传感器所采集到的信息经上位机处理后，显示出连续的位移与形变量的曲线图，并输出胎侧形变的检测结果。

参阅图1至图25，为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。

一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，包括：上位机、STM主控制器、电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ、滚筒试验台和测量装置总成，所述测量装置总成为两组，对称布置在被测轮胎两侧，每组测量装置总成，包括：车身平台、装在车身平台上的蜗轮蜗杆机构和滚珠丝杠副；所述车身平台装在导轨底座上的V形导轨上，V形导轨的一端装有摄像机；所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮轴两端装有配重盘和升降臂，升降臂一端装有激光位移传感器，两组测量装置总成的激光位移传感器对射，所述激光位移传感器由电机Ⅰ通过蜗轮蜗杆驱动升降；所述滚珠丝杠副由电机Ⅰ驱动带动车身平台沿V形导轨移动，使车身平台上的摄像机进入测量状态。

进一步地，所述滚筒试验台，包括：长短滚筒、电机Ⅱ、滚筒平台和滚筒试验台底座，所述长短滚筒嵌入滚筒试验台底座上的轴承座内，通过轴承座上盖固定，所述电机Ⅱ通过电机平台固定在滚筒试验台底座上，并通过弹性柱销联轴器驱动长滚筒转动，所述短滚筒与长滚筒中间留有间隙，短滚筒对长滚筒起支撑作用，所述滚筒平台固定安装于长滚筒上方，使长滚筒圆柱面露出滚筒平台矩形通孔上表面一定高度。

进一步地，所述导轨底座通过螺栓固定在滚筒平台上的矩形通孔的一端，摄像机支架通过螺栓固定在导轨底座前端，摄像机通过摄像机调整座固定在摄像机支架上。

进一步地，所述车身平台通过两侧车轮装在V形导轨上，所述车轮位于上下V形导轨之间，下V形导轨对称固定在导轨底座的两侧，上V形导轨对称固定在Z形框架上，Z形框架固定在导轨底座两侧。

进一步地，所述滚珠丝杠副的丝杠螺母嵌入车身平台中间的圆形通孔内，并固定在车身平台上；所述丝杆两端通过轴承装在导轨底座两端的矩形凸台上，所述丝杆由一端的电机Ⅰ通过相互啮合的大小径齿轮驱动旋转，车身平台随丝杆旋转沿V形导轨在导轨底座上移动；所述电机Ⅰ通过电机底座固定在导轨底座端部。

进一步地，所述蜗轮蜗杆机构中的蜗轮蜗杆分别通过轴承安装在车身平台的横向轴承座和纵向的轴承座内，蜗轮两侧阶梯轴上分别套装有配重盘和升降臂，并通过销钉固定，所述激光位移传感器通过激光位移传感器固定框安装在升降臂端部，配重盘用于平衡另一侧的质量，升降臂由电机通过蜗轮蜗杆控制使激光位移传感器升降。

进一步地，所述导轨底座矩形凸台上分别对称装有限位传感器，与限位传感器同侧的车身平台的轴承座侧面也装有限位传感器，与限位传感器同侧的车身平台表面装有2个矩形挡片，挡片用于遮挡导轨底座矩形凸台上的限位传感器，使车身平台的运动停止；所述配重盘由钢制圆盘和空心圆柱组成，圆盘内侧表面设置有钢制弧形挡片，用于遮挡车身平台的限位传感器使升降臂的运动停止，空心圆柱固定在蜗轮轴端。

进一步地，所述上位机与STM主控制器通过CAN总线连接，2个电机控制器Ⅰ、1个电机控制器Ⅱ、2个激光位移传感器、6个限位传感器以及1个摄像机分别与STM主控制器通过信号线连接，电机控制器Ⅱ与电机Ⅱ通过信号线连接，2个控制车身平台的电机Ⅰ通过并联由一个电机控制器Ⅰ同步控制，2个控制升降臂的电机Ⅰ通过并联由另一个电机控制器Ⅰ同步控制。

