KR20100129863A - 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 - Google Patents

진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것으로, 좀더 상세히, 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 평행하게 위치된 두개의 리프트의 차량탑재대(10)와, 상기 두개의 차량탑재대(10)의 길이방향으로 나란하게 각각 복수개 설치되는 거리감지센서(20)와, 상기 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신하는 송신부(30)와, 상기 송신부(30)로부터 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)까지의 복수의 거리정보를 기초로하여 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량(V)의 위치를 판단하는 제2처리부(40)와, 상기 제2처리부(40)에 의해 차량(V)이 어느 한쪽으로 쏠려 진입한다고 판단된 경우 차량(V)의 위치 정보를 운전자에게 표시하여 주어 차량의 올바른 진입을 유도하는 디스플레이부(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.
얼라인먼트, 미러, 3차원, 진입유도장치

Description

진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 { Wheel Alignment Apparatus Using Three-Dimensional Measurement Type With Entry Instruction Device }
본 발명은 미러에 빛을 조사하는 발광체와 미러를 휠에 장착시키는 클램프와 빛이 조사된 미러의 영상을 촬영하는 카메라와 전송된 미러의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 처리부로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 차량이 리프트의 중앙으로 진입할 수 있도록 유도하는 차량 진입유도장치를 구비하여 차량이 리프트의 한쪽으로 치우쳐서 진입하거나 리프트의 중심선 대비 틀어지게 진입되는 것을 미연에 방지하여 휠 얼라인먼트 장치의 측정 오차 발생을 차단하여 정확한 측정을 할 수 있는 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.
차에 장착된 4개의 휠과 타이어는 조종 안정성과 좋은 승차감을 얻기 위하여 여러 가지 기하학적인 각도를 갖고 있다. 이들 각도의 대표적인 것을 들면 캠버,캐스터,토우 등이 있는데 충격이나 사고, 부품 마모, 잘못된 조립 등에 기인하여 이들 각도가 변화되어 주행 중 각종 문제점을 일으킨다. 이 각도를 수정하는 일련의 작업을 우리는 휠 얼라인먼트라고 하는 데 우리말로는 차륜 정렬이라고 한다. 타이어의 수명과 차량의 주행 안정성에 직결되기 때문에 최근에는 중요성이 부각되어, 차량 하부 작업시 정비를 의무화하려는 흐름이 국내외에서 일어나고 있다.
위의 각도를 얻어내는 계측장비를 휠 얼라이너라고 하는데, 줄자를 이용한 원시적인 방법이 있고, 90~2000년대에는 센서 기술의 발달로 인하여 CCD 이미지 센서를 이용한 고전적인 방식의 얼라이너가 있었다. CCD 이미지센서의 가격이 비싸기 때문에, 얼라이너의 제품가격은 2000만원이 넘었지만, 최근 들어서 반도체 기술의 발달로 인한 CMOS 센서 적용으로 가격이 저렴해진 상태이다. 이러한 센서 타입의 얼라이너 같은 경우는 차량의 휠에 센서를 부착하고 본체 PC와 실시간으로 통신을 하여 계측된 데이터를 읽어 오는 방식인데 광학 기술을 이용한 장비이다 보니 외부 잡광과 차체 반사에 취약한 단점이 있고, 무선형의 경우 배터리 충전문제 등이 부가적으로 파생되게 되었다.
최근 들어서 미국의 헌터등의 선진업체에서는 작업자의 편의성을 증대시키고 빛의 의한 간섭, 차체 반사, 배터리 문제등의 기존 제품이 안고 있는 것들을 해결한 3차원 카메라 방식의 얼라이너를 시판하기 시작하였다. 제품들이 가격이 높고 환율이 급등한 현재 상황에서 일반 정비사업소에서 제품을 구매하기는 어려운 상황이며, 제품 특성상 정면에 3m정도의 공간을 확보하여야 하기 때문에 영세한 정비소에는 설치하기가 어려운 상황이다.
종래기술에 따른 휠 얼라인먼트에서도 마찬가지지만, 특히 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 차량이 리프트의 한쪽으로 치우쳐서 진입하 거나 리프트의 중심선 대비 틀어지게 진입되는 경우 차륜의 각도를 정확히 측정할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서 차량이 리프트의 중앙으로 진입할 수 있도록 유도하는 차량 진입유도장치를 구비하여, 차량이 리프트의 한쪽으로 치우쳐서 진입하거나 리프트의 중심선 대비 틀어지게 진입되는 것을 미연에 방지하여 휠 얼라인먼트 장치의 측정 오차가 발생하는 문제점을 해결한 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치를 제공하기 위함이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치는, 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서,
평행하게 위치된 두개의 리프트의 차량탑재대(10)와,
상기 두개의 차량탑재대(10)의 길이방향으로 나란하게 각각 복수개 설치되는 거리감지센서(20)와,
상기 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신하는 송신부(30)과,
상기 송신부(30)로부터 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)까지의 복수의 거리정보를 기초로하여 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량(V)의 위치를 판단하는 제2처리부(40)와,
상기 제2처리부(40)에 의해 차량(V)이 어느 한쪽으로 쏠려 진입한다고 판단된 경우 차량(V)의 위치 정보를 운전자에게 표시하여 주어 차량의 올바른 진입을 유도하는 디스플레이부(50)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르는 경우 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 차량이 리프트의 중앙으로 진입할 수 있도록 유도하는 차량 진입유도장치를 추가로 구비하여, 차량이 리프트의 한쪽으로 치우쳐서 진입하거나 리프트의 중심선 대비 틀어지게 진입되는 것을 미연에 방지하여, 휠 얼라인먼트 장치의 측정 오차가 발생하는 문제점을 해결한 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치가 제공된다.
이하 본 발명에 의한 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 평면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 진입유도장치 상세 구성도이다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치는 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된다. 횡프레임(9)과 기둥(8)에 의해 카메라(4)와 발광체(1)가 함께 지지될 수 있다.
