KR102335117B1 - 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치에 관한 것으로, 자동차 검사장 및 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 등에 본 장치를 설치하되, 좌.우측 바퀴를 동시에 측정하도록 좌.우측에 자동차바퀴가 올라타는 구조물이 구성되고, 구조물 내측에 센서유닛(모듈)이 각각 배치되며, 구조물 좌.우측 사이에는 컨넥터가 위치하도록 구성된다. 본 측정 장치는 자동차 바퀴 진입 시 타이어 위치를 수 개의 스위치가 감지하고, 감지된 스위치에 연동하여 수 개의 레이저 중 해당하는 위치의 레이저 두개를 작동하며, 타이어 폭이 좁거나 넓은 것을 모두 측정 가능하도록 양쪽 앞 바퀴 타이어의 측정하고자 하는 정해진 지점을 향해 레이저 빛이 조사되며, 두 개의 참고 라인을 각각 형성한다. 양쪽 앞 바퀴 타이어에 형성된 각각 두 개의 참고 라인 영상은 프리즘 혹은 거울을 통해 카메라로 읽어 들여 컨넥터와 연결된 송.수신 장치를 통해 유.무선 전송방식으로 연산 장치로 전송되며 연산장치에서 두 개의 참고 라인이 형성된 부분의 요철이 있는 타이어 영상을 분석해서 타이어 골마다 깊이를 연산하여 마모 정도를 판단하게 된다. 이 때, 돌이나 이물질이 있는지 여부를 두 개의 참고 라인 부분의 연산 값을 비교 평가하여 판별하게 되며 돌이나 이물질이 있는 부분의 값은 배제하고 없는 부분의 값을 채택 한다. 앞 바퀴 측정 후, 자동차가 전진하면서 동일한 방식으로 뒷바퀴를 측정하게 된다. 이러한 일련의 과정은 자동차가 멈춤없이 측정장치를 통과하면서 측정한다. 연산 완료된 데이터와 데이터를 근거로 편성한 알림 정보(마모 정도, 타이어 상태) 및 타이어 영상은 측정 실무자 및 고객용 모니터에 유.무선 통신을 통해 송신하여 측정 내용을 동시에 공유하도록 구성한다.

Description

타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치{Tire tread measuring equipment and Sidewall inspection equipment}

본 발명은 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치에 관한 것으로, 자동차 검사장 및 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 등에 본 장치를 설치하여 타이어 마모 측정 및 타이어 상태를 편리하게 진단하도록 구성된 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치에 관한 것이다.

현대사회에서 없어서는 안되는 교통수단인 자동차에는 필수적으로 타이어가 장착되어 있다. 자동차의 안전은 타이어의 건강상태가 중요한 요인으로 타이어의 생산 연도와 마모 상태가 안전에 직접적인 영향을 미치고 있어 법적으로 타이어 마모를 1.6mm 이상(자동차 관리법 12조)으로 규정하고 있다. 하지만, 현실적으로는 장비의 부재로 첨부된 도 1에서와 같이 관능 검사 및 게이지(100) 또는 동전에 의한 검사에 의존하고 있다.

현재, 독일, 미국, 영국, 이탈리아 등 몇몇회사에서 개발되어 시판중인 장비는 있으나 고가인데다가 첨부된 도 2와 같은 측정장비의 검사 방식 문제로 타이어 마모 관련 부정확한 데이터 취득으로 사용하기가 부적합한 것이 현실이다.

시판중인 측정장비의 문제점으로는 자동차의 하중과 고속 주행시 발생하는 마찰열을 분산시키는 방법으로 차량의 크기와 무게에 따라 타이어의 종류도 다양하다. 특히, 타이어의 폭과 지름은 차량의 무게를 분산시키는 중요한 요소이며 타이어의 지름은 500∼750mm의 다양한 종류가 있다. 이로 인해 시판중인 측정장비는 도 2와 같은 방법으로 측정하고 있는데, 도 2를 통해 예측 가능한 바와 같이 카메라(200)를 통한 영상 취득시 타이어 크기와 스위치(300)에 의해 감지되는 진입 위치가 매번 다르기 때문에 부정확한 데이터를 취득하게 된다. 또한, 차폭도 1500∼2000mm까지 있어서 근거리에서 영상 취득을 하려면 다수의 카메라를 장착하여야 한다. 상기 카메라(200)는 일정 각도로 세워야 하기 때문에 이로 인해 장비의 높이도 높아져야만 한다. 개발된 측정장비의 두번째 문제점으로는 라인 레이저(LINE LASER)(400)를 1개만 사용하고 있어, 타이어에 돌이나 이물질이 끼어 있거나 상기 라인 레이저(400)의 조사 각도에 따라 타이어의 트레드에 걸려 음영이 발생 하였을시, 부정확한 트레드 영상 취득으로 취득한 데이터의 오류가 발생한다.

개발된 측정장비의 세번째 문제점으로는 타이어는 운전자의 습관 및 차량 상태에 따라 타이어의 마모 패턴이 달라지는데, 타이어 골 한 라인의 깊이만 측정함으로써 타이어의 상태나 운전자의 습관을 파악하기 어렵다.

