KR20030061495A - 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 레이저 센서를 이용한 비접촉식 측정으로 주관성 및 데이터 편차를 최소화하고, 단면정보를 컴퓨터에 내장되는 고정된 프로그램에 의해 자동으로 측정 처리하여 외부편차 제거 및 재현성을 확보하며, 측정시간를 절감하고, 휴대가능한 형태로 현장에서 시험을 진행하여 즉시 그 결과를 알려 주어 제품의 신뢰도를 증진시키는 것이다. 본 발명의 측정장치는 전체 프레임, 차량 진입 삼각대, 두개의 평행한 원통형의 롤러, 서보모터(servo motor), 레이저 센서, 수평이동수단, 컴퓨터로 구성된다.

본 발명의 측정방법은 차량 진입 및 타이어를 롤러 사이에 위치시키는 단계, 측정범위를 결정 및 레이저 센서 초기 위치 단계와, 깊이 데이터를 획득 및 저장단계, 레이저 센서 초기 위치단계, 초기 단면정보와의 비교단계, 트레드의 마모량과 편마모 정도를 결정단계, 예상주행거리 계산단계, 컬러 맵 표시단계, 화면에 디스플레이하는 단계로 구성된다.

본 발명은 상기 구성에 의하여 실시되어 상기 목적을 달성할 수 있다.

Description

휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법{Portable Tire Tread Depth Measurement System and Method}

본 발명은 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법(Portable Tire Tread Depth Measurement System and Method)에 관한 것으로, 특히 타이어가 차량에 장착된 상태에서 사용하는, 레이저를 이용한 비접촉식(Non-contact type)의 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어 마모를 측정하는 방법으로 타이어 원주상으로 8등분하여 각 측정 포인트(Main Groove와 Lateral Groove)를 깊이게이지(아날로그)를 통해 측정자가 수작업으로 타이어 트레드 표면에 접촉하여 측정 기록한다. 여기서 취득된 데이타로부터 초기 깊이와 일정 거리 주행후 측정한 깊이로 부터 측정한 타이어가 마모 한계까지 얼마나 주행할 수 있는가하는 예상 주행 거리를 예측식에 적용하여산출한다.

최근에 개발된 레이저를 이용한 비접촉식 타이어 트레드 깊이 측정 장치는 이러한 수작업에 의해 발생되는 측정편차를 줄이고 재연성을 확보하는데 상당히 큰 기여를 했다.

그러나, 상기 일반적인 수작업에 의한 측정방법은 측정기기인 깊이게이지를 타이어 트레드부에 접촉하여 측정하므로 이상 마모등이 생겨 트레드부가 불규칙할 경우 측정 자체가 어렵고,측정이 수작업으로 이루어 진행되므로 측정하는 사람 또는 측정자의 주관적인 상태나 기분에 따라 데이터의 유동성이 크고 측정의 재연성이 부족하다.

그리고, 상기 레이저를 이용한 측정방법은 사용되는 장치들이 상대적으로 커서 실제 현장에서는 사용할수 없는 단점이 있어 시험에 적용되는 범위가 한계가 있다.

반면, 마모 시험 방법 중의 하나인 실차 시험(Commercial Test)은 일반 소비자에게 개발/개선된 타이어를 제공하고 소비자의 조건대로 주행케 하여 일정 기간이 지난후 시험원이 소비자에게 방문하여 마모정도를 파악하여 개발/개선의 내용에 부합하는지를 파악하는 시험법으로 대부분의 실차 시험을 통해 마모를 측정하는 시험은 시험실이 아닌 현장에서 진행(실차 시험)되므로 이러한 장치의 사용은 상대적으로 적고 정밀한 측정을 위해서는 시험 타이어를 장착한 차량을 시험실로 불러 드려와서 측정을 실시해야 하므로 소비자에게 거부감을 줄 수 있고 많은 시간을 빼았는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 레이저 센서를 이용한 비접촉식 측정으로 주관성을 배제하여 데이터 편차를 최소화하고, 타이어 전체 트레드부에 대하여 측정하여 컴퓨터를 이용하여 데이터를 처리하므로 이상 마모등에 의해 트레드부가 불규칙할 경우에도 이에 관한 마모정보를 제공할 수 있고, 더욱이 트레드 깊이 및 단면정보를 컴퓨터에 내장되는 프로그램에 의해 자동으로 측정 처리할 수 있는 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법을 제공하면서도 휴대가능한 형태로 타이어가 차량에 장착된 상태로 현장에서 시험을 진행하여 즉시 그 결과를 알려 주는 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법을 제공하여 상기 문제점을 해소하는 것을 목적으로 한다.

