KR20230130041A - 휠 얼라인먼트 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

휠 얼라인먼트 측정 시스템 및 방법 Download PDF

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데이비드 엠. 데부르
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비피지 세일즈 앤드 테크놀로지 인베스트먼츠, 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 차량(24)의 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트 특성을 결정하기 위한 시스템(20, 120)에 관한 것으로, 이는 휠 어셈블리(22)에 부착되는 밑면(54)을 갖는 장착 베이스(46, 146)와 알려진 치수를 가지는 게이지 피스(42, 142)를 포함하는 광학 게이지(26, 126)를 사용한다. 광 프로젝터(28)는 광학 게이지(26, 126) 상으로 광을 투사한다. 디지털 이미저(34)는 광학 게이지(26, 126)로부터 반사되는 광 프로젝터(28)로부터의 광을 촬상하도록 구성되고, 제어기(36)는 상기 광학 게이지(26, 126)로부터 반사되는 촬상된 광 및 상기 게이지 피스(42, 142)의 알려진 치수에 기초하여 상기 광학 게이지(26, 126)로부터의 거리를 계산하도록 구성된다. 장착 베이스(46, 146)는 휠 어셈블리에 접착가능하게 부착되는 테이프일 수 있다.

Description

휠 얼라인먼트 측정 시스템 및 방법
본 출원은 2021.01.11일 출원된 US 가출원 No. 63/135,882의 우선권을 주장하며 이는 전체로서 여기에 참조로 통합된다.
본 발명은 휠 정렬 측정 시스템 및 방법, 특히 공지된 치수의 광학 게이지가 휠 어셈블리에 부착되고 카메라에 의해 이미지화되는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동차 산업에서 적절한 차량 품질을 위해서는 제조 과정과 이후 차량의 유효 수명 동안 휠 얼라인먼트 설정을 측정하고 조정해야 한다. 차량 바퀴, 특히 차량의 앞바퀴와 같은 조향 가능한 바퀴의 적절한 위치 지정 및 얼라인먼트를 위해서는 토우, 캠버 각도 및 캐스터 각도를 설정해야 한다. 토우는 차량의 세로축과 휠/타이어의 중심을 통과하는 평면 사이의 각도이며 차량의 직선 주행과 조향에 영향을 미친다. 캠버 각도는 수직면에서 노면을 향한 휠 축의 기울기이며 휠 상단이 차량 중앙을 향해 기울어질 때 음수이다. 캐스터 각도는 차량 중심선 방향과 평행한 조향 축의 기울기이다. 차량 뒤쪽으로 기울어지면 양의 캐스터 각도가 된다. 차량의 조립 및/또는 수리 중에는 차량 바퀴, 특히 조향 가능한 바퀴의 캠버 및 캐스터 각도뿐만 아니라 토우를 측정, 조정 또는 감사하고 설정하여 차량이 적절하게 주행하고 조향할 수 있도록 하는 것이 중요하다.
본 발명은 차량 상의 휠 어셈블리의 휠 얼라인먼트 특성을 결정하는 효율적이고 비용 효율적인 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 차량에 장착된 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하기 위한 시스템은 휠 어셈블리에 선택적으로 부착되도록 구성되는 광학 게이지를 포함하며, 상기 광학 게이지는 휠 어셈블리에 부착되는 밑면을 갖는 장착 베이스를 포함하고, 공지된 치수를 갖는 게이지 피스를 포함한다. 이 시스템은 휠 어셈블리에 부착될 때 광학 게이지 상으로 향하는 광을 투사하도록 구성된 광 프로젝터, 디지털 이미저 및 제어기를 더 포함한다. 디지털 이미저는 광학 게이지에서 반사되는 광 프로젝터의 광을 이미징하도록 구성되며, 제어기는 광학 게이지에서 반사되는 이미징된 광과 게이지 피스의 알려진 치수를 기반으로 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성된다.
시스템은 반사기를 더 포함하고, 여기서 광 프로젝터는 반사기에서 광을 투사하도록 구성되고, 반사기는 알려진 각도로 광학 게이지에서 광을 향하도록 구성되며, 제어기는 알려진 각도에 기초하여 광학 게이지로부터의 거리를 추가로 계산하도록 구성된다. 특정 양태에서, 반사기는 마이크로 전자 기계 시스템("MEMS")과 같은 조절가능한 반사기를 포함하며, 이에 의해 반사기가 광학 게이지에서 광을 향하게 하는 알려진 각도는 변경 가능하고 공지되어 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제어기에 의해 계산된 광학 게이지로부터의 거리는 상기 광학 게이지로부터 상기 디지털 이미저까지의 거리를 포함한다. 또한, 제어기는 디지털 이미저로부터 반사기까지의 알려진 거리에 기초하여 광학 게이지로부터의 거리를 추가로 계산하도록 구성된다.