본 발명은 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것이며 전술한 장치를 이용한 휠의 3차원 측정방식은 공지된 사항으로서 본 발명에서는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 출원시에 공지된 미국특허 제7,538,864(Vehilce wheel alignment system scanned beam imaging sensor, 양수인 : 헌터 엔지니어링), 미국특허 제7,336,350(Wheel alignment apparatus and method utilizing three-dimensional imaging, 양수인 : 헌터 엔지니어링), 미국특허 제7,454,841(Method and apparatus for wheel alignment system target projection and illumination, 양수인 : 헌터 엔지니어링), 미국특허 제7,295,297(Imagine sessing wheel alignment system, 양수인 : 헌터 엔지니어링) 등에 게시된 3차원 이미지 센싱을 통한 휠의 3차원 위치 측정방식에 관한 기술은 본 발명의 명세서에 기재된 것으로 본다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 진입유도장치(100)는 차량탑재대(10)와 거리감지센서(20)와 송신부(30)와, 제2처리부(40)와 디스플레이부(50)를 포함하여 구성된다.
차량탑재대(10)는 서로 평행하게 위치하며 두개로 구성된다. 거리감지센서(20)는 두개의 차량탑재대(10)의 길이방향으로 나란하게 각각 복수개 설치된다. 송신부(30)는 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신한다.
제2처리부(40)는 송신부(30)로부터 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)까지의 복수의 거리정보를 기초로하여 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량(V)의 위치를 판단한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 거리감지센서(20)는 차량탑재대(10)의 길이 방향으로 3단계(리프트 후방, 리프트 중앙, 리프트 전방)를 이루도록 한열에 3개씩 구성될수 있다. 이 경우 차량 진입 초기에 제2처리부(40)는 양측 차량탑재대(10)의 1단계지점(차량탑재대 후방)에 위치한 두개의 거리감지센서(20)의 신호로부터 차량이 어느쪽으로 치우쳐 진입하는지를 판단할 수 있다.
예를들어, 차륜/차체와 좌측후방 거리감지센서20(a) 사이의 거리보다 차륜/차체와 우측후방 거리감지센서20(b) 사이의 거리보다 크면 제2처리부(40)는 차량이 좌측으로 쏠려 지입하고 있다고 판단하고, 예를들어, 그 거리의 차이가 10cm 이상인 경우 가장 좌측에 있는 LED(L2)를 점등시키고, 그 거리의 차이가 3 ~ 10cm 인 경우 좌측에 있는 LED(L1)를 점등시키고, 그 거리의 차이가 오차범위 내인 0 ~ 3cm 인 경우 중앙의 LED(M)를 점등시킨다.
차량이 차량탑재대의 중간에 위치한 2단계 거리감지센서(20)를 지나거나 전방의 2단계 거리감지센서(20)에 근접한 경우 제2처리부(40)는 각각의 거리감지센서(20)와 인접한 차륜/차체 사이의 거리 정보로부터 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량의 중심선(CLine-차량)이 비틀어져 이루는 각도를 계산할 수 있고, 이를 디스플레이부(50)에 적절한 방법으로 표시할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(50)는 제2처리부(40)에 의해 차량(V)이 어느 한쪽으로 쏠려 진입한다고 판단된 경우 차량(V)의 위치 정보를 운전자에게 표시하여 주어 차량의 올바른 진입을 유도한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(50)는 차량이 왼쪽으로 쏠리다는 정보가 제2처리부(40)로부터 수신된 경우 수평으로 복수개 배치된 LED표시 등의 왼쪽 부분을 점등시키고, 차량이 오른 쪽으로 쏠리다는 정보가 수신된 경우 수평으로 복수개 배치된 LED표시 등 중 오른 쪽 LED 등을 점등시키며, 차량이 오차 범위 안에서 정상적으로 진입하는 경우 중앙의 녹색 LED등을 점등하는 방법 등으로 디스플레이 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(50)는 일측으로 치우친 정도가 크다고 판단된 경우 최 외곽쪽의 LED를 점등시키고 치우친 정도가 적다고 판단된 경우 내측의 LED를 점등하여 치우친 방향 뿐 아니라 치우친 정도를 운전자에게 표시할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 진입유도장치(100)에 있어서, 거리감지센서(20)는 하나의 차량탑재대(10)에 1 ~ 2열씩 구비되고, 하나의 열에 나란하게 2개 이상의 복수(예를들어, 2 ~ 6개)의 거리감지센서(20)가 구비되는 것이 바람직하다.
거리감지센서(20)는 초음파 센서 또는 레이져 센서 중에서 선택된다. 초음파 센서 또는 레이져 센서는 송신부와 수신부를 포함하며 공지된 기술로서 본 발명의 명세서에서 그 상세한 설명은 생략한다. 초음파를 통신 수단으로 해서 거리센서를 구성할 경우 초음파 발진(송신)기와 초음파 수신기가 필요하게 된다. 이 경우 발진(송신) 소자와 수신 소자를 개별로 설치하는 방법과 하나의 소자를 공용하는 방법이 있다.
차량(V)의 위치 정보를 운전자에게 표시하여 주는 디스플레이부(50)는, 메인컴퓨터(6)에 연결된 모니터(7) 또는 카메라(4)와 발광체(1)를 지지하는 기둥(8)의 전면에 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 진 입유도장치(100)에 있어서, 제2처리부(40)는 메인컴퓨터(6)에 구성되고, 제2처리부(40)는 차량(V)의 한쪽 방향 쏠림정도와 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량의 중심선(CLine-차량)이 비틀어져 이루는 각도를 계산하고, 이렇게 계산된 차량(V)의 한쪽 방향 쏠림정도와 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량의 중심선(CLine-차량)이 비틀어져 이루는 각도가 오차범위 이내인 경우에 한하여, 정상진입 완료 신호를 상기 디스플레이부(50)에 전송한다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 진입유도장치 상세 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 발광체 2 : 미러
3 : 클램프 4 : 카메라
5 : 제1처리부 6 : 메인컴퓨터
8 : 기둥 10 : 차량탑재대
20 : 거리감지센서 30 : 송신부
40 : 제2처리부 50 : 디스플레이부