技术方案中所述的上位机为安装有自动检测所需程序的计算机，可进行自动模式和手动模式操作。所述自动检测程序可以自编或采用现有程序，不属于本技术方案保护之列。

技术方案中所述的STM主控制器为STM32系列产品，具有数据采集、信息传输、信息存储、信息分析等功能。

技术方案中所述的电机控制器Ⅰ为步进伺服电机控制器、电机控制器Ⅱ为交流伺服电机控制器。

技术方案中所述的滚筒试验台底座为由钢板制成的整体零件，表面加工有1个长方体电机平台，4个轴承座。

技术方案中所述的长滚筒和短滚筒皆为钢板和阶梯轴制成，其中长滚筒直径远小于汽车车轮直径，短滚筒直径小于长滚筒直径，阶梯轴与滚筒通过焊接固定在一起且两滚筒阶梯轴上皆装配有轴承。

技术方案中所述的电机Ⅰ为步进伺服电机、电机Ⅱ为永磁同步电动机。

技术方案中所述的滚筒平台为矩形钢板焊接制成的板件，中间位置横向加工有矩形通孔，两端位置设置有斜坡，便于被测汽车通行。

技术方案中所述的导轨底座由矩形钢板加工制成，表面加工有若干螺纹孔和圆形通孔。在两端分别加工有长方体凸台，凸台中间加工有圆形通孔，在圆形通孔的同一侧分别加工有凹槽。

技术方案中所述的摄像机支架为L形零件，由钢板和方钢制成，下端钢板表面加工有2 个圆形通孔，上端钢板表面加工有4个圆形通孔，直角处加工有肋板。

技术方案中所述的摄像机调整座由矩形钢板制作而成，两端面分别加工有4个圆形通孔和1个圆形通孔。

技术方案中所述的摄像机为高清工业相机。

技术方案中所述的车轮为钢板和轴承钢制成的圆盘中间焊接有阶梯轴的零件。

技术方案中所述的车身平台由长方体钢块和矩形钢板加工制成整体零件，长方体钢块中心加工有大径圆形通孔，通孔一端表面加工有用于连接的螺纹孔，长方体侧面加工有4个可以镶嵌轴承的筒，长方体上表面加工有4个轴承座和1个带有圆形通孔的矩形凸台。

技术方案中所述的滚珠丝杠副的丝杠轴的一端加工有阶梯轴和键槽，另一端为光轴。

技术方案中所述的V形导轨由矩形钢板制成的板件，表面设置有凹槽并在两侧加工有若干圆形通孔。

技术方案中所述的Z形框架由矩形钢板焊接制成，表面加工有若干圆形通孔。

技术方案中所述的大径齿轮和小径齿轮为直齿圆柱齿轮，模数、压力角相同，相互啮合。

技术方案中所述的蜗轮中心加工有阶梯轴，轴两端加工有圆形通孔。蜗杆一端设置有阶梯轴，轴上加工有键槽，另一端为光轴。

技术方案中所述的配重盘由钢制圆盘和空心圆柱制成，表面设置有钢制弧形挡片，空心圆柱侧面加工有一个圆形通孔。

技术方案中所述的升降臂为杆形零件，一端设置有空心圆柱，圆柱上加工有圆形通孔，另一端加工有用于连接的圆形通孔。

技术方案中所述的限位传感器为U型槽型微型光电开关。

汽车车轮双胎侧形变智能检测系统检测方法的具体步骤如下：

步骤一：摄像机和激光位移传感器相关位置坐标的标定

选择导轨底座二维坐标系作为全局坐标系，电机Ⅰ控制蜗轮阶梯轴旋转的角度θ，电机Ⅰ控制蜗轮阶梯轴水平位置X，摄像机捕捉的十字标记点位置为：Y1,Z1,激光位移传感器的位置为：Y2,Z2，纵向固定高度为B，升降臂固定长度为A，则激光位移传感器的位置关系为:

Y2＝X+A·Cosθ

Z2＝B+A·Sinθ

两个激光位移传感器对射，测定距离2L，其中L为两个激光位移传感器之间的距离；

步骤二：胎侧形变数据采集

待测车轮位于长滚筒上,在车轮胎侧距离最低点三分之一高位置采样点标记为第一个十字标记点，此位置视为尚未发生胎侧形变位置；

在轮胎与滚筒接触位置胎侧采样点标记第二个十字标记点，上位机启动，在自动模式下，摄像机捕捉第一个十字标记点位置，使Y2＝Y1、Z2＝Z1，则两个激光位移传感器同步运动至采样点位置，点激光照射在胎侧，分别采集到距离数据M0和N0作为对照数据组；