광학 게이지의 실시예에서, 장착 베이스의 밑면은 휠 어셈블리에 접착가능하게 장착될 수 있고, 여기서 장착 베이스는 테이프를 포함할 수 있다. 상기 광학 게이지의 게이지 피스의 공지된 치수는 상기 게이지 피스의 두께를 포함하고, 상기 게이지 피스의 폭 및/또는 길이를 더 포함할 수 있다. 또한, 광학 게이지는 게이지 피스와 장착 베이스 사이에 배치된 기판을 더 포함할 수 있으며, 여기서 게이지 피스의 공지된 치수는 기판의 표면에서 게이지 피스의 상부 표면까지의 게이지 피스의 두께를 포함한다. 상면 또는 다른 표면과 같은 게이지 피스의 표면은 컴퓨터 판독 가능 코드를 더 포함할 수 있으며, 디지털 이미저는 제어기가 광학 게이지로부터의 거리를 결정할 수 있도록 컴퓨터 판독 가능 코드를 촬상하도록 구성될 수 있다.
휠 어셈블리에 대해 배치된 다수의 광학 게이지는 공지된 배향에 위치하는 하나 이상의 디지털 이미저에 대한 것과 같은 다중 거리를 결정하는데 사용될 수 있으며, 이에 의해 평면은 거리에 기초하여 정의될 수 있으며, 평면은 휠 어셈블리의 얼라인먼트를 나타낸다.
이러한 시스템을 사용하여 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하는 방법은, 하나 이상의 광학 게이지를 휠 어셈블리에 부착하고, 광 프로젝터로부터의 광을 반사체에 투사하고, 광 프로젝터로부터 광을 광학 게이지에 반사기로 유도하고, 광학 게이지로부터 반사된 광을 디지털 이미저로 이미징하는 단계를 포함한다. 이 방법은 광학 게이지로부터 반사되는 이미지화된 광, 게이지 피스의 알려진 치수 및 반사기의 알려진 각도에 기초하여 제어기를 사용하여 광학 게이지로부터의 거리를 계산하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 차량에 장착된 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하기 위한 시스템은 휠 어셈블리의 휠에 선택적으로 부착되도록 구성되는 마운팅 시트를 포함하고, 그 위에 배치된 다수의 광학 게이지를 포함하는 마운팅 시트는 각각 공지된 치수를 포함하는 게이지 피스를 포함한다. 시스템은 마운팅 시트가 휠 어셈블리의 휠에 부착될 때 광학 게이지 중 하나 이상에 향하는 광을 투사하도록 구성된 광 프로젝터, 디지털 이미저 및 제어기를 더 포함한다. 디지털 이미저는 광학 게이지에서 반사되는 광 프로젝터의 광을 이미징하도록 구성되며, 제어기는 광학 게이지에서 반사되는 이미징된 광과 게이지 피스의 알려진 치수를 기반으로 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성된다. 추가의 양상에서, 시스템은 반사기에서 광을 투사하도록 구성된 광 프로젝터를 구비한 반사기를 포함하고, 반사기는 알려진 각도로 광학 게이지에서 광을 향하도록 구성되며, 여기서 제어기는 알려진 각도에 기초하여 광학 게이지로부터의 거리를 추가로 계산하도록 구성된다.
구체적인 일 실시예에 따르면, 상기 마운팅 시트는 상기 휠 어셈블리의 휠에 접착 실장되는 밑면을 포함하고, 상기 마운팅 시트는 컴퓨터 판독 가능 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 어플리케이터 기계는 휠 어셈블리의 휠에 마운팅 시트를 적용하기 위해 사용될 수 있다.
이와 같이 이러한 시스템을 이용하여 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하는 방법은, 복수의 광학 게이지를 갖는 마운팅 시트를 휠 어셈블리에 부착하는 단계, 반사경에서 라이트 프로젝터의 광을 투사하는 단계, 광학 게이지에서 반사경을 사용하여 광 프로젝터로부터 광을 향하게 하는 단계, 광학 게이지에서 반사된 광을 디지털 이미저로 이미징하는 단계, 상기 광학 게이지로부터 반사되는 이미징된 광 및 게이지 피스의 알려진 치수에 기초하여 제어기로 광학 게이지로부터의 거리를 계산하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 차량에 장착된 휠 어셈블리의 얼라인먼트를 결정하기 위한 비용 효과적이고 효율적인 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명의 이러한 및 다른 대상들, 이점들, 목적들, 및 특징들은 도면을 참조한 다음의 설명을 통하여 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 차량의 휠 어셈블리의 얼라인먼트를 결정하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 사시도이다.