또한, 다른면에서는 컴퓨터에 의해 깊이 정보를 색으로 구분하여 디스플레이 함으로써 마모정보를 시각적으로 출력할 수 있고, 측정 데이터 저장하여 과거의 깊이 데이터와 현재의 깊이 데이터를 비교 계산하여 마모된 정도와 예상 주행거리등의 정보를 알려주는 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법을 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 트레드 깊이 측정장치를 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 타이어 트레드 깊이 측정방법을 간략히 설명하는 블록도이다.

상기에 기술된 목적은 본 발명의 휴대용 측정장치 및 측정방법에 의하여 달성되느바, 본 발명의 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치는 전체 프레임과; 상기 전체 프레임의 전면부에 결합되어 차량이 상기 전체 프레인의 상부에 진입 할수 있도록 하는 삼각형 형태의 차량 진입 삼각대와; 상기 전체 프레임에 결합되어 상기 차량의 타이어가 그 사이에 위치되도록 하고, 상기 타이어를 지지하고 회전시키는두개의 평행한 원통형의 롤러와; 상기 두개의 롤러중 하나를 회전시키는 서보모터(servo motor)와; 상기 롤러의 사이에 위치하여 트레드의 깊이를 측정하기 위한 레이저 센서와; 상기 레이저 센서를 좌/우로 이동시키기 위한 수평이동수단과; 상기 서보모터와 상기 레이저 센서 및 상기 수평이동수단과 연결되고 제어 프로그램과 분석 프로그램을 탑재하여 상기 제어 프로그램에 의해 구동장치의 동작과 수평이동수단의 동작을 제어 하며 상기 타이어의 트레드 깊이를 상기 레이저 센서에서 측정토록 하고 상기 분석 프로그램에 의하여 측정된 데이터를 처리하고 저장하며 상기 데이터를 분석하여 그 결과를 디스플레이 할 수 있는 컴퓨터로 구성된다.

본 발명의 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 트레드 깊이 측정장치(10)를 도시한 사시도로 전체 프레임(11)과; 상기 전체 프레임의 전면부에 결합되어 차량이 상기 전체 프레인의 상부에 진입 할수 있도록 하는 삼각형 형태의 차량 진입 삼각대(12)와; 상기 전체 프레임에 결합되어 상기 차량의 타이어(18)가 그 사이에 위치되도록 하고, 상기 타이어를 지지하고 회전시키는 두개의 평행한 원통형의 롤러(13)와; 상기 두개의 롤러중 하나를 회전시키는 서보모터(servo motor)(14)와; 상기 롤러의 사이에 위치하여 트레드의 깊이를 측정하기 위한 레이저 센서(15)와; 상기 레이저 센서를 좌/우로 이동시키기 위한 수평이동수단(16)과; 상기 서보모터와 상기 레이저 센서 및 상기 수평이동수단과 연결되고 제어 프로그램과 분석 프로그램을 탑재하여상기 제어 프로그램에 의해 구동장치의 동작과 수평이동수단의 동작을 제어 하며 상기 타이어의 트레드 깊이를 상기 레이저 센서에서 측정토록 하고 상기 분석 프로그램에 의하여 측정된 데이터를 처리하고 저장하며 상기 데이터를 분석하여 그 결과를 디스플레이 할 수 있는 컴퓨터(17)로 구성된다.