다른 한편으로 국내에서 출원하여 등록된 등록특허공보 제10-1325089호의 자동차 검사시스템에 장착하여 타이어 트레드를 측정하는 방식은 타이어 바퀴 구동시, 자동차 검사장의 롤러 구조상 자동차가 상,하는 물론 좌,우로 진동하면서 연동하여 장착되어 있는 레이저 발광부와 수광부도 같이 흔들림에 따라 트레드 데이터 취득시 오류가 포함된 데이터를 얻기 때문에 사용을 담보할 수 없다. 또한, 레이저 센서유닛을 모터 구동에 의해 좌우로 이동하면서 측정하는 장비로 좌측 바퀴에서 우측 바퀴까지 이동하는데 시간이 걸리고, 항상 자동차 바퀴를 일정 위치(레이저센서 부근)에 정차 후 데이터 취득을 진행해야 하고, 앞 바퀴 측정 후 이동하여 뒷바퀴를 측정해야하는 번거로움이 있으며, 이때, 앞 바퀴 측정 후 레이저 센서유닛을 수납 후 다시 장착하여 뒷바퀴를 측정해야 하기 때문에 측정 시간이 길어지는 문제가 있다. 또한, 상기 방식은 모터에 의해 발생된 동력을 벨트를 통해 풀리 구조의 레이저 센서 유닛에 전달하는 구조로 되어 있어서 벨트 장착시 벨트의 늘어짐 현상과 지속 사용에 따른 벨트의 동력전달 성능 저하로 인해 정확한 위치로 제어가 안되는 오류가 발생되는 문제가 있다.

다른 한편으로, 한국소비자원에서 자동차 운전자 대상으로 사용실태조사 결과, 공기압 부족 차량이 64.6%에 달하고, 불량 타이어를 장착한 차량이 32.8% 달하고 있어 타이어로 인한 사고발생 위험성에 대한 운전자의 인식이 전반적으로 부족하고, 타이어의 점검, 교체시기, 적정 공기압을 인지하고 있는 운전자가 그렇지 않은 운전자보다 불량 타이어 및 공기압 부족 타이어 장착율이 낮은 것으로 나타나 타이어로 인한 위험요인에 대한 운전자의 인식을 제고할 필요가 있으나, 타이어 마모 측정장비 부재로 객관적인 데이터 취득이 안되고 있어 기존의 관능 검사나 부정확한 데이터로는 설득력이 떨어지고 있다. 또한, 타이어는 주재료가 고무로 되어 있어 생산한지 오래된 타이어는 쉽게 경화되어 파손되기 쉬워서 사고를 유발시킬 수 있다. 이에 타이어 생산년도와 몇 주차에 생산 했는지 확인하는 것이 필요하다.

본 발명은 상기에 기술한 종래의 문제점들을 개선하기 위한 것으로,

첫번째로는 종래에는 타이어의 폭이나 크기에 따라 매회 타이어의 측정 위치가 다르던 것을 일정한 위치에서 측정함으로써 신뢰도 높은 타이어 마모 데이터를 취득할 수 있는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치를 제공하고자 한다.

두번째로는 타이어에 돌이나 이물질 등이 박혀 있을 때 및 레이저 발광부의 조사 각도에 따라 트레드에 가려 음영이 발생하더라도 신뢰도 높은 데이터 취득이 가능한 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치를 제공하고자 한다.

세번째로는 운전자의 습관(코너링) 및 공기압의 정도(과소, 과대), 휠 얼라이먼트 등의 원인으로 타이어의 마모되는 모습이 제각각 나타나는데 이러한 타이어 마모의 정도 및 상태 정보를 신뢰도 높은 타이어 마모 데이터 취득을 통해서 현실적으로 구현될 수 있는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 자동차 검사장, 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 등에 자동차 타이어의 마모 및 상태를 진단할 수 있는 측정 장치가 제공된다.

상기 측정장치는 좌,우측 바퀴를 동시에 측정하도록 좌,우측에 자동차 바퀴가 올라타는 구조물이 있고, 상기 구조물 내측에 센서유닛이 각각 장착되며, 좌,우측 구조물 사이에는 컨넥터가 위치하도록 구성된다.

상기 측정장치는 자동차 앞 바퀴가 진입시 타이어의 위치를 수 개의 스위치가 감지하고, 감지된 스위치에 연동하여 수 개의 레이저 중 해당하는 위치의 레이저 두개를 작동하고, 타이어 폭이 좁거나 넓은 것을 모두 측정 가능하도록 양쪽 앞 바퀴 타이어의 측정하고자 하는 정해진 지점을 향해 레이저 빛이 조사되며, 두 개의 참고 라인을 각각 형성한다.

양쪽 앞 바퀴 타이어에 형성된 각각 두 개의 참고 라인 영상은 프리즘 또는 거울을 통해 카메라로 읽어 들여 컨넥터와 연결된 송수신 장치를 통해 유,무선 통신방식으로 연산장치로 전송되며, 상기 연산장치에서 두 개의 참고 라인이 형성된 부분의 요철이 있는 타이어 영상을 분석해서 타이어 골마다 깊이를 연산하여 마모 정도를 판단하게 된다. 이때, 돌이나 이물질이 있는지 여부를 두 개의 참고 라인 부분의 연산값을 비교 평가하여 판별하게 되며, 돌이나 이물질이 있는 부분의 값은 배제하고 없는 부분의 값을 채택하도록 한다. 앞 바퀴 측정 후, 자동차가 전진하면서 동일한 방식으로 뒷바퀴를 측정하게 된다. 이러한 일련의 과정은 자동차가 멈춤없이 측정장치를 통과하면서 측정한다. 연산 완료된 데이터와 데이터를 근거로 편성한 알림 정보는 측정 실무자 및 고객용 모니터에 유,무선 통신을 통해 송신하여 측정 내용을 동시에 공유하도록 구성한다.