Claims (5)

  1. 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서,
    평행하게 위치된 두개의 리프트의 차량탑재대(10)와,
    상기 두개의 차량탑재대(10)의 길이방향으로 나란하게 각각 복수개 설치되는 거리감지센서(20)와,
    상기 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신하는 송신부(30)와,
    상기 송신부(30)로부터 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)까지의 복수의 거리정보를 기초로하여 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량(V)의 위치를 판단하는 제2처리부(40)와,
    상기 제2처리부(40)에 의해 차량(V)이 어느 한쪽으로 쏠려 진입한다고 판단된 경우 차량(V)의 위치 정보를 운전자에게 표시하여 주어 차량의 올바른 진입을 유도하는 디스플레이부(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진입유도장치(100)를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리감지센서(20)는 하나의 차량탑재대(10)에 1 ~ 2열씩 구비되고,
    하나의 열에 나란하게 적어도 2개 이상의 거리감지센서(20)가 구비되는 것을 특징으로 하는 진입유도장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거리감지센서(20)는 초음파 센서 또는 레이져 센서 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 진입유도장치(100)를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    차량(V)의 위치 정보를 운전자에게 표시하여 주는 디스플레이부(50)는, 메인컴퓨터(6)에 연결된 모니터(7) 또는 카메라(4)와 발광체(1)를 지지하는 기둥(8)의 전면에 구성되는 것을 특징으로 하는 진입유도장치(100)를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2처리부(40)는 메인컴퓨터(6)에 구성되고,
    상기 제2처리부(40)는 차량(V)의 한쪽 방향 쏠림정도와 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량의 중심선(CLine-차량)이 비틀어져 이루는 각도를 계산 하고,
    이렇게 계산된 차량(V)의 한쪽 방향 쏠림정도와 리프트의 중심선(CLine-리프트) 대비 차량의 중심선(CLine-차량)이 비틀어져 이루는 각도가 오차범위 이내인 경우에 한하여, 정상진입 완료 신호를 상기 디스플레이부(50)에 전송하는 것을 특징으로 하는 진입유도장치(100)를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
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