도면에서 본 발명에 따른 타이어 트레드 깊이 측정장치(10)는 1개만 도시되어 있으나 바람직한 실시예는 차량의 2개의 타이어를 차량에 장착된 상태로 지지 및 측정하기 위한 소정의 간격으로 배치될 2개의 동일한 측정장치(10)으로 구성될 수 있으며 용이하게 운반 및 설치가 가능한 형태 및 중량이어야 한다.

도면에서 전체프레임(11)은 본 측정장치의 구성요소들을 수납하고 지지하며 전면부에는 차량진입을 위한 삼각대(12)가 결합되어 있다.

두개의 평행한 롤러(13)는 전체프레임에 차량의 진입방향과 수직으로 타이어를 지지 및 회전가능하게 설치된다.

서보모터(14)는 상기 롤러중 하나를 회전시키며 제어가능한 형태의 구동수단이다.

레이저 센서(15)는 두 롤러(13)의 사이에 측정될 타이어로 부터 소정의 거리 하부에 위치하며 이 거리는 선택된 레이저 센서의 용량에 따라 변할 수 있으나 관계법령에 의한 안전인증의 범위내의 용량인 것이 바람직하며 당업자는 상기 레이저 센서의 거리및 용량의 선택을 용이하게 할 수 있다. 본 실시예에서는 센싱 한계가 4㎝ ±1㎝인 레이저 센서를 적용하여 거리는 3 ㎝로 고정하고 있다. 또한 상기 레이저 센서는 레이저 광원 및 레이저가 타이어 표면으로 부터 반사될 때 이를 수신하는 수신기를 포함함은 자명하며 상기 발광및 수신은 제어가능하여야 한다.

수평이동수단(16)은 소위 X-table로 구현할 수 있으며 레이저센서를 상부에 탑제하여 상기 롤러와는 수평으로 설치되어 적절한 구동수단의 제어에 의하여 레이저 센서를 좌우로 이동시킬 수 있도록 전체프레임의 바닥에 설치된다.

컴퓨터(17)는 상기 서보모터와 수평이동수단 및 레이저 센서과 연결되고 제어 프로그램과 분석 프로그램을 탑재하여 상기 제어 프로그램에 의해 구동장치의 동작과 수평이동수단의 동작을 제어 하며 상기 타이어의 트레드 깊이를 상기 레이저 센서에서 측정토록 하고 상기 분석 프로그램에 의하여 측정된 데이터를 처리하고 저장하며 상기 데이터를 분석하며 그 결과를 디스플레이할 수 있는 디스플레이장치를 포함하며, 휴대가능한 형태의 컴퓨터로 노트북 컴퓨터인 것이 바람직하다.

상기 탑재된 제어 프로그램 및 분석 프로그램은 다양한 형태로 측정의 대상과 형태에 따라 당업자에 의해 용이하게 제작될 수 있다.

본 발명의 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치를 사용하는 타이어 트레드 깊이 측정 방법은 시험 대상 타이어가 장착된 차량을 상기 차량 진입 삼각대를 통해 상기 전체 프레임 상부에 진입 및 정지시켜 상기 타이어를 상기 두개의 롤러 사이에 위치시키는 단계와; 상기 제어 프로그램(범위 측정 프로그램)에 의해 상기 레이저 센서를 좌우로 이동시켜 측정하여 타이어 트레드의 측정범위를 결정하고, 상기 결정된 측정범위의 초기 위치로 상기 레이저 센서를 위치시키는 단계와; 상기 제어 프로그램(깊이 측정 프로그램)에 의해 상기 서보모터를 구동하여 상기 두개의 롤러중 하나를 정속 회전시킴으로써 그 위에 접촉된 타이어를 정속 회전시키고, 상기 타이어의 1회전마다 상기 레이저 센서를 소정의 간격으로 수평이동 시키며 상기 타이어 트레드의 깊이를 측정하여 상기 타이어 트레드의 깊이 데이터를 획득하여 상기 컴퓨터 저장하는 단계와; 상기 레이저 센서가 수평 이동에 의해 상기 결정된 측정범위를 모두 측정하면 측정을 종결하고 상기 레이저 센서가 초기 위치로 돌아오는 단계와; 상기 저장된 데이터에 의해 상기 타이어 트레드의 단면정보(tread pro- file)를 얻고 초기의 타이어 트레드의 데이터에 의한 타이어 트레드 단면정보와의 비교를 통해 상기 트레드 전체의 깊이 차이를 결정하고 이에 의하여 상기 타이어 트레드의 마모량과 편마모 정도를 결정하여 상기 컴퓨터의 화면에 디스플레이 하는 단계를 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 타이어 트레드 깊이 측정방법의 흐름도이며 타이어 트레드 깊이 측정방법의 실시예를 본 흐름도를 참조하여 설명한다.