한 가지 실시 예로는, 타이어 측정 장치와 일체형으로 자동차가 진입하는 쪽에 n개의 스위치(감지센서, 도 12에서의 타이어 위치확인스위치)를 설치하여 진입하는 자동차 좌,우측 바퀴의 위치를 정확도 높게 감지할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 상기 측정 장치는 도 5와 같이 리니어 스테핑모터에 나사산으로 구성된 구동축을 연결하고, 구동축에 두 개의 레이저와 프리즘 및 카메라가 포함된 측정용 센서유닛을 장착하며, 상기 센서유닛의 다른 일측에 표면이 매끄러운 가이드 축을 끼우도록 동공 형태로 구성된다. n개의 스위치(감지센서)에 의해 자동차 바퀴의 위치를 감지한 결과를 토대로 모터를 구동해서 타이어 트레드 측정 전에 측정용 센서유닛이 자동차 바퀴 하단부 중앙에 위치하도록 구동축을 따라 좌,우로 움직이는 정밀 제어가 가능하게 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 측정용 센서유닛은 프리즘(또는 거울)없이 타이어 마모 측정 및 상태 진단을 하기 위해 타이어 바닥면을 향하도록 측정장치에 장착이 가능하게 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 상기 측정장치는 자동차 바퀴가 올라타는 덮개부의 일부분이 투명한 구조로 되어 있고, 투명한 덮개에 쌓이게 되는 젖은 모래는 걸레로 닦아낼 수 있고, 마른 먼지는 압축공기로 불어내기 용이하게 설계할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 상기 측정 장치는 도 11과 같이 측정장치 상부에 롤러를 장착하고 진입된 자동차 바퀴가 정지한 다음 측정장치 동력으로 저속 회전 시 진동이 없도록 설계된 롤러를 구동해서 자동차 바퀴를 저속으로 회전시키면서 다수의 측정지점 값을 취득하여 상이한 부분의 값과 평균값을 취하는 방법으로 타이어의 이상 마모 데이터를 취득할 수 있도록 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 상기 측정장치는 레이저 빛을 타이어의 일정 지점에 조사하여 두 개의 참고라인(라인 레이저)을 형성하고, 형성된 영상을 카메라로 촬영하여 읽어 들이며, 본 방식으로 취득한 트레드 데이터를 컨넥터와 연결된 송수신장치를 통해 유,무선 통신방식으로 연산장치로 전송한다. 상기 연산장치에서 연산을 통해 마모의 정도와 연산된 값을 근거로 편성된 알림 정보, 타이어 표면 영상을 측정실무자용 및 고객용(운전자) 모니터에 유,무선 통신방식을 이용하여 동시에 보내진다. 여기서 모니터는 여러 대로 구성할 수도 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 상기 측정장치는 모니터에 표기하는 구성을 연산 장치에 의해 연산된 네개(앞,뒤 좌,우측) 타이어의 여러개의 골 깊이 값과 연산 값을 근거로 편성한 알림 정보 및 타이어 데이터 취득시, 취득한 영상(도 8 참조)으로 구분지어 구성하여 보여 줄 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 상기 측정장치는 도 12와 같이 측정장치 상부에 롤러를 장착하고. 두 개의 롤러 사이 양쪽 구조물 내벽에 두 대의 카메라를 장착해서, 진입된 자동차 바퀴가 정지한 다음, 측정장치 동력으로 저속 회전시 진동이 없도록 설계된 롤러를 구동해서 자동차 바퀴를 저속으로 회전시키면서 타이어 마모 측정 및 상태를 진단함과 동시에 타이어의 사이드 wall 영상을 취득하여 타이어 생산년도를 판독하도록 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 센서유닛은 한 바퀴당 두대의 카메라를 장착하고, 타이어 폭의 절반씩 좌측과 우측으로 구분하여 두 개의 참고라인 데이터를 취득한 다음, 좌측과 우측 데이터를 합성하여 타이어 전체 폭의 데이터를 취득하게 구성함에 따라 카메라 높이를 낮춰서 장착이 가능하여 측정장치 높이를 낮추어 설계할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 레이저 빛에 의한 음영 발생 방지를 위해 타이어와 레이저 사이 적정 거리 유지가 필요한 바, 이에 따라 커진 센서유닛의 사이즈를 줄이기 위해 도 13과 같이 레이저 빛이 프리즘(또는 거울)을 통해 타이어에 조사되도록 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 강추위로 거울(또는 프리즘)에 성애가 끼거나, 카메라 셔터 등이 작동이 안되는 것을 방지하기 위해 도 13과 같이 센서유닛의 하부에 열선(또는 히터)을 장착하여 작동에 지장이 없는 온도 유지가 되도록 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 도 13과 같이 센서유닛을 좌측과 우측으로 이동시키기 위해 상기 센서유닛 양쪽에 무빙(moving) 나사홀(hole)을 구성하고, 무빙 나사홀과 일치하는 나사산이 설계된 구동축을 양쪽 무빙 나사홀에 장착하며, 양쪽 구동축 중 하나의 구동축은 회전이 가능한 구조로 상기 센서유닛 내벽 홈에 걸치고, 다른 하나의 구동축은 원통형 톱니바퀴로 구성하여 리니어 스테핑모터에 장착된 원통형 톱니바퀴와 맞물려서 회전이 가능한 구조로 하되, 리니어 스테핑모터에 장착된 원통형 톱니바퀴에는 양쪽 구동축 톱니바퀴가 맞물리게 장착해서 상기 리니어 스테핑모터의 회전으로 상기 센서유닛이 양쪽 구동축을 따라 좌측과 우측으로 이동하여 타이어의 중심부에 위치할 수 있도록 구성할 수 있다.