然后，激光位移传感器运动至摄像机捕捉到的第二个十字标记点坐标位置，长滚筒带动车轮转动一周后停止，激光位移传感器在当前位置连续采集到数据组(M1，N1)、(M2，N2)、 (M3，N3)、…、(Mi，Ni)，并在上位机窗口显示出位移与形变量的曲线图；

步骤三：双胎侧形变量计算

首先将无效数据剔除，即将Mi<M0或Ni<N0的数据组舍弃，因为胎侧形变发生后的距离值大于形变前的距离值；

双胎侧的形变量为：

Hi＝L-Mi-Ni-D，其中D为轮胎标准气压下的宽度值；

将形变量Hi与设定的标准阈值比较，若小于标准阈值，则上位机显示胎侧形变正常，结束检测，若大于标准阈值则进行步骤四；

步骤四：胎侧形变量数据离散程度判断和结果输出

有效数据胎侧形变量Hi的平均值为

其中，n为有效数据组的个数；

有效数据胎侧形变量Hi的标准差为

将S与设定的标准阈值比较，若大于标准阈值范围，意味着胎侧各位置整体上形变量过大，则在上位机窗口显示胎压异常；若在标准阈值范围内，表示局部点形变量大，上位机窗口显示胎侧形变危险，根据位移和形变量曲线的数据，在上位机窗口绘制出曲线圆，圆代表胎侧，并标示出形变量超出阈值的位置，即危险点位置，以便于进一步检测或者更换安全轮胎。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统自动检测，与胎侧无接触远距离检测，避免了摩擦产生的影响，检测速度快，结果准确可靠。

2.本实用新型所述的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统克服了汽车底盘离地间隙小的难题，在不拆卸车轮情况下，模拟路面行驶条件，实现对同一车轮内侧和外侧的双胎侧形变的动态检测。

3.本实用新型所述的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统可实时生成胎侧形变量和胎侧位置间的变化曲线，标注出胎侧异常危险点的位置，便于进一步检测。