차량진입 및 타이어를 위치시키는 단계(21)는 소비자 또는 운전자가 차량을 차량 진입 삼각대를 통해 진입 및 두개의 롤러 사이에 정지시켜 타이어가 두 롤러 사이에 위치되도록 하는 단계로 이후 차량의 기어를 중립에 놓고 하차함으로써 일단 소비자 또는 운전자가 할 일은 끝난다.

측정범위 결정 및 레이저 초기 위치 단계(22)는 상기 컴퓨터에 탑재된 제어 프로그램(범위 측정 프로그램)에 의하여 수평이동수단을 구동하여 레이저 센서를 좌우로 이동시켜 타이어 트레드의 측정범위를 측정하고, 이 측정이 끝나고 측정범위가 결정되면 측정범위의 최초 위치로 레이저 센서를 이동시켜 멈추는 단계이다.

깊이 데이터 획득 및 저장단계(23)는 우선 제어 프로그램(깊이 측정 프로그램)에 의하여 서보모터를 구동하여 두 롤러를 정속회전시키고 이에 지지되어 있는 타이어를 정속회전시킨 후 상기 정속회전중 상기 타이어의 1회전마다 상기 레이저 센서를 소정의 간격으로 수평이동 시키며 상기 타이어 트레드의 깊이를 측정하여 상기 타이어 트레드의 깊이 데이터를 획득하여 컴퓨터에 저장하는 단계로 상기 소정의 간격은 본 실시예에서는 1.0㎜로 하여 데이터를 처리하고 있으며, 저장하는 단계에 A/D 컨버팅이 포함되는 것은 자명하다.

상기 단계(23)가 타이어 트레드의 전 측정범위에 대하여 완료되면 레이저 센서를 초기 위치로 돌려보낸다(24).

초기 단면정보와의 비교단계(25)는 상기 단계(23)에서 저장된 깊이 데이터로부터 트레드 단면정보(Tread Profile)를 결정하고 초기의 데이터에 의한 단면정보와의 비교를 하는 단계로 마모량과 편마모 정도를 결정하는 단계(26)를 거쳐 디스플레이 하거나 이에 추가하여 예상주행거리 산출식에 적용하는 단계(28)를 거쳐 예상 주행거리 혹은 마모한계를 계산하여 디스플레이 한다.

상기 깊이 데이터 획득 및 저장단계(23)에서 저장된 깊이에 대한 데이터는 측정된 깊이에 따라 각각 다른 색깔로 구분하는 컬러맵(Color Map)단계(29)를 거쳐 타이어 트레드 전체에 대하여 시각적으로 편마모 등에 대한 정보를 확인할 수 있도록 디스플레이 된다.

상기 디스플레이 단계(27)는 컴퓨터의 화면 또는 프린터등 기타 출력수단에 의할 수 있다.

레이저 센서를 이용한 비접촉식 측정으로 측정 데이터의 편차를 최소화 할 수 있고 인위적인 요소를 제거하여 데이터의 재현성을 확보할 수 있으며, 휴대용으로 현장에서 직접 사용이 가능하므로 그 적용범위가 넓다. 또한 소비자에게 직접 측정결과를 알려 줄 수 있어 제품에 대한 신뢰성 부여의 정도가 높다.

