CN214149175U - 一种轮胎3d扫描设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮胎3D扫描设备，包括扫描平台和工业计算机，扫描平台的中部固设有用于支撑轮胎并驱使轮胎旋转的自动转毂，扫描平台的一端设有第一扫描模块，用于扫描轮胎胎面。扫描平台于自动转毂的两侧分别设有第二扫描模块，用于扫描轮胎侧面。第一扫描模块和第二扫描模块均控制连接有采集同步控制器，采集同步控制器与工业计算机通信连接。扫描平台与第二扫描模块之间设有调节装置，以调节初始扫描中心点。相比于现有技术，本实用新型可以同时扫描轮胎胎面和轮胎侧面，综合检查轮胎的磨损情况，使得用户清晰地认识到轮胎上存在的问题，为轮胎的进一步处理提供直观的理论依据。

Description

一种轮胎3D扫描设备

技术领域

本实用新型涉及扫描设备技术领域，尤其涉及一种轮胎3D扫描设备。

背景技术

轮胎的胎纹是一非常重要的安全特征，在许多国家胎纹的最小深度是由法律明文规定的。当轮胎正常行驶时，行驶面直接与路面接触。轮胎的表面花纹可增大外胎与路面的抓着力及保证车辆必要的抗侧滑力。轮胎的花纹愈深，则花纹块接地面的弹性变形量愈大，随之由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也随之增加。因此，轮胎的花纹过浅会影响其贮水、排水能力，容易产生有害的“滑水现象”，使轮胎易打滑的弊端凸现出来，从而使汽车的性能变坏。而轮胎在行驶过程中，不断的磨损会使胎纹越来越浅。目前较为普遍使用的检测方法，常用量尺直接丈量胎纹深度，这种操作很不便，且精度较低。

针对上述问题，专利公告号为CN204774417U的中国专利，提出了一种胎纹3D扫描分析仪，包括旋转编码器、前主动滚轮、CMOS摄像单元、MCU微处理单元、键盘/USB接口、LCD显示单元、直角反光棱镜、激光发射器、后从动滚轮。该扫描分析仪可以将检测的结果以模拟图形的形式输出，显示在LCD显示单元上或打印输出。可使用户清晰地认识到轮胎上存在的问题，为轮胎的进一步处理提供直观的理论依据。

但是该技术方案只能扫描胎面，无法对轮胎侧面进行检查，轮胎经过较长时间的行驶后，侧面易出现如鼓包之类的磨损，如不及时发现并更换，安全隐患较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轮胎3D扫描设备，可以进行轮胎胎面橡胶磨损分析和测量沟槽深度，同时可以进行高速轮胎的鼓包变形分析，综合检查轮胎的磨损情况。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种轮胎3D扫描设备，包括扫描平台和工业计算机，所述扫描平台的中部固设有用于支撑轮胎并驱使轮胎旋转的自动转毂，所述扫描平台的一端设有第一扫描模块，用于扫描轮胎胎面；所述扫描平台于自动转毂的两侧分别设有第二扫描模块，用于扫描轮胎侧面；所述第一扫描模块和第二扫描模块均控制连接有采集同步控制器，所述采集同步控制器与工业计算机通信连接；所述扫描平台与第二扫描模块之间设有调节装置，以调节初始扫描中心点。

进一步设置为：所述第一扫描模块包括第一支架、第一激光轮廓传感器和与之连接的第一传输线，所述第一激光轮廓传感器与第一支架相连接且其感应端朝向待检测轮胎的胎面，所述第一激光轮廓传感器通过第一传输线与采集同步控制器通信连接，以传输待检测轮胎的胎面数据。

进一步设置为：所述第二扫描模块包括第二支架、第二激光轮廓传感器和与之连接的第二传输线，所述第二激光轮廓传感器与第二支架相连接且其感应端朝向待检测轮胎的侧面，所述第二激光轮廓传感器通过第二传输线与采集同步控制器通信连接，以传输待检测轮胎的侧面数据。

进一步设置为：所述调节装置包括固设于所述扫描平台上端面的导轨和电机，所述第二支架的底部固设有和导轨滑动连接的滑块，所述滑块上螺纹穿设有螺杆，所述扫描平台上端面固设有与螺杆转动连接的支撑座，所述螺杆的一端与电机的输出端传动连接。