附图说明

图1是本实用新型所述的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统的工作状态的等轴测视图；

图2是本实用新型所述的滚筒平台、长滚筒和测量装置总成结构关系的等轴测视图；

图3是本实用新型所述的滚筒平台和长滚筒的等轴测视图；

图4是本实用新型所述的滚筒试验台总成的等轴测视图；

图5是本实用新型所述的测量装置总成的等轴测视图；

图6是本实用新型所述的导轨底座的等轴测视图；

图7是本实用新型所述的摄像机、摄像机调整底座和摄像机支架结构关系的等轴测视图；

图8是本实用新型所述的摄像机调整底座的等轴测视图；

图9是本实用新型所述的测量装置总成的横剖构造示意图；

图10是本实用新型所述的车轮的等轴测视图；

图11是本实用新型所述的车身平台的等轴测视图；

图12是本实用新型所述的滚珠丝杠副的丝杠轴和丝杠螺母等轴测视图；

图13是本实用新型所述的V形导轨的等轴测视图；

图14是本实用新型所述的Z形框架的等轴测视图；

图15是本实用新型所述的大径齿轮的等轴测视图；

图16是本实用新型所述的小径齿轮的等轴测视图；

图17是本实用新型所述的车身平台、车轮、电机Ⅰ、蜗轮蜗杆、配重盘、升降臂、激光位移传感器固定框、激光位移传感器和挡片的等轴测视图；

图18是本实用新型所述的蜗轮、蜗杆的等轴测视图；

图19是本实用新型所述的配重盘的等轴测视图；

图20是本实用新型所述的升降臂的等轴测视图；

图21是本实用新型所述的激光位移传感器的等轴测视图；

图22是本实用新型所述的激光位移传感器固定框的等轴测视图；

图23是本实用新型所述的限位传感器的等轴测视图；

图24是本实用新型所述的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统的结构组成示意图；

图25是本实用新型所述的汽车车轮双胎侧形变智能检测系统的逻辑分析流程图。

图中：1.上位机，2.STM主控制器，3.电机控制器Ⅰ，4.电机控制器Ⅱ，5.滚筒试验台底座，6.轴承座，7.轴承座上盖，8.电机平台，9.电机Ⅱ，10.弹性柱销联轴器，11.长滚筒，12.短滚筒，13.滚筒平台，14.导轨底座，15.摄像机支架，16.摄像机调整座，17.摄像机，18.Z形框架，19.V形导轨，20.车身平台，21.车轮，22.蜗轮,23.蜗杆，24.电机Ⅰ，25. 升降臂，26.配重盘，27.激光位移传感器固定框，28.激光位移传感器，29.丝杠轴，30.丝杠螺母，31.小径齿轮，32.大径齿轮，33.电机底座34.限位传感器，35.矩形挡片，36.弧形挡片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述：

参阅图1至图25，一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统包括：上位机1、STM主控制器2、电机控制器Ⅰ3、电机控制器Ⅱ4、滚筒试验台底座5、轴承座6、轴承座上盖7、电机平台8、电机Ⅱ9、弹性柱销联轴器10、长滚筒11、短滚筒12、滚筒平台13、导轨底座14、摄像机支架15、摄像机调整座16、摄像机17、Z形框架18、V形导轨19、车身平台20、车轮21、蜗轮22、蜗杆23、电机Ⅰ24、升降臂25、配重盘26、激光位移传感器固定框27、激光位移传感器28、丝杠轴29、丝杠螺母30、小径齿轮31、大径齿轮32、电机底座33、限位传感器34、矩形挡片35和弧形挡片36。

