CN212779126U - 一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备 - Google Patents
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Abstract
一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，属于机动车安全性能检验技术领域。其特征在于：包括主机架，在主机架的前侧安装激光移动测距功能组，在主机架的中部设置轮胎定位装置；所述激光移动测距功能组包括激光移动驱动装置和单点激光单元，单点激光单元通过激光移动驱动装置安装在主机架上；所述单点激光单元包括单点激光发生器和激光测距数据储存器；所述轮胎定位装置包括至少两个V型定位板，所述各个V型定位板左右并排设置在主机架的中部。本实用新型能够通过单点激光扫描记录激光单元至车轮面的实时扫描距离，并输入存储到计算机，采集数据准确，适宜应用于轮胎状态的数据采集作业。
Description
技术领域
本实用新型属于机动车安全性能检验技术领域，具体涉及一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备。
背景技术
现有技术中，机动车轮胎花纹深度自动测量仪采用线激光或图像分析两种技术形式进行测量，根据机动车安全性能检验领域相关国家标准中关于轮胎花纹深度的测量要求可知：测量精度需不大于0.1mm、且有效测量宽度需达到500mm以上，同时满足此测量精度和线激光宽度要求的线激光器价格昂贵，这导致采用线激光技术的机动车轮胎花纹深度自动测量仪成本非常高；图像分析测量技术受照明视场噪声、热电子噪声、CCD性能、镜头畸变、量化误差、帧存与CCD不同步、温度、视频馈线等的影响难以达到测量精度要求。
此外，由于轮胎在行驶中难免积聚泥土污垢，如果在测量轮胎花纹深度之前不做有效清理的话，势必影响测量的准确度。
鉴于此，申请人设计了本装置，能够通过单点激光扫描记录激光单元至车轮面的实时扫描距离，并输入存储到计算机，以便后续数据分析使用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，能够通过单点激光扫描记录激光单元至车轮面的实时扫描距离，并输入存储到计算机。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：包括主机架，在主机架的前侧安装激光移动测距功能组，在主机架的中部设置轮胎定位装置；
所述激光移动测距功能组包括激光移动驱动装置和单点激光单元，单点激光单元通过激光移动驱动装置安装在主机架上；所述单点激光单元包括单点激光发生器和激光测距数据储存器；所述单线激光发生器通过数据传输线路连接激光测距数据储存器，所述单线激光发生器能够将采集到的激光数据存储到激光测距数据储存器中，每个轮胎对应生成一组轮胎花纹深度距离数据组；
所述轮胎定位装置包括至少两个V型定位板，所述各个V型定位板左右并排设置在主机架的中部；在主机架左侧的前端和后端分别设置左前红外电开关和左后红外电开关，在主机架右侧的前端和后端分别设置右前红外电开关和右后红外电开关；
还包括轮胎测量部清洗装置，所述轮胎测量部清洗装置安装在主机架上。
优选的，所述轮胎定位装置包括左轮V型定位板和右轮V型定位板，所述左轮V型定位板和右轮V型定位板分别安装在主机架中部的左右两侧。
优选的，所述激光移动测距功能组的数量为两组，分别安装在主机架前端的左侧和右侧。
优选的，所述激光移动驱动装置包括直线模组、拖链和激光单元安装支架，所述直线模组包括皮带驱动结构、直线滑轨和滑块，所述滑块通过皮带驱动结构安装在直线滑轨上，皮带驱动结构能够带动滑块沿直线滑轨往复移动；单点激光单元通过激光单元安装支架安装在滑块上，单点激光单元和直线模组的电线穿装在拖链内。
优选的，所述激光移动驱动装置还包括旋转驱动装置，旋转驱动装置和单点激光单元通过激光单元安装架安装在滑块上，单点激光单元连接旋转驱动装置，旋转驱动装置能够带动单项激光单元做扇形往复摆动。
优选的，所述旋转驱动装置为旋转步进电机。
优选的，所述左V型定位板和右V型定位板均包括夹角为120-160度的V型金属折板或V型坡块。