한 가지 실시 예에 있어서, 측정장치 내 구조물에 자동차 바퀴 진입시 운전자들의 운전습관에 따라 진입에 걸리는 시간이 각양각색임에도 불구하고 정확도 높은 타이어의 마모 측정이 가능하도록 상기 측정장치 내 스위치와 별개로 측정 지점 인근에 바퀴 진입 감지용 스위치(센서)를 위치하도록 구성할 수 있다. 따라서, 측정장치 내 스위치는 진입시 타이어가 좌측 또는 우측으로 치우친 것을 감지하여, 레이저 수개중 두개를 선택하는 용도로 이용하고, 본 실시 예에서 언급한 스위치는 측정 지점에 타이어가 진입한 것을 감지하여 레이저 1,2 및 카메라 작동시점을 알려주는 용도로 활용할 수 있게 설정할 수 있다.

본 발명에서 상기의 측정방식으로 취득한 데이터의 활용 및 응용 등에 대한 범주는 상기에서 언급한 것에 국한하지 않고 본 발명 방식을 적용하여 할 수 있는 모든 분야에 적용할 수 있다고 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치는,

첫번째로, 타이어에 돌이나 이물질이 박혀 있는 것을 배제하여 측정이 가능하고, 타이어 크기와 타이어 폭의 크기에 관계없이 일정한 지점의 측정이 가능하며, 참고라인 형성을 위해 조사하는 레이저 위치에 의해 트레드 음영이 발생하는 것을 배제하여 측정이 가능하게 되어 신뢰도 높은 타이어 마모 데이터 취득이 가능하다.

두번째로는, 카메라 및 렌즈의 크기에 의해 측정장치 높이가 높아지던 것을 프리즘(또는 미러) 적용으로 낮출 수 있게 된다.

세번째로는, 별도의 타이어 표면 영상 취득용 카메라가 없어도 타이어 마모 및 상태 진단 겸용 카메라를 이용하여 타이어 표면을 촬영하는 것이 가능하다.

네번째로는, 자동차가 전진하면서 짧은 시간 내에 네 바퀴의 타이어 마모 측정 및 표면 영상촬영을 실시할 수 있게 된다.

다섯번째로는, 두 개의 참고라인 영상을 연산하여 운전자의 습관, 공기압의 정도(과소, 과다), 휠 얼라이먼트 등의 원인에 의해 발생하는 타이어 마모의 모양 및 위치 등의 판별이 가능하다.

여섯번째로는, 롤러에 의해 자동차 바퀴를 회전하면서 다수의 측정 지점 데이터 취득이 가능하여 타이어 마모를 정밀하게 측정할 수 있다.

상기와 같이 검사자의 주관적 판단에 의존하지 않고도, 신뢰도 높은 객관적인 타이어 마모 데이터 취득 및 타이어 표면 영상 취득, 타이어 마모 위치 및 마모 모양의 진단이 가능하여 타이어에 대한 자동차 운전자의 인식의 변화가 예상되고, 타이어로 인한 자동차 사고를 방지 할 수 있다.

도 1은 종래 게이지를 이용하여 타이어를 검사하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 검사 시스템의 개요를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명 시스템의 측정 개요를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명 시스템인 타이어 마모 측정장치 외관을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시 예로 리니어 스테핑모터를 구동하여 센서유닛을 좌측과 우측으로 움직이기 위한 개요 도면이다.
도 6은 본 발명의 하드웨어 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예(리니어 스테핑모터 적용)에 따른 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예로 타이어 표면에 참고라인이 형성된 모습을 모여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 타이어 마모 측정 결과값을 일예로 보여주는 모니터에 표시되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예로 프리즘(또는 거울) 없이 타이어의 하부에서 측정이 가능한 구조로 리니어 스테핑모터를 구동하여 센서유닛을 좌측과 우측으로 움직이기 위한 개요 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예로 측정장치 동력으로 롤러를 구동하면서 타이어 마모 측정 및 상태 진단이 가능한 개요 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예로 측정장치 동력으로 롤러를 구동하면서 타이어 마모 측정 및 상태 진단과 동시에 타이어 생산년도 측정이 가능한 개요 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예로 센서유닛 크기를 줄이기 위한 레이저 조사시 프리즘(또는 거울)을 이용하고, 강추위에서도 센서유닛 작동이 원활하게 적정온도 유지를 위한 히터가 장착된 개요 도면이다.

[타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치]

이하에서는 유사 기술분야 종사자라면 본 발명의 구성과 설명을 통해 쉽게 알 수 있는 일반적으로 알려져 있는 기술에 대해서는 설명을 생략한다.