滚筒试验台底座5为由钢板制成的整体零件，表面加工有1个长方体电机平台8，4个轴承座6。长滚筒11和短滚筒12皆为钢板和阶梯轴制成，其中长滚筒11直径远小于汽车车轮直径，短滚筒12直径小于长滚筒11直径，阶梯轴与滚筒通过焊接固定在一起且两滚筒阶梯轴上皆装配有轴承。滚筒试验台底座5水平置于装配区地面上并进行固定，分别将短滚筒12和长滚筒11嵌入在滚筒试验台底座5上的4个轴承座6内，轴承座上盖7与轴承座6 通过螺纹连接将短滚筒12和长滚筒11固定，短滚筒12与长滚筒11中间留有间隙，当长滚筒11中间形变挠度过大，短滚筒12起支撑作用。电机Ⅰ24为步进伺服电机、电机Ⅱ9为永磁同步电动机。电机Ⅱ9通过螺纹连接固定在电机平台8上，并通过弹性柱销联轴器10与长滚筒11固定联接。滚筒平台13为矩形钢板焊接制成的板件，中间位置横向加工有矩形通孔，两端位置设置有斜坡，便于被测汽车通行。滚筒平台13固定安装于长滚筒11上方，使长滚筒11圆柱面露出滚筒平台13矩形通孔上表面一定高度，将滚筒平台13固定在地面上。导轨底座14由矩形钢板加工制成，表面加工有若干螺纹孔和圆形通孔。在两端分别加工有长方体凸台，凸台中间加工有圆形通孔，在圆形通孔的同一侧分别加工有凹槽。使导轨底座 14置于滚筒平台13上矩形通孔的一端，通过螺栓连接将导轨底座14固定在滚筒平台13上。摄像机支架15为L形零件，由钢板和方钢制成，下端钢板表面加工有2个圆形通孔，上端钢板表面加工有4个圆形通孔，直角处加工有肋板。摄像机支架15通过螺栓连接固定在导轨底座14前端。摄像机调整座16由矩形钢板制作而成，两端面分别加工有4个圆形通孔和 1个圆形通孔。摄像机调整座16与摄像机支架15使用螺栓连接固定，通过在二者中间添加垫片来改变摄像机调整座16的水平度。摄像机17为高清工业相机。摄像机17置于摄像机调整座16上，紧固螺栓自下而上穿过摄像机调整座16上的圆形通孔旋进摄像机17用于固定的螺纹孔内并拧紧固定。车轮21为钢板和轴承钢制成的圆盘中间焊接有阶梯轴的零件。车身平台20由长方体钢块和矩形钢板加工制成整体零件，长方体钢块中心加工有大径圆形通孔，通孔一端表面加工有用于连接的螺纹孔，长方体侧面加工有4个可以镶嵌轴承的筒，长方体上表面加工有4个轴承座和1个带有圆形通孔的矩形凸台。4个车轮21上的阶梯轴与车身平台20侧面镶嵌的轴承由过盈配合连接装配在一起。滚珠丝杠副的丝杠轴29的一端加工有阶梯轴和键槽，另一端为光轴。滚珠丝杠副的丝杠螺母30嵌入车身平台20中间的圆形通孔，与其小间隙配合，通过螺纹连接使丝杠螺母30固定在车身平台20上。V形导轨19 由矩形钢板制成的板件，表面设置有凹槽并在两侧加工有若干圆形通孔。Z形框架18由矩形钢板焊接制成，表面加工有若干圆形通孔。2个V形导轨19通过螺纹连接对称固定在导轨底座14的两侧，且导轨面朝上。2个V形导轨19通过螺纹连接分别固定在2个Z形框架 18上，且导轨面朝下。使4个车轮位于V形导轨19的轨道内，将2个Z形框架18通过螺纹连接固定在导轨底座14上，车轮21上边缘与Z形框架18上的V形导轨19留有小间隙，抑制车身平台20前后跳动。调整车身平台20位置，先在丝杠轴29上的阶梯轴处和导轨底座14一端的凸台凹槽内分别通过过盈配合装配一个轴承，而后将丝杠轴29与从导轨底座 14一端的矩形凸台中间的圆形通孔插入，旋入并继续穿过位于车身平台20上的丝杠螺母30，与导轨底座14另一端凸台中间安装的轴承内圈过盈配合，同时，丝杠轴29的轴端阶梯轴上的轴承嵌入导轨底座14凸台的凹槽内，与之过盈配合。大径齿轮32和小径齿轮31为直齿圆柱齿轮，模数、压力角相同，相互啮合。将大径齿轮32与丝杠轴29通过键槽连接。电机底座33通过螺纹连接固定在导轨底座14上。电机Ⅰ24置于电机底座33上，通过螺栓连接将电机Ⅰ24固定在电机底座33上。小径齿轮31与电机Ⅰ24主轴通过键槽连接，且小径齿轮31与大径齿轮32啮合在一起。蜗轮22中心加工有阶梯轴，轴两端加工有圆形通孔。蜗杆23一端设置有阶梯轴，轴上加工有键槽，另一端为光轴。蜗杆23两端通过过盈配合各装配有一个轴承，将蜗杆23嵌入在车身平台20上纵向的轴承座内，而蜗轮22两端的阶梯轴上通过过盈配合各装配有两个轴承，将蜗轮22嵌入在车身平台20的横向轴承座内，且与蜗杆23相互啮合，轴承座上盖与轴承座通过螺纹连接将蜗轮22蜗杆23固定在车身平台20上。电机Ⅰ24与车身平台20上带有圆形通孔的矩形凸台通过螺栓联接固定在一起，电机Ⅰ24主轴与蜗杆23键槽端通过法兰联接固定在一起。配重盘26由钢制圆盘和空心圆柱制成，表面设置有钢制弧形挡片36，空心圆柱侧面加工有一个圆形通孔。升降臂25为杆形零件，一端设置有空心圆柱，圆柱上加工有圆形通孔，另一端加工有用于连接的圆形通孔。配重盘26和升降臂25分别套装在蜗轮22两侧阶梯轴上，并通过销钉固定。通过螺栓连接将激光位移传感器28固定框固定在升降臂25的另一端。将激光位移传感器28置于激光位移传感器框27中，通过螺纹连接锁紧固定。配重盘26用于平衡另一侧的质量，升降臂25可使激光位移传感器28升高或降低。限位传感器34为U型槽型微型光电开关。2个限位传感器34通过螺纹连接对称固定在导轨底座14的两个矩形凸台上，1个限位传感器34通过螺纹连接固定在车身平台20的轴承座侧面位置，在被配重盘26的弧形挡片36遮挡时使升降臂25运动停止。2个矩形挡片35通过螺纹连接固定在与限位传感器34同侧的车身平台20表面。挡片用于遮挡限位传感器34，使车身平台20的运动停止。测量装置总成分两组，另一组的导轨底座14与本组相隔一定距离平行放置，且不装配摄像机17、摄像机调整座16和摄像机支架15，对换升降臂25和配重盘26装配位置，使两组测量装置总成的激光位移传感器28 对射。上位机1为安装有自动检测所需程序的计算机，可进行自动模式和手动模式操作。STM 主控制器2为STM32系列产品，具有数据采集、信息传输、信息存储、信息分析等功能。电机控制器Ⅰ3为步进伺服电机控制器、电机控制器Ⅱ4为交流伺服电机控制器。上位机1与 STM主控制器2通过CAN总线连接，2个电机控制器Ⅰ3、1个电机控制器Ⅱ4、2个激光位移传感器28、6个限位传感器34以及1个摄像机17分别与STM主控制器2通过信号线连接。电机控制器Ⅱ4与电机Ⅱ9通过信号线连接，2个控制车身平台20的电机Ⅰ24通过并联由一个电机控制器Ⅰ3同步控制，2个控制升降臂25的电机Ⅰ24通过并联由另一个电机控制器Ⅰ3同步控制。