优选的，所述主机架为上端敞口的中空立方箱体，所述激光移动测距功能组安装在箱体内的前侧部底板上，左轮V型定位板和右轮V型定位板分别通过左支撑台和右支撑台安装在箱体内的中后部底板上；在箱体的上部左侧和右侧分别设置左边条和右边条，所述左前红外电开关和左后红外电开关分别安装在左边条的前端和后端，所述右前红外电开关和右后红外电开关分别安装在右边条的前端和后端。
优选的，在箱体的上部前侧设置前边条，所述轮胎测量部清洗装置包括伸缩折架和清洗头，所述清洗头通过伸缩折架安装在前边条上；
所述伸缩折架包括安装底座、第一折杆和第二折杆，所述安装底座安装在前边条上，第一折杆的一端通过第一阻尼转轴铰接在安装底座上，第一折杆的另一端通过第二阻尼转轴铰接连接第二折杆的一端，第二折杆的另一端安装清洗头；所述清洗头包括防水罩、旋转喷水刷头、高压供水管和旋转驱动装置，所述防水罩包括前罩和后安装管，前罩和后安装管同轴固定为一体，所述旋转刷头包括中空的前刷头和后旋管，前刷头为前端封闭的中空管体，在前刷头上开设若干个喷水孔，在前刷头的外周设置多簇刷毛，前刷头的后端同后旋管联通并固定为一体，所述后旋管的前端外周设置安装凸环，在后安装管的内周壁上设置环形安装槽，所述后旋管通过安装凸环以能够围绕中轴旋转的方式插装固定在环形安装槽内；在后旋管的后端外周套装被动齿轮；在后旋管的中部与后安装管的内壁之间套装至少一个旋转轴承；在后安装管的上部固定旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括驱动电机和主动齿轮，所述驱动电机的电机轴连接主动齿轮，在后安装管上开设驱动插孔，所述主动齿轮插入驱动插孔内并与被动齿轮相啮合，当驱动电机带动主动齿轮转动时，主动齿轮能够通过从动齿轮带动旋转刷头转动；所述高压供水管的插入端外周设置环形凸缘，在后旋管的内壁上开设环形凸缘插槽，所述高压供水管的插入端插装在后旋管内，环形凸缘设置在环形凸缘插槽内；后安装管的后端开设水管穿出孔，所述高压供水管的外伸端向后穿出水管穿出孔后联通高压水源；在高压供水管和后旋管之间设置至少一个密封圈。
优选的，所述轮胎测量部清洗装置还包括防水盖板，在前边条的后侧设置前挡沿，在左支撑台和右支撑台的前侧设置后挡沿，所述防水盖板密封扣合在前挡沿和后挡沿之间。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
由于轮胎在使用过程中，一般外轮圈呈环形均匀磨损状，快速确定轮胎的磨损程度并不需要对全轮进行立体扫描，而是取外轮周一段母线的线形数据即可。鉴于此，申请人设计的轮胎花纹深度自动测量设备通过激光动作装置带动单点激光探头的移动或旋转实现轮胎花纹深度测量，代替了结构复杂昂贵的线形激光探头，在满足测量精度要求的前提下，极大的降低了产品成本。
本实用新型采用两种数据采集方式，一种方式为直线往复式激光扫描测距，能够垂直测得一条水平母线不同部位的深浅数据，后续可由采样计算系统完成对取样结果的分析并计算轮胎花纹深度；另一种为直线往复扫描结合扇形摆动式激光测距，能够更加快速的得到同一水平直线上轮胎花纹的深浅数据，后续将数据利用采样计算系统结合激光数据和位移、角度数据完成对取样结果的分析并计算轮胎花纹深度。采样人员可根据实际需求，灵活选取测量方式。
此外，为防止待测的轮胎花纹内积存淤泥污垢，影响测量精度，本实用新型特配合设计轮胎测量部清洗装置，能够利用旋转刷毛及高压水的助力，冲刷清洁待测轮胎面，适于实用，保证测得数据的准确性。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图；
图2是图1的A-A向结构示意图；
图3是图1的B-B向结构示意图；
图4是实施例一中激光移动测距功能组的结构示意图；
图5是图4的C向结构示意图；
图6是图5的D向结构示意图；
图7是实施例二的结构示意图；
图8是图7的E-E向结构示意图；
图9是图7的F-F向结构示意图；
图10是实施例二中激光移动测距功能组的结构示意图；
图11是实施例三的结构示意图；
图12是图11的G部放大图；
图中：1、主机架；1.1、左边条；1.2、前边条；1.3、右边条；1.4、底板；1.5、前边条；1.6、前挡沿；1.7、后挡沿；