이하에서는 타이어 마모 측정과 타이어 상태 진단 장치에 대해 관련 도면을 참조하여 구성과 기능에 대해 설명한다.

타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치를 자동차 검사장 및 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 등에 쉽게 설치하여 사용하도록 첨부된 도 3과 같은 측정 개요로된 센서유닛(S)을 내장한 도 4와 같은 구조물(500)로 구성된 측정장치를 제공한다. 좌측과 우측 자동차 바퀴가 올라타는 상기 구조물(500)의 내측에는 센서유닛(S)에 포함되는 것으로 발광부인 여러개의 레이저(70), 카메라(40), 여러개의 스위치(80)가 각각 장착되어 있고, 첨부된 도 6에서와 같이 중간부에는 컨넥터(50)가 위치하게 구성되며, 상기 컨넥터(50)에는 상기 레이저(70), 상기 카메라(40), 상기 스위치(80)가 연결되며, 상기 컨넥터(50)와 연결된 송수신 장치(60)를 통해 유,무선 통신방식으로 데이터를 주고 받도록 연산장치(30)가 배치되고, 연산장치(30)에서 모니터(10, 20)로 데이터 전송이 가능하도록 배치된다. 측정장치의 최상단 덮개부의 일부분을 첨부된 도 13에서와 같이 투명한 구조로 하고, 본 투명 구조물(501)을 주변 구조물보다 약간 낮게 배치하도록 하여 자동차 바퀴 측정 부분이 자동차 하중으로 눌리지 않게 설계한다.

자동차가 본 측정장치의 구조물(500)에 진입하면 타이어의 위치를 여러 개의 스위치(80)가 감지하게 되고, 감지와 동시에 바퀴의 위치에 따라 해당되는 두 개의 레이저(70, 도 3의 레이저1, 레이저2)를 선정하여 작동하게 되며, 타이어 마모를 측정하고자 하는 일정한 위치를 향해 설치된 두 개의 레이저(70)에서 조사하는 빛이 라인 레이저 형태로 타이어를 향해 비추게 된다. 요철이 있는 타이어 일정부분에는 라인 레이저 빛이 비춰지면 도 8과 같이 요철 형상의 두 개의 참고 라인(도 8의 흰색선)이 형성되게 된다. 이때 상기 카메라(40)가 타이어 폭에 형성된 본 영상과 함께 타이어 표면을 촬영하여 컨넥터(50)와 연결된 송수신 장치(60)를 통해 유,무선 통신방식으로 연산장치(30)로 전송한다. 연산장치에서 전송받은 영상의 요철 부분을 판독하여 두 개의 참고라인 중 돌이나 이물질 존재를 판독하고, 이물질(돌)이 있는 부분의 값은 배제하고 나머지 값으로 여러개의 골 깊이를 연산하여 마모 정도를 판단한다. 연산된 값은 연산된 값(도 9 참조)을 근거로 판정한 알림 정보 및 타이어 표면 영상과 함께 유,무선 통신방식으로 측정자용 모니터(10, 모니터 1) 및 고객(운전자)용 모니터(20, 모니터 2)에 동시에 전송한다. 상기의 측정 과정은 자동차 좌측과 우측 앞 바퀴를 동시에 측정이 가능하도록 도 5에서와 같이 카메라(40)와 레이저(70) 및 스위치(80)를 포함하는 센서유닛(S)이 좌측과 우측에 각각 설치되어 있으며, 앞바퀴 측정이 끝나면 자동차가 전진하면서 뒷바퀴 측정이 곧바로 진행된다. 이와 같이, 상기 카메라(40)로 촬영된 영상은 곧바로 컨넥터(50)와 연결된 송수신 장치(60)를 통해 유,무선 통신방식으로 연산장치(30)로 전송되며, 연산 기능에 의해 수행된 타이어 마모도 값은 곧바로 측정 실무자용 및 고객(운전자)용 모니터(10, 20)로 전송되며, 일련의 과정이 실시간적으로 이루어져 측정자와 의뢰자(운전자)가 동시에 결과값을 공유하게 된다. 상기에서 알림 정보는 사용 적합, 상시 점검, 교체 등으로 구분 가능하되, 단계를 더 세분화하여 표기하는 것이 가능하며 모니터(10, 20)를 통해 공지할 수 있다. 상기에서 송,수신 방식은 이미 여러분야에서 적용하고 있는 방식으로 블루투스, 와이파이, RS232C, 네트워크 등 다양한 방식으로 데이터 전송이 가능하다.

한편, 타이어의 마모되는 모양과 위치에 따라 양면이 마모될 때는 공기압이 과소, 타이어 중앙부가 마모될 때는 공기압 과다, 양측 외곽 사이드 마모시에는 운전자의 급격한 코너링, 타이어의 불규칙한 마모는 휠 얼라이먼트가 원인으로 두 개의 참고라인 영상 분석을 통한 연산으로 손쉽게 구분이 가능하다.

따라서, 알림 정보 기능에서는 연산장치(30)에서 마모되는 모양 분석 결과값을 토대로 공기압 과소, 공기압 과다, 코너링, 휠 얼라이먼트 등 원인 중심으로 구분 지어 마모 정보를 유,무선 통신방식으로 모니터(10, 20)에 제공하게 된다.