汽车车轮双胎侧形变智能检测系统检测方法的详细步骤如下：

步骤一：汽车车轮双胎侧形变智能检测系统中摄像机17和激光位移传感器28相关位置坐标的标定。

选择导轨底座14二维坐标系作为全局坐标系。电机Ⅰ24控制蜗轮22阶梯轴旋转的角度θ，电机Ⅱ9控制蜗轮22阶梯轴水平位置X，摄像机17捕捉的十字Mark位置为Y1,Z1, 激光位移传感器28的位置为Y2,Z2，纵向固定高度为B，升降臂25固定长度为A，则激光位移传感器28的位置关系为

Y2＝X+A·Cosθ

Z2＝B+A·Sinθ

两个激光位移传感器28对射，测定距离2L，其中L为两个激光位移传感器28之间的距离。

步骤二：汽车车轮双胎侧形变智能检测系统检测方法的胎侧形变数据采集。

将待检测汽车在滚筒平台13固定，车身摆正，待测车轮位于长滚筒11上。在车轮胎侧距离最低点三分之一高位置采样点标记第一个十字Mark，此位置视为尚未发胎侧生形变位置。在轮胎与滚筒接触位置胎侧采样点标记第二个十字Mark，与第一个十字Mark不同。操作上位机1启动检测程序，自动模式下，摄像机17捕捉第一个十字Mark位置，使Y2＝Y1、 Z2＝Z1，则两个激光位移传感器28同步运动至采样点位置，点激光照射在胎侧，分别采集到距离数据M0和N0作为对照数据组。然后，激光位移传感器28运动至摄像机17捕捉到的第二个十字Mark坐标位置，长滚筒11带动车轮转动一周后停止，激光位移传感器28在当前位置连续采集到数据组(M1，N1)、(M2，N2)、(M3，N3)、…、(Mi，Ni)，并在上位机窗口显示出位移与形变量的曲线图。

步骤三：汽车车轮双胎侧形变智能检测系统检测方法的双胎侧形变量计算。

首先将无效数据剔除，即将Mi<M0或Ni<N0的数据组舍弃，因为胎侧形变发生后的距离值大于形变前的距离值。

双胎侧的形变量为

Hi＝L-Mi-Ni-D，其中D为轮胎标准气压下的宽度值。

将形变量Hi与设定的标准阈值比较，若小于标准阈值，则上位机显示胎侧形变正常，结束检测。若大于标准阈值则进行步骤四。

步骤四：汽车车轮双胎侧形变智能检测系统检测方法的胎侧形变量数据离散程度判断和结果输出。

有效数据胎侧形变量Hi的平均值为

其中，n为有效数据组的个数。

有效数据胎侧形变量Hi的标准差为

将S与设定的标准阈值比较，若大于标准阈值范围，意味着胎侧各位置整体上形变量过大，则在上位机窗口显示胎压异常；若在标准阈值范围内，表示局部点形变量大，上位机窗口显示胎侧形变危险，根据位移和形变量曲线的数据，在上位机窗口绘制出曲线圆，圆代表胎侧，并标示处形变量超出阈值的位置，即危险点位置，以便于进一步检测或者更换安全轮胎。