2、激光移动测距功能组；2.1、单点激光单元；2.2、滑块；2.3、拖链；2.4、直线滑轨；2.5、激光单元安装支架；2.6、旋转步进电机；
3、轮胎定位装置；3.1、左前红外电开关；3.2、左后红外电开关；3.3、右后红外电开关；3.4、右前红外电开关；3.5、右轮V型定位板；3.6、左轮V型定位板；3.7、右支撑台；
4、轮胎；
5、轮胎测量部清洗装置；5.1、第二折杆；5.2、控位把手；5.3、第二阻尼转轴；5.4、第一折杆；5.5、第一阻尼转轴；5.6、安装底座；5.7、防水盖板；5.8、刷毛；5.9、喷水孔；5.10、安装凸环；5.11、后旋管；5.12、旋转轴承；5.13、被动齿轮；5.14、密封圈；5.15、后安装管；5.16、水管穿出孔；5.17、高压供水管；5.18、驱动电机；5.19、主动齿轮；5.20、环形安装槽；5.21、环形凸缘；5.22、防水罩；5.23、前刷头。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一
如图1、2和3所示，本实用新型所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，包括主机架，在主机架的前侧安装激光移动测距功能组，在主机架的中部设置轮胎定位装置。
所述轮胎定位装置包括至少两个V型定位板，所述各个V型定位板左右并排设置在主机架的中部；在主机架左侧的前端和后端分别设置左前红外电开关和左后红外电开关，在主机架右侧的前端和后端分别设置右前红外电开关和右后红外电开关。在本实施例中，所述轮胎定位装置包括左轮V型定位板和右轮V型定位板，所述左轮V型定位板和右轮V型定位板分别安装在主机架中部的左右两侧。所述左V型定位板和右V型定位板均包括夹角为120-160度的V型金属折板或V型坡块。
如图4、5和6所示，所述激光移动测距功能组包括激光移动驱动装置和单点激光单元，单点激光单元通过激光移动驱动装置安装在主机架上；所述单点激光单元包括单点激光发生器和激光测距数据储存器。所述单线激光发生器通过数据传输线路连接激光测距数据储存器，所述单线激光发生器能够将采集到的激光数据存储到激光测距数据储存器中，每个轮胎对应生成一组轮胎花纹深度距离数据组。
所述激光移动测距功能组的数量为两组，分别安装在主机架前端的左侧和右侧。所述激光移动驱动装置包括直线模组、拖链和激光单元安装支架，所述直线模组包括皮带驱动结构、直线滑轨和滑块，所述滑块通过皮带驱动结构安装在直线滑轨上，皮带驱动结构能够带动滑块沿直线滑轨往复移动；单点激光单元通过激光单元安装支架安装在滑块上，单点激光单元和直线模组的电线穿装在拖链内。
所述主机架为上端敞口的中空立方箱体，所述激光移动测距功能组安装在箱体内的前侧部底板上，左轮V型定位板和右轮V型定位板分别通过左支撑台和右支撑台安装在箱体内的中后部底板上；在箱体的上部左侧和右侧分别设置左边条和右边条，所述左前红外电开关和左后红外电开关分别安装在左边条的前端和后端，所述右前红外电开关和右后红外电开关分别安装在右边条的前端和后端。
对轮胎花纹深度进行测量时，令左、右车轮分别行驶至左轮V型定位板和右轮V型定位板上，当左后红外电开关和右后红外电开关被遮挡、且左前红外电开关和右前红外电开关未遮挡时则认为被测车轮到位。启动直线模组，驱动激光单元在直线模组上快速横向往复运动，运动过程中激光单元对轮胎被测面进行水平扫描取样，激光测得的数据可存储到激光测距数据储存器中，而后由采样计算系统完成对取样结果的分析并计算轮胎花纹深度。
实施例二
如图7、8 、9和10所示，所述激光移动驱动装置还包括旋转驱动装置，旋转驱动装置和单点激光单元通过激光单元安装架安装在滑块上，单点激光单元连接旋转驱动装置，旋转驱动装置能够带动单项激光单元做扇形往复摆动。所述旋转驱动装置为旋转步进电机。
对轮胎花纹深度进行测量时，令左右车轮分别行驶至左轮V型定位板和右轮V型定位板上，当左后红外电开关和右后红外电开关被遮挡、且左前红外电开关和右前红外电开关未遮挡时则认为被测车轮到位。启动直线模组，驱动激光单元在直线模组上快速横向往复运动，与此同时，旋转步进电机带动单点激光单元做扇形摆动，加快激光扫描速度，在此过程中激光单元对轮胎被测面进行扫描取样。测得的距离数据被存储到激光测距数据储存器中。得到的数据可利用采样计算系统结合激光数据和位移、角度数据完成对取样结果的分析并计算轮胎花纹深度。