Claims (4)

1. 전체 프레임(10)과;

   상기 전체 프레임의 전면부에 결합되어 차량이 상기 전체 프레인의 상부에 진입 할 수 있도록 하는 삼각형 형태의 차량 진입 삼각대와;

   상기 전체 프레임에 결합되어 상기 차량의 타이어가 그 사이에 위치되도록 하고, 상기 타이어를 지지하고 회전시키는 두개의 평행한 원통형의 롤러와;

   상기 두개의 롤러중 하나를 회전시키는 서보모터(servo motor)와;

   상기 롤러의 사이에 위치하여 트레드의 깊이를 측정하기 위한 레이저 센서와;

   상기 레이저 센서를 좌/우로 이동시키기 위한 수평이동수단과; 상기 서보모터와 상기 레이저 센서 및 상기 수평이동수단과 연결되어, 제어 프로그램과 분석 프로그램을 탑재하여 상기 제어 프로그램에 의해 서보모터의 동작과 수평이동수단의 동작을 제어하며 상기 타이어의 트레드 깊이를 상기 레이저 센서에서 측정토록 하고, 상기 분석 프로그램에 의하여 측정된 데이터를 처리하고 저장하며 상기 데이터를 분석하여 그 결과를 디스플레이 할 수 있는 컴퓨터로 구성되는 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치.
2. 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치를 사용하여 타이어 전체 트레드부를 측정하고, 상기 타이어 트레드 외형에 관한 단면정보를 제공하는 타이어 트레드 깊이 측정 방법에 있어서:

   시험 대상 타이어가 장착된 차량을 상기 차량 진입 삼각대를 통해 상기 전체 프레임 상부에 진입 및 정지시켜 상기 타이어를 상기 두개의 롤러 사이에 위치시키는 단계와;

   상기 제어 프로그램(범위 측정 프로그램)에 의해 상기 레이저 센서를 좌우로 이동시켜 측정하여 타이어 트레드의 측정범위를 결정하고, 상기 결정된 측정범위의 초기위치로 상기 레이저 센서를 위치시키는 단계와;

   상기 제어 프로그램(깊이 측정 프로그램)에 의해 상기 서보모터를 구동하여 상기 두개의 롤러중 하나를 정속회전 시킴으로써 그 위에 접촉된 타이어가 정속회전하도록 하고,

   상기 타이어의 1회전마다 상기 레이저 센서를 소정의 간격으로 수평이동 시키며 상기 타이어 트레드의 깊이를 측정하여 상기 타이어 트레드의 깊이 데이터를 획득하여 상기 컴퓨터 저장하는 단계와;

   상기 레이저 센서가 수평 이동에 의해 상기 결정된 측정범위를 모두 측정하면 측정을 종결하고 상기 레이저 센서가 초기 위치로 돌아오는 단계와;

   상기 저장된 데이터에 의해 상기 타이어 트레드의 단면정보(tread profile)를 얻고 초기의 타이어 트레드의 데이터에 의한 타이어 트레드 단면정보와의 비교를 통해 상기 트레드 전체의 깊이 차이를 결정하고 이에 의하여 상기 타이어 트레드의 마모량과 편마모 정도를 결정하여 상기 컴퓨터의 화면에 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 깊이 측정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 초기의 타이어 트레드의 데이터에 의한 타이어 트레드 단면정보와 일정 거리 주행 후 측정된 타이어 트레드 단면정보를 비교하여 상기 거리 주행동안의 마모량을 결정하고 마모 수명과 예상 주행거리를 계산하여 디스플레이 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트레드 깊이 측정 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 깊이 데이터는 트레드 전체에 대하여 상기 측정된 깊이에 따라 각각 다른 색깔로 상기 컴퓨터의 화면에 디스플레이 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 깊이 측정 방법.