[실시예]

한 가지 실시예에 있어서, 도 12에서와 같이 측정장치와 일체형으로 맨 앞쪽에 진입하는 자동차 바퀴 위치 감지용 스위치(센서)(80) n개를 양측(좌,우측)에 각각 설치하고, 자동차 바퀴가 올라타는 본 측정장치의 양측 구조물 내측에 도 5와 같은 센서유닛(S)을 장착한다. 도 5에서 상기 센서유닛(S)은 구동용 리니어 스테핑 모터(90)에 나사산으로 구성된 구동축(91)이 연결되고, 상기 구동축(91)에 센서유닛(S)이 장착되며, 상기 센서유닛(S)의 다른 일측에 매끄러운 가이드 축(92)이 장착하도록 구성한다. 상기 센서유닛(S)의 구성은 두 개의 레이저(70)와, 프리즘(미러)(F1)과 렌즈가 포함된 카메라(40)를 포함할 수 있다. 즉, 첨부된 도 13과 같이 상기 센서유닛(S)을 좌측과 우측으로 이동시키기 위해 상기 센서유닛(S)의 양쪽에 무빙(moving) 나사홀(hole)(T1)을 구성하고, 무빙 나사홀(T1)과 일치하는 나사산이 설계된 상기 구동축(91)을 양쪽 무빙 나사홀(T1)에 장착하며, 양쪽 구동축 중 하나인 상기 가이드 축(92)은 회전이 가능한 구조로 상기 센서유닛(S)의 내벽홈에 걸치고, 다른 하나인 상기 구동축(91)은 원통형 톱니바퀴로 구성하여 리니어 스테핑모터(90)에 장착된 원통형 톱니바퀴와 맞물려서 회전이 가능한 구조로 하되, 리니어 스테핑모터(90)에 장착된 원통형 톱니바퀴에는 양쪽 구동축 톱니바퀴가 맞물리게 장착해서 상기 리니어 스테핑모터(90)의 회전으로 상기 센서유닛(S)이 양쪽 구동축을 따라 좌측과 우측으로 이동하여 타이어의 중심부에 위치할 수 있도록 구성될 수 있도록 하는 것이다.

상기의 실시예에서 자동차 바퀴 진입시 타이어의 위치를 2개소(좌,우측)에 설치되어 있는 n개의 스위치(80)로 각각 감지하고, 컨넥터(50)와 연결된 송수신 장치(60)를 통해 유,무선 통신방식으로 연산장치(30)에 전송된다. 상기 연산장치(30)에서 전송받은 결과를 분석하여 몇 번째 스위치가 작동했는지를 근거로 판별하여, 리니어 스테핑모터(90)를 작동하게 되고, 상기 리니어 스테핑 모터(90)와 연결된 구동축(91)에 장착된 센서유닛(S)은 측정장치의 덮개부에 접촉되는 자동차 바퀴 하단부 중심 부분에 위치하도록 상기 구동축(91)에 형성되어 있는 나사선을 따라 좌,우로 움직이게 된다. 상기 센서유닛(S)이 중심부에 자리를 잡은 다음 양측 센서유닛에 장착되어 있는 각각 두 개의 레이저(70)는 타이어를 향해 조사를 시작함과 동시에 카메라(40)가 작동하여 양측 타이어에 형성된 각각 두 개의 참고라인 영상을 촬영해서 컨넥터(50)와 연결된 송수신 장치(60)를 통해 유,무선 통신방식으로 연산장치(30)로 전송한다. 상기 연산장치(30)에서는 전송받은 영상을 연산하여 타이어 마모 정도, 마모의 모양 및 위치, 타이어 영상 등이 포함된 알림 정보를 유,무선 통신방식으로 여러 대의 모니터(10, 20)로 전송하게 된다. 따라서, 측정과 동시에 측정자용 모니터(10)와 의뢰자(운전자)용 모니터(20)에서 실시간적으로 데이터 공유가 가능하다. 또한, 앞바퀴 측정이 끝나면서 자동차가 전진하게 되어 뒷바퀴 측정이 앞바퀴와 같은 과정의 반복을 통해 실시되고, 취득된 데이터 및 알림 정보 등을 모니터(10, 20)로 전송하여 실시간으로 공유할 수 있다. 더불어 상기 측정 장치에는 첨부된 도 11과 같이 측정장치 상부에 롤러(R1)를 장착하고 진입된 자동차 바퀴가 정지한 다음 측정장치 동력으로 저속 회전 시 진동이 없도록 설계된 상기 롤러(R1)를 구동해서 자동차 바퀴를 저속으로 회전시키면서 다수의 측정지점 값을 취득하여 상이한 부분의 값과 평균값을 취하는 방법으로 타이어의 이상 마모 데이터를 취득할 수 있는 것이다.