本实施例的其余结构和使用方式同实施例一，不再赘述。
实施例三
如图11和12所示，本发明还包括轮胎测量部清洗装置，所述轮胎测量部清洗装置安装在主机架上。
在箱体的上部前侧设置前边条，所述轮胎测量部清洗装置包括伸缩折架和清洗头，所述清洗头通过伸缩折架安装在前边条上。
所述伸缩折架包括安装底座、第一折杆和第二折杆，所述安装底座安装在前边条上，第一折杆的一端通过第一阻尼转轴铰接在安装底座上，第一折杆的另一端通过第二阻尼转轴铰接连接第二折杆的一端，第二折杆的另一端安装清洗头；所述清洗头包括防水罩、旋转喷水刷头、高压供水管和旋转驱动装置，所述防水罩包括前罩和后安装管，前罩和后安装管同轴固定为一体，所述旋转刷头包括中空的前刷头和后旋管，前刷头为前端封闭的中空管体，在前刷头上开设若干个喷水孔，在前刷头的外周设置多簇刷毛，前刷头的后端同后旋管联通并固定为一体，所述后旋管的前端外周设置安装凸环，在后安装管的内周壁上设置环形安装槽，所述后旋管通过安装凸环以能够围绕中轴旋转的方式插装固定在环形安装槽内；在后旋管的后端外周套装被动齿轮；在后旋管的中部与后安装管的内壁之间套装至少一个旋转轴承；在后安装管的上部固定旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括驱动电机和主动齿轮，所述驱动电机的电机轴连接主动齿轮，在后安装管上开设驱动插孔，所述主动齿轮插入驱动插孔内并与被动齿轮相啮合，当驱动电机带动主动齿轮转动时，主动齿轮能够通过从动齿轮带动旋转刷头转动；所述高压供水管的插入端外周设置环形凸缘，在后旋管的内壁上开设环形凸缘插槽，所述高压供水管的插入端插装在后旋管内，环形凸缘设置在环形凸缘插槽内；后安装管的后端开设水管穿出孔，所述高压供水管的外伸端向后穿出水管穿出孔后联通高压水源；在高压供水管和后旋管之间设置至少一个密封圈。
所述轮胎测量部清洗装置还包括防水盖板，在前边条的后侧设置前挡沿，在左支撑台和右支撑台的前侧设置后挡沿，所述防水盖板密封扣合在前挡沿和后挡沿之间。
轮胎在被测量花纹深度之前，应先清洗纹路中积存的淤泥污垢，具体清洗过程如下：
先将防水盖板扣合在前挡沿和后挡沿之间，用以保护下方的激光移动驱动装置。手动握持安装在第二折杆上的控位把手，令防水罩的敞口端扣合在轮胎的被测部位，一并开启高压水源和驱动电机，令高压水顺由高压供水管从旋转刷头的前刷头的喷水孔喷出，同时驱动电机带动主动齿轮转动时，主动齿轮能够通过从动齿轮带动旋转刷头转动（高压供水管保持不动），刷毛在高压水的助力下冲刷清洗待测轮胎面，清洗完成后，关闭高压水源和驱动电机，手动移开清洗头即可。
本实施例的其余结构和使用方式同实施例一或二，不再赘述。
需要指出的是，本申请所述的专利方案其发明目的在于通过移动的激光测距装置测得轮胎花纹深浅的数据并存储起来，主旨是申请保护数据采集设备的各部件及其宏观连接方式，属于实用新型专利保护的范畴；而后续的数据分析或图像处理工作的方法可由技术人员自行选取，后续处理过程及方法并非本专利的发明点，更不是实现本案发明目的的必要技术手段，不再赘述，特此说明。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：包括主机架，在主机架的前侧安装激光移动测距功能组，在主机架的中部设置轮胎定位装置；
所述激光移动测距功能组包括激光移动驱动装置和单点激光单元，单点激光单元通过激光移动驱动装置安装在主机架上；所述单点激光单元包括单点激光发生器和激光测距数据储存器；所述单点激光发生器通过数据传输线路连接激光测距数据储存器；
所述轮胎定位装置包括至少两个V型定位板，所述各个V型定位板左右并排设置在主机架的中部；在主机架左侧的前端和后端分别设置左前红外电开关和左后红外电开关，在主机架右侧的前端和后端分别设置右前红外电开关和右后红外电开关；
还包括轮胎测量部清洗装置，所述轮胎测量部清洗装置安装在主机架上。
2.根据权利要求1所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述轮胎定位装置包括左轮V型定位板和右轮V型定位板，所述左轮V型定位板和右轮V型定位板分别安装在主机架中部的左右两侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述激光移动测距功能组的数量为两组，分别安装在主机架前端的左侧和右侧。