进一步设置为：所述第二支架上可拆卸连接有固定件，所述固定件包括一体连接的固定环和支撑板，所述第二激光轮廓传感器固定连接于支撑板的上端面。

进一步设置为：所属固定环上设有紧固螺母，通过旋松紧固螺母以调节固定件于第二支架上的相对位置。

进一步设置为：所述第一激光轮廓传感器和第二激光轮廓传感器同步测量，以减弱抖动影响。

进一步设置为：所述工业计算机连接有数字开关和报警器，以监测扫描误差。

进一步设置为：所述工业计算机设有USB接口。

进一步设置为：所述工业计算机连接有打印机。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

(1)第一激光轮廓传感器可以扫描轮胎的胎面，从而检测轮胎的宽度，轮胎胎面的纹路深度以及轮胎半径，同时第二激光轮廓传感器可以扫描轮胎侧面，监测轮胎侧面的明显磨损。分析检测的结果以模拟图形的形式输出，工业计算机上实时显示，相比于现有技术，可以综合检查轮胎的磨损情况，使得用户清晰地认识到轮胎上存在的问题，为轮胎的进一步处理提供直观的理论依据。

(2)电机驱动螺杆转动，通过滑块和导轨的滑动连接，使得第一支架沿着导轨滑动，从而调节第一激光轮廓传感器与待检测轮胎之间的相对位置，以调整待检测轮胎侧面的初始扫描中心点，适应不同规格的轮胎。

(3)可以生成TDMS、PLC点云、CSV等格式数据，通过USB接口导出数据,利用其他软件作进一步的分析。

(4)若因抖动产生的影响使得扫描误差超出误差范围，则通过数字开关发出报警，同时将数据传输至工业计算机进行显示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中A部的放大示意图；

图3为本实用新型的硬件连接框图。

附图标记：1、扫描平台；2、工业计算机；3、自动转毂；4、第一支架；5、第一激光轮廓传感器；6、第一传输线；7、第二支架；8、第二激光轮廓传感器；9、第二传输线；10、数字开关；11、报警器；12、导轨；13、电机；14、滑块；15、螺杆；16、支撑座；17、固定件；171、固定环；172、支撑板；173、紧固螺母； 18、打印机；19、采集同步控制器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参照图1和图3，为本实用新型公开的一种轮胎3D扫描设备，包括扫描平台1和工业计算机2，扫描平台1的中部固设有自动转毂 3，自动转毂3可以支撑轮胎并驱使轮胎旋转，通过调节自动转毂3 的转速从而控制轮胎转速。扫描平台1的一端设有第一扫描模块，扫描平台1于自动转毂3的两侧分别设有第二扫描模块，第一扫描模块和两个第二扫描模块环绕于自动转毂3的周侧。第一扫描模块和第二扫描模块均控制连接有采集同步控制器19，采集同步控制器19和工业计算机2通信连接。

第一扫描模块包括第一支架4、第一激光轮廓传感器5和与之电性连接的第一传输线6，第一激光轮廓传感器5与第一支架4相连接且其感应端朝向待检测轮胎的胎面，第一激光轮廓传感器5通过第一传输线6与采集同步控制器19通信连接。第一激光轮廓传感器5可以扫描轮胎的胎面，从而检测轮胎的宽度，轮胎胎面的纹路深度以及轮胎半径，并将数据发送至工业计算机2进行实时显示。

第二扫描模块包括第二支架7、第二激光轮廓传感器8和与之电性连接的第二传输线9，第二激光轮廓传感器8与第二支架7相连接且其感应端朝向待检测轮胎的侧面，第二激光轮廓传感器8通过第二传输线9与采集同步控制器19通信连接。第二激光轮廓传感器8可以扫描轮胎侧面，监测轮胎侧面的明显磨损，例如，轮胎侧面出现裂纹，轮胎内层有裂纹使得气体通过裂纹达到表层而形成的轮胎鼓包等，并将数据发送至工业计算机2进行实时显示。

第一激光轮廓传感器5和第二激光轮廓传感器8同步测量，并将扫描数据发送至工业计算机2，以减弱因自动转毂3运行传递至第一支架4和第二支架7上的震动而带来的影响。

工业计算机2连接有数字开关10和报警器11，若因抖动产生的影响使得扫描误差超出误差范围，则通过数字开关10发出报警，同时将数据传输至工业计算机2进行显示。

扫描平台1和第二扫描模块之间设有调节装置，调节装置包括固设于扫描平台1上端面的导轨12和电机13，第一支架4的底部固设有和导轨12滑动连接的滑块14，滑块14上沿导轨12的长度方向螺纹穿设有螺杆15，扫描平台1上端面固设有两个支撑座16，两个支撑座16分别与丝杆的两端转动连接，螺杆15的一端贯穿其中一个支撑座16并与电机13的输出端通过联轴器传动连接。电机13驱动螺杆15转动，通过滑块14和导轨12的滑动连接，使得第一支架4沿着导轨12滑动，从而调节第一激光轮廓传感器5与待检测轮胎之间的相对位置，以调整待检测轮胎侧面的初始扫描中心点，适应不同规格的轮胎。