10, 20; 모니터 30; 연산장치
40; 카메라 50; 컨넥터
60; 송수신 장치 70; 레이저
80, 80'; 스위치 90; 리니어 스테핑 모터
91; 구동축 92; 가이드 축
F1; 프리즘 또는 거울 H1; 열선 또는 히터
R1; 롤러

Claims (12)

1. 자동차 검사장, 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 중 어느 하나에 제공되어 자동차 타이어의 마모 측정 및 타이어 상태 진단을 할 수 있는 측정장치로서,
   상기 측정장치는 좌,우측 바퀴를 동시에 측정하도록 좌,우측에 자동차 바퀴가 올라탈 수 있는 구조물(500)이 있고, 상기 구조물(500)의 내측에 센서유닛(S)이 장착되며, 좌,우측의 상기 구조물(500) 사이에는 컨넥터(50)가 위치하도록 구성되며,
   상기 센서유닛(S)은 자동차 바퀴 진입시 타이어 위치를 감지하는 수 개의 스위치(80)와, 상기 스위치(80)에 의해 감지된 타이어 위치에 연동하여 수 개의 레이저(70) 중 해당하는 위치의 레이저 두 개가 작동하여 타이어 폭이 좁거나 넓은 것을 모두 측정 가능하도록 양쪽 타이어의 측정하고자 하는 정해진 지점을 향해 레이저 빛이 조사되어 두 개의 참고 라인을 각각 형성하도록 하는 수 개의 상기 레이저(70)와, 양쪽 타이어에 형성된 각각 두 개의 참고 라인 영상과 타이어 표면 영상을 프리즘 또는 거울(F1)을 통해 읽어 들이는 카메라(40)를 포함하고,
   상기 센서유닛(S)은 컨넥터(50)에 연결되고, 상기 컨넥터(50)에는 송수신장치(60)가 연결되면서, 상기 송수신 장치(60)는 상기 카메라(40)로 읽어들인 정보를 유,무선 통신방식을 통해 연산장치(30)로 전송하도록 구성하고,
   상기 연산장치(30)는 두 개의 참고 라인이 형성된 부분의 요철이 있는 타이어 영상을 분석해서 타이어 골마다 깊이를 연산하여 마모 정도를 판단하는 기능, 돌이나 이물질이 있는지 여부를 두 개의 참고 라인 부분의 연산값을 비교 평가하여 판별하게 되며 돌이나 이물질이 있는 부분의 값은 배제하고 없는 부분의 값을 채택하도록 하는 역할 수행의 기능, 두 개의 참고라인 값을 비교하여 타이어 마모 모양 및 위치를 판별하는 기능, 그리고 연산 완료된 데이터와 데이터를 근거로 편성한 알림 정보와 타이어 표면 영상을 측정 실무자 및 고객용 모니터(10, 20)에 유,무선 통신을 통해 송신하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 알림 정보는 마모에 대한 데이터를 측정 실무자 및 운전자용의 상기 모니터(10, 20)를 통해 공지하되, 상기 마모에 대한 구성은 사용 적합, 상시 점검, 교체로 구분 가능하고, 상기 마모 모양에 대한 표기는 상태 진단 결과값을 토대로 공기압 과소, 공기압 과다, 코너링, 휠 얼라이먼트로 구분하면서 타이어 표면 영상도 제공하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
3. 자동차 검사장, 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 중 어느 하나에 제공되어 자동차 타이어의 마모 측정 및 타이어 상태 진단을 할 수 있는 측정장치로서,
   상기 측정장치는 좌,우측 바퀴를 동시에 측정하도록 좌,우측에 자동차 바퀴가 올라탈 수 있는 구조물(500)이 있고, 상기 구조물(500)의 내측에 타이어 바닥을 향하도록 프리즘 또는 거울(F1)이 없는 센서유닛(S)이 장착되고,
   좌,우측의 상기 구조물(500) 사이에는 컨넥터(50)가 위치하도록 구성되며,
   상기 센서유닛(S)은 자동차 바퀴 진입시 타이어 위치를 감지하는 수 개의 스위치(80)와, 상기 스위치(80)에 의해 감지된 타이어 위치에 연동하여 수 개의 레이저(70) 중 해당하는 위치의 레이저 두 개를 작동하여 타이어 폭이 좁거나 넓은 것을 모두 측정 가능하도록 양쪽 타이어의 측정하고자 하는 정해진 지점을 향해 레이저 빛이 조사되어 두 개의 참고 라인을 각각 형성하도록 하는 수 개의 상기 레이저(70)와, 양쪽 타이어에 형성된 각각 두 개의 참고 라인 영상과 타이어 표면 영상을 읽어 들이는 카메라(40)를 포함하고,
   상기 컨넥터(50)와 연결된 송수신 장치(60)는 상기 카메라(40)로 읽어들인 정보를 유,무선 통신방식을 통해 연산장치(30)로 전송하도록 구성하고,
   상기 연산장치(30)는 두 개의 참고 라인이 형성된 부분의 요철이 있는 타이어 영상을 분석해서 타이어 골마다 깊이를 연산하여 마모 정도를 판단하는 기능, 돌이나 이물질이 있는지 여부를 두 개의 참고 라인 부분의 연산값을 비교 평가하여 판별하게 되며 돌이나 이물질이 있는 부분의 값은 배제하고 없는 부분의 값을 채택하도록 하는 역할 수행의 기능, 두 개의 참고라인 값을 비교하여 타이어 마모 모양 및 위치를 판별하는 기능, 그리고 연산 완료된 데이터와 데이터를 근거로 편성한 알림 정보와 타이어 표면 영상을 측정 실무자 및 고객용 모니터(10, 20)에 유,무선 통신을 통해 송신하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 측정장치는 상기 측정장치 상부에 롤러(R1)를 장착하고, 진입된 자동차 바퀴가 정지한 다음 상기 측정장치 동력으로 상기 롤러(R1)를 구동해서 자동차 바퀴를 저속으로 회전시키면서 타이어 마모 데이터 및 타이어 표면 영상을 취득하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 측정장치는 두 개의 상기 롤러(R1) 사이 양쪽 구조물(500)의 내벽에 두 대의 상기 카메라(40)를 장착해서 타이어의 사이드 wall 영상 취득이 가능하도록 하여 타이어 생산 년도 및 타이어 훼손 상태를 판독하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