4.根据权利要求3所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述激光移动驱动装置包括直线模组、拖链和激光单元安装支架，所述直线模组包括皮带驱动结构、直线滑轨和滑块，所述滑块通过皮带驱动结构安装在直线滑轨上，皮带驱动结构能够带动滑块沿直线滑轨往复移动；单点激光单元通过激光单元安装支架安装在滑块上，单点激光单元和直线模组的电线穿装在拖链内。
5.根据权利要求4所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述激光移动驱动装置还包括旋转驱动装置，旋转驱动装置和单点激光单元通过激光单元安装架安装在滑块上，单点激光单元连接旋转驱动装置，旋转驱动装置能够带动单项激光单元做扇形往复摆动。
6.根据权利要求5所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述旋转驱动装置为旋转步进电机。
7.根据权利要求6所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述左V型定位板和右V型定位板均包括夹角为120-160度的V型金属折板或V型坡块。
8.根据权利要求7所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述主机架为上端敞口的中空立方箱体，所述激光移动测距功能组安装在箱体内的前侧部底板上，左轮V型定位板和右轮V型定位板分别通过左支撑台和右支撑台安装在箱体内的中后部底板上；在箱体的上部左侧和右侧分别设置左边条和右边条，所述左前红外电开关和左后红外电开关分别安装在左边条的前端和后端，所述右前红外电开关和右后红外电开关分别安装在右边条的前端和后端。
9.根据权利要求8所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：在箱体的上部前侧设置前边条，所述轮胎测量部清洗装置包括伸缩折架和清洗头，所述清洗头通过伸缩折架安装在前边条上；
所述伸缩折架包括安装底座、第一折杆和第二折杆，所述安装底座安装在前边条上，第一折杆的一端通过第一阻尼转轴铰接在安装底座上，第一折杆的另一端通过第二阻尼转轴铰接连接第二折杆的一端，第二折杆的另一端安装清洗头；所述清洗头包括防水罩、旋转喷水刷头、高压供水管和旋转驱动装置，所述防水罩包括前罩和后安装管，前罩和后安装管同轴固定为一体，所述旋转刷头包括中空的前刷头和后旋管，前刷头为前端封闭的中空管体，在前刷头上开设若干个喷水孔，在前刷头的外周设置多簇刷毛，前刷头的后端同后旋管联通并固定为一体，所述后旋管的前端外周设置安装凸环，在后安装管的内周壁上设置环形安装槽，所述后旋管通过安装凸环以能够围绕中轴旋转的方式插装固定在环形安装槽内；在后旋管的后端外周套装被动齿轮；在后旋管的中部与后安装管的内壁之间套装至少一个旋转轴承；在后安装管的上部固定旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括驱动电机和主动齿轮，所述驱动电机的电机轴连接主动齿轮，在后安装管上开设驱动插孔，所述主动齿轮插入驱动插孔内并与被动齿轮相啮合，当驱动电机带动主动齿轮转动时，主动齿轮能够通过从动齿轮带动旋转刷头转动；所述高压供水管的插入端外周设置环形凸缘，在后旋管的内壁上开设环形凸缘插槽，所述高压供水管的插入端插装在后旋管内，环形凸缘设置在环形凸缘插槽内；后安装管的后端开设水管穿出孔，所述高压供水管的外伸端向后穿出水管穿出孔后联通高压水源；在高压供水管和后旋管之间设置至少一个密封圈。
10.根据权利要求9所述的一种基于单点激光测量技术的轮胎花纹深度测量设备，其特征在于：所述轮胎测量部清洗装置还包括防水盖板，在前边条的后侧设置前挡沿，在左支撑台和右支撑台的前侧设置后挡沿，所述防水盖板密封扣合在前挡沿和后挡沿之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |