KR100765394B1 - 타이어의 수막현상 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우천시 차량이 노면을 주행할 때 물이 고여있는 노면과 타이어 사이에 물의 막이 생기는 수막현상을 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어와 노면 사이에 수막층이 생겨 차가 일정 높이만큼 떠 있을 경우 노면과 타이어의 높이 변위를 정량적으로 측정할 수 있는 타이어의 수막현상 측정장치에 관한 것으로, 이를 위해 물(1)이 고여있는 투명한 플라스틱판(2) 위로 주행하는 타이어(3)에 레이저기(4)를 이용하여 레이저 비임(5)을 조사하여 이 타이어(3) 트레드에서 반사된 레이저 비임(5)을 CCD 카메라(6)로 촬영하여 타이어의 수막현상을 측정하는 장치에 있어서, 상기 레이저기(4)에서 조사된 레이저 비임(5)은 거울(7)에 반사되어 대물렌즈(8)를 거쳐 핀홀(9)에서 필터링되고 평행렌즈(10)를 통해 평행 조사되어 투명한 플라스틱판(2) 위에서 주행하는 타이어(3)의 트레드에서 반사되고, 이 반사된 레이저 비임(5)은 비임 분리기(11)에서 2개로 분리되되, 이 비임 분리기(11)의 거울(12)에 비친 하나의 레이저 비임 타이어 형상은 CCD 카메라(6)를 통해 촬영되어 프레임 그래버(13)를 통하여 제어부(14)에 저장되고, 다른 하나의 레이저 비임은 상기 비임 분리기(11)에 연결된 압전 변환기(15)를 통하여 A/D 변환기(16)를 거쳐 제어부(14)에 측정자료로 처리되는 구조로 되어 있다.

Description

타이어의 수막현상 측정장치{Hydroplaning measuring apparatus of tire}

도 1은 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 측정장치를 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명을 이용하는 타이어의 형상을 촬영하는 방식을 설명한 도면이다

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 물, 2 : 투명한 플라스틱판,

3 : 타이어, 4 : 레이저기,

5 : 레이저 비임, 6 : CCD 카메라,

7 : 거울, 8 : 대물렌즈,

9 : 핀홀(Pin hole), 10 : 평행렌즈,

11 : 비임 분리기(Beam splitter), 12 : 거울,

13 : 프레임 그래버(Frame grabber),

14 : 제어부, 15 : 압전 변환기,

16 : A/D 변환기.

본 발명은 우천시 차량이 노면을 주행할 때 물이 고여있는 노면과 타이어 사이에 물의 막이 생기는 수막현상을 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어와 노면 사이에 수막층이 생겨 차가 일정 높이만큼 떠 있을 경우 노면과 타이어의 높이 변위를 정량적으로 측정할 수 있는 타이어의 수막현상 측정장치에 관한 것이다.

우천시 물이 고여있는 노면을 차량이 주행할 때 타이어 트레드와 노면 사이에 물이 차는 현상을 수막현상(Hydroplaning)이라 하며, 이 수막현상을 타이어가 노면과의 마찰력을 상실하고 수막 위에 미끄러져 가고 있는 상태이므로 차가 순간적으로 중심을 잃고 옆으로 미끄러지면서 돌게 되는데, 이때 운전자가 급제동을 걸거나 핸들을 움직이면 큰 위험사고를 초래할 수 있다.

이와 같은 타이어의 수막현상을 실험하는 종래장치의 경우, 타이어가 투명한 플라스틱판 위를 지나갈 때 외부센서에 의해 이를 감지하여 일정량의 물을 이 투명한 플라스틱판에 뿌린 다음, 고속 카메라를 사용하여 타이어의 트레드 순간 촬영이 이루어졌다.

그러나 종래 타이어의 수막현상 측정장치는 단지 타이어 트레드의 접지 유무만 판단 되었을 뿐 더 세밀한 측정이 곤란한 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 차량이 우천시 물이 고여있는 노면을 주행할 때 노면과 타이어 사이에 발생하는 수막현상을 정량적으로 정밀하게 측정할 수 있는 타이어의 수막현상 측정장치를 제공 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 측정체인 타이어에 레이저 빔을 조사하여 얻어지는 위상 맵(Phase map)으로 타이어로부터 평면 변위를 직접 촬영할 수 있도록 되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 측정장치를 나타낸 전체 구성도이다.