6. 자동차 검사장, 타이어 전문매장, 카센터, 주유소 중 어느 하나에 제공되어 자동차 타이어의 마모 측정 및 타이어 상태 진단을 할 수 있는 측정장치로서,
   상기 측정장치는 좌,우측 바퀴를 동시에 측정하도록 좌,우측에 자동차 바퀴가 올라탈 수 있는 구조물(500)이 있고, 상기 구조물(500)의 내측에 센서유닛(S)이 장착되며, 좌,우측의 상기 구조물(500) 사이에는 컨넥터(50)가 위치하도록 구성되며,
   상기 센서유닛(S)은 리니어 스테핑 모터(90)에 나사산으로 구성된 구동축(91)을 연결하고, 상기 구동축(91)에 상기 센서유닛(S)이 장착되며, 상기 센서유닛(S)의 다른 일측은 가이드 축(92)에 끼워지도록 동공 형태로 이루어진 구조로 이루어지고,
   상기 센서유닛(S)은 적어도 하나 이상의 스위치(80)에 의해 자동차 바퀴의 위치를 감지한 결과를 토대로 상기 리니어 스테핑 모터(90)를 구동시켜 타이어 트레드 측정 전에 자동차 바퀴 하단부 중앙에 위치하도록 상기 구동축(91)을 따라 좌,우로 움직이는 정밀 제어가 이루어지는 것으로, 두 개의 참고 라인을 각각 형성하도록 조사하는 두 개의 레이저(70)와, 양쪽 타이어에 형성된 각각 두 개의 참고 라인 영상과 타이어 표면 영상을 프리즘 또는 거울(F1)을 통해 읽어들이는 카메라(40)를 포함하며,
   상기 센서유닛(S)은 컨넥터(50)에 연결되고, 상기 컨넥터(50)에는 송수신장치(60)가 연결되면서, 상기 송수신 장치(60)는 상기 카메라(40)로 읽어들인 정보를 유,무선 통신방식을 통해 연산장치(30)로 전송하도록 구성하고,
   상기 연산장치(30)는 두 개의 참고 라인이 형성된 부분의 요철이 있는 타이어 영상을 분석해서 타이어 골마다 깊이를 연산하여 마모 정도를 판단하는 기능, 돌이나 이물질이 있는지 여부를 두 개의 참고 라인 부분의 연산값을 비교 평가하여 판별하게 되며 돌이나 이물질이 있는 부분의 값은 배제하고 없는 부분의 값을 채택하도록 하는 역할 수행의 기능, 두 개의 참고라인 값을 비교하여 타이어 마모 모양 및 위치를 판별하는 기능, 그리고 연산 완료된 데이터와 데이터를 근거로 편성한 알림 정보와 타이어 표면 영상을 측정 실무자 및 고객용 모니터(10, 20)에 유,무선 통신을 통해 송신하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 센서유닛(S)은 프리즘 또는 거울(F1)이 없는 구조로 타이어 바닥을 향하도록 장착하여 측정 기능을 수행하도록 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 센서유닛(S)은 한 바퀴당 두 대의 카메라(40)를 장착하고, 타이어 폭의 절반씩 좌,우측으로 구분하여 두 개의 참고라인 데이터를 취득한 다음, 좌,우측의 상기 데이터를 합성하여 타이어 전체 폭의 데이터를 취득하게 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
9. 청구항 6에 있어서,
   레이저(70)에서 조사되는 빛이 프리즘 또는 거울(F1)을 통해 타이어에 비춰지도록 구성하고,
   상기 프리즘 또는 거울(F1)이 없는 카메라(40)가 타이어 바닥면을 향하도록 구성된 센서유닛(S)이 장착되는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 센서유닛(S)의 하부에 열선 또는 히터(H1)를 장착하여 강추위에도 상기 센서유닛(S)이 원활하게 작동하도록 하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
11. 청구항 6에 있어서,
    상기 측정장치는 상기 측정장치 상부에 롤러(R1)를 장착하고, 두 개의 상기 롤러(R1) 사이 양쪽 구조물 내벽에 두 대의 카메라(40)를 장착해서 진입된 자동차 바퀴가 정지한 다음 상기 측정장치의 동력으로 상기 롤러(R1)를 구동해서 자동차 바퀴를 저속으로 회전시키면서 타이어 마모 데이터 및 타이어 표면 영상을 취득함과 동시에 타이어의 사이드 wall 영상을 취득하여 타이어 생산 년도 및 타이어 훼손 상태를 판독하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.
12. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 측정장치에 포함되는 상기 스위치(80)는 진입하는 타이어가 좌,우로 치우치는 것을 감지하여 수 개의 레이저 중 두 개의 레이저(70)를 선택하는 용도로 이용하고,
    상기 스위치(80)와는 별개로 측정지점 인근에는 측정지점에 타이어가 진입하는 것을 감지하여 두 개의 상기 레이저(70) 및 상기 카메라(40)의 작동시점을 알려주는 용도로 활용하는 센서 기능의 다른 스위치(80')를 설치하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 및 타이어 상태 진단 장치.

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