Claims (8)

1.一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，包括：上位机、STM主控制器、电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ、滚筒试验台和测量装置总成，其特征在于，所述测量装置总成为两组，对称布置在被测轮胎两侧，每组测量装置总成，包括：车身平台、装在车身平台上的蜗轮蜗杆机构和滚珠丝杠副；所述车身平台装在导轨底座上的V形导轨上，V形导轨的一端装有摄像机；所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮轴两端装有配重盘和升降臂，升降臂一端装有激光位移传感器，两组测量装置总成的激光位移传感器对射，所述激光位移传感器由电机Ⅰ通过蜗轮蜗杆驱动升降；所述滚珠丝杠副由电机Ⅰ驱动带动车身平台沿V形导轨移动，使车身平台上的摄像机进入测量状态。

2.根据权利要求1所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述滚筒试验台，包括：长短滚筒、电机Ⅱ、滚筒平台和滚筒试验台底座，所述长短滚筒嵌入滚筒试验台底座上的轴承座内，通过轴承座上盖固定，所述电机Ⅱ通过电机平台固定在滚筒试验台底座上，并通过弹性柱销联轴器驱动长滚筒转动，所述短滚筒与长滚筒中间留有间隙，短滚筒对长滚筒起支撑作用，所述滚筒平台固定安装于长滚筒上方，使长滚筒圆柱面露出滚筒平台矩形通孔上表面一定高度。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述导轨底座通过螺栓固定在滚筒平台上的矩形通孔的一端，摄像机支架通过螺栓固定在导轨底座前端，摄像机通过摄像机调整座固定在摄像机支架上。

4.根据权利要求1或2所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述车身平台通过两侧车轮装在V形导轨上，所述车轮位于上下V形导轨之间，下V形导轨对称固定在导轨底座的两侧，上V形导轨对称固定在Z形框架上，Z形框架固定在导轨底座两侧。

5.根据权利要求1或2所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述滚珠丝杠副的丝杠螺母嵌入车身平台中间的圆形通孔内，并固定在车身平台上；所述滚珠丝杠副的丝杆两端通过轴承装在导轨底座两端的矩形凸台上，所述丝杆由一端的电机Ⅰ通过相互啮合的大小径齿轮驱动旋转，车身平台随丝杆旋转沿V形导轨在导轨底座上移动；所述电机Ⅰ通过电机底座固定在导轨底座端部。

6.根据权利要求1或2所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构中的蜗轮蜗杆分别通过轴承安装在车身平台的横向轴承座和纵向的轴承座内，蜗轮两侧阶梯轴上分别套装有配重盘和升降臂，并通过销钉固定，所述激光位移传感器通过激光位移传感器固定框安装在升降臂端部，配重盘用于平衡另一侧的质量，升降臂由电机通过蜗轮蜗杆控制使激光位移传感器升降。

7.根据权利要求5所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述导轨底座矩形凸台上分别对称装有限位传感器，与限位传感器同侧的车身平台的轴承座侧面也装有限位传感器，与限位传感器同侧的车身平台表面装有2个矩形挡片，挡片用于遮挡导轨底座矩形凸台上的限位传感器，使车身平台的运动停止；所述配重盘由钢制圆盘和空心圆柱组成，圆盘内侧表面设置有钢制弧形挡片，用于遮挡车身平台的限位传感器使升降臂的运动停止，空心圆柱固定在蜗轮轴端。

8.根据权利要求1所述的一种汽车车轮双胎侧形变智能检测系统，其特征在于，所述上位机与STM主控制器通过CAN总线连接，2个电机控制器Ⅰ、1个电机控制器Ⅱ、2个激光位移传感器、6个限位传感器以及1个摄像机分别与STM主控制器通过信号线连接，电机控制器Ⅱ与电机Ⅱ通过信号线连接，2个控制车身平台的电机Ⅰ通过并联由一个电机控制器Ⅰ同步控制，2个控制升降臂的电机Ⅰ通过并联由另一个电机控制器Ⅰ同步控制。

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