본 발명은 물(1)이 고여있는 투명한 플라스틱판(2) 위로 주행하는 타이어(3)에 레이저기(4)를 이용하여 레이저 비임(5)을 조사하여 이 타이어(3) 트레드에서 반사된 레이저 비임(5)을 CCD 카메라(6)로 촬영하여 타이어의 수막현상을 측정하는 장치에 있어서, 상기 레이저기(4)에서 조사된 레이저 비임(5)은 거울(7)에 반사되어 대물렌즈(8)를 거쳐 핀홀(9)에서 필터링되고 평행렌즈(10)를 통해 평행 조사되어 투명한 플라스틱판(2) 위에서 주행하는 타이어(3)의 트레드에서 반사되고, 이 반사된 레이저 비임(5)은 비임 분리기(11)에서 2개로 분리되되, 이 비임 분리기(11)의 거울(12)에 비친 하나의 레이저 비임 타이어 형상은 CCD 카메라(6)를 통해 촬영되어 프레임 그래버(13)를 통하여 제어부(14)에 저장되고, 다른 하나의 레이저 비임은 상기 비임 분리기(11)에 연결된 압전 변환기(15)를 통하여 A/D 변환기(16)를 거쳐 제어부(14)에 측정자료로 처리되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 평행렌즈(10)는 타이어(3)에 조사되는 레이저 비임(5)을 평행 광으로 만들고, 상기 압전 변환기(15)는 분리된 레이저 비임의 경로를 미세하게 조정하기 위해 거울(12)이 설치되어 있다.

또한 상기 프레임 그래버(13)는 CCD 카메라(6)에서 촬영된 영상을 디지털 신호로 바뀌어 제어부(14)에 저장할 수 있도록 작용한다.

이어 본 발명에 따른 측정장치의 작용을 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 초기 A구간은 물이 없는 투명한 플라스틱판(2) 위를 타이어(3)가 주행하는 구간이고, B구간은 적당양의 물이 투명한 플라스틱판(2) 위에 있어서 타이어(3)가 이 투명한 플라스틱판(2)에서 일정양 만큼의 높이를 가지면서 주행하게 되는, 이른바 수막현상이 이루어지는 구간이다.

먼저 CCD 카메라(6)로 A구간에서의 타이어(3)를 촬영하고 수막현상을 일으키는 B구간을 4개의 소구간(a,b,c,d)로 나누어 차례로 촬영하게 되는데, 이때 물이 있는 B구간에서 특정속도로 타이어(3)가 주행하면 수막현상을 일으키게 된다.

여기서 상기 B구간에서 실험 측정장치의 거리는 타이어(3)의 동일면을 촬영하기 위해서 타이어 1회전 주기만큼 거리를 이격시키어 촬영하게 된다.

그리고 각각 촬영된 자료들은 제어부(14)에 저장되어 수막현상을 정밀하게 관찰할 수가 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 타이어의 수막현상 측정장치는 차량의 우천 주행시 노면과 타이어 사이에 발생되는 수막현상을 관찰하는 실험 장비로, 측정체(타이어 표면)에 레이저 비임을 조사하여 얻어지는 위상 맵으로 타이어로부터 평면 변 위를 직접 측정 가능할 수 있다는데 그 특징이 있으며, 특히 작은 공간의 실내에서 수막 실험이 가능하므로 외부 환경에 상관없이 전천후 실험이 가능하고, 또한 다양한 조건여부가 용이하고 측정이 정확하게 이루어지는 효과를 지닌다.

Claims (1)

1. 물(1)이 고여있는 투명한 플라스틱판(2) 위로 주행하는 타이어(3)에 레이저기(4)를 이용하여 레이저 비임(5)을 조사하여 이 타이어(3) 트레드에서 반사된 레이저 비임(5)을 CCD 카메라(6)로 촬영하여 타이어의 수막현상을 측정하는 장치에 있어서,

   상기 레이저기(4)에서 조사된 레이저 비임(5)은 거울(7)에 반사되어 대물렌즈(8)를 거쳐 핀홀(9)에서 필터링되고 평행렌즈(10)를 통해 평행 조사되어 투명한 플라스틱판(2) 위에서 주행하는 타이어(3)의 트레드에서 반사되고, 이 반사된 레이저 비임(5)은 비임 분리기(11)에서 2개로 분리되되, 이 비임 분리기(11)의 거울(12)에 비친 하나의 레이저 비임 타이어 형상은 CCD 카메라(6)를 통해 촬영되어 프레임 그래버(13)를 통하여 제어부(14)에 저장되고, 다른 하나의 레이저 비임은 상기 비임 분리기(11)에 연결된 압전 변환기(15)를 통하여 A/D 변환기(16)를 거쳐 제어부(14)에 측정자료로 처리되는 것을 특징으로 하는 타이어의 수막현상 측정장치.

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