结合图3，第二支架7呈圆杆状，第二支架7上可拆卸连接有固定件17，固定件17包括一体连接的固定环171和支撑板172，第二激光轮廓传感器8固定连接于支撑板172的上端面。固定环171上设有紧固螺母173，通过旋松紧固螺杆15以调节固定件17于第二支架 7上的相对位置，进一步微调待检测轮胎侧面的初始扫描中心点，从而适应不同规格的轮胎。

工业计算机2设有USB接口，可以生成TDMS、PLC点云、CSV等格式数据，通过USB接口导出数据,利用其他软件作进一步的分析，例如，利用前处理软件和疲劳仿真分析软件进行轮胎的疲劳分析。

工业计算机2连接有打印机18，从而方便用户打印分析结果，与被检测轮胎进行实物对比。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

将待检测轮胎放置于自动轮毂上，第一激光轮廓传感器5可以扫描轮胎的胎面，从而检测轮胎的宽度，轮胎胎面的纹路深度以及轮胎半径，并将数据发送至工业计算机2进行实时显示。第二激光轮廓传感器8可以扫描轮胎侧面，监测轮胎侧面的明显磨损，例如，轮胎侧面出现裂纹，轮胎内层有裂纹使得气体通过裂纹达到表层而形成的轮胎鼓包等，并将数据发送至工业计算机2进行实时显示。分析检测的结果以模拟图形的形式输出，工业计算机2上实时显示，相比于现有技术，可以综合检查轮胎的磨损情况，使得用户清晰地认识到轮胎上存在的问题，为轮胎的进一步处理提供直观的理论依据。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种轮胎3D扫描设备，包括扫描平台(1)和工业计算机(2)，其特征在于：所述扫描平台(1)的中部固设有用于支撑轮胎并驱使轮胎旋转的自动转毂(3)，所述扫描平台(1)的一端设有第一扫描模块，用于扫描轮胎胎面；所述扫描平台(1)于自动转毂(3)的两侧分别设有第二扫描模块，用于扫描轮胎侧面；所述第一扫描模块和第二扫描模块均控制连接有采集同步控制器(19)，所述采集同步控制器(19)与工业计算机(2)通信连接；所述扫描平台(1)与第二扫描模块之间设有调节装置，以调节初始扫描中心点。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述第一扫描模块包括第一支架(4)、第一激光轮廓传感器(5)和与之连接的第一传输线(6)，所述第一激光轮廓传感器(5)与第一支架(4)相连接且其感应端朝向待检测轮胎的胎面，所述第一激光轮廓传感器(5)通过第一传输线(6)与采集同步控制器(19)通信连接，以传输待检测轮胎的胎面数据。

3.根据权利要求2所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述第二扫描模块包括第二支架(7)、第二激光轮廓传感器(8)和与之连接的第二传输线(9)，所述第二激光轮廓传感器(8)与第二支架(7)相连接且其感应端朝向待检测轮胎的侧面，所述第二激光轮廓传感器(8)通过第二传输线(9)与采集同步控制器(19)通信连接，以传输待检测轮胎的侧面数据。

4.根据权利要求3所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述调节装置包括固设于所述扫描平台(1)上端面的导轨(12)和电机(13)，所述第二支架(7)的底部固设有和导轨(12)滑动连接的滑块(14)，所述滑块(14)上螺纹穿设有螺杆(15)，所述扫描平台(1)上端面固设有与螺杆(15)转动连接的支撑座(16)，所述螺杆(15)的一端与电机(13)的输出端传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述第二支架(7)上可拆卸连接有固定件(17)，所述固定件(17)包括一体连接的固定环(171)和支撑板(172)，所述第二激光轮廓传感器(8)固定连接于支撑板(172)的上端面。

6.根据权利要求5所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所属固定环(171)上设有紧固螺母(173)，通过旋松紧固螺母(173)以调节固定件(17)于第二支架(7)上的相对位置。

7.根据权利要求3所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述第一激光轮廓传感器(5)和第二激光轮廓传感器(8)同步测量，以减弱抖动影响。

8.根据权利要求1～7任一所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述工业计算机(2)连接有数字开关(10)和报警器(11)，以监测扫描误差。

9.根据权利要求1～7任一所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述工业计算机(2)设有USB接口。

10.根据权利要求1～7任一所述的一种轮胎3D扫描设备，其特征在于：所述工业计算机(2)连接有打印机(18)。

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