도 2는 타이어 및 휠 어셈블리의 토우 각도의 예시이다.
도 3은 타이어 및 휠 어셈블리의 캠버 각도의 예시이다.
도 4는 광학 게이지가 부착된 도 1의 차량의 타이어 및 휠 어셈블리의 정면도이다.
도 5는 타이어 및 휠 어셈블리로부터 제거된 도 1 및 도 4의 광학 게이지의 평면도이다.
도 6은 도 5의 광학 게이지의 측면도이다.
도 7은 휠 어셈블리와 관련하여 도시된 시스템의 평면도이다. 그리고,
도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 휠 어셈블리 얼라인먼트 결정 시스템의 사시도이다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 이하에 기재된 설명에서 번호가 매겨진 요소들은 도면에서 동일 번호가 매겨진 요소에 대응한다. 휠 얼라인먼트 측정 시스템(20)은, 도 20의 예시된 실시예에 도시된 바와 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(24)의 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트를 측정 및/또는 결정하는데 사용되며, 여기서 시스템(20)은 휠 어셈블리(22)에 부착된 다수의 광학 게이지(26)와, 투사된 광(30)을 휠 어셈블리(22) 상으로 향하게 하기 위해 조정가능한 반사기(32)에서 광(30)(도 7)을 투사하는 광 프로젝터(28)를 포함하고, 및 투사된 광(30)으로부터 광학 게이지(26)로부터 반사된 광(35)을 촬상하는 카메라 또는 디지털 이미저(34)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 광학 게이지(26)는 정확하게 알려진 치수를 가지며, 반사기(32)는 타이어 및 휠 어셈블리(22) 상의 광학 게이지(26)의 스캐닝을 가능하게 하는 것과 같은 마이크로-전자-기계 시스템("MEMS") 반사기 또는 미러로서 구성된다. 광학 게이지(26)의 공지된 치수, 뿐만 아니라 반사기(32)에 대한 광 프로젝터(28) 및 카메라(34)의 알려진 배향, 및 반사기(32)의 알려진 각도 배향에 기초하여, 광학 게이지(26)에 기초하여 타이어 및 휠 어셈블리(22)로부터 카메라(34)까지의 거리가 정확하게 결정될 수 있다. 타이어 및 휠 어셈블리(22) 상의 다수의 광학 게이지들(26)까지의 거리를 결정함으로써, 휠 어셈블리(22)의 3차원 배향 및 따라서 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트를 나타내는 평면이 결정될 수 있다. 더욱이, 도시된 실시예에서 광학 게이지(26)는 차량(24)의 타이어 및 휠 어셈블리(22) 각각에 착수 가능하게 부착되며, 이에 의해 시스템(20)은 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트를 결정하기 위한 정확하고 효율적이며 비용 효율적인 시스템을 제공한다.
시스템(20)은 도 1에서 단지 하나의 휠 어셈블리(22)와 관련하여 도시되어 있지만, 시스템(20)은 광학 게이지(26)가 부착된 차량(24)의 휠 어셈블리(22) 각각과 함께 사용될 수 있고, 별도의 광 프로젝터(28), 반사기(32) 및 카메라(34)가 각각의 휠 어셈블리(22)와 함께 사용될 수 있다는 것, 및/또는 다수의 광 프로젝터(28), 반사기(32) 및/또는 카메라(34)가 차량(24)의 휠 어셈블리(22) 중 하나 또는 전부에서 사용될 수 있다는 것을 을 이해해야 한다. 또한, 도 2로부터 추가로 이해되는 바와 같이, 광 프로젝터(28), 반사기(32) 및 카메라(34)는 프레임 또는 픽스처(33)에 의해 공지된 배향으로 함께 유지될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(20)은 휠 어셈블리(22)의 중심뿐만 아니라, 예를 들어, 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 토우 각도(38) 및 캠버 각도(40)와 같은 얼라인먼트 특성을 포함하고, 휠 어셈블리(22)에 대한 얼라인먼트 특성을 결정하기 위해 하나 이상의 카메라(34)로부터의 데이터를 처리하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 또는 제어기(36)를 추가적으로 포함할 수 있다. 또한, 주어진 축에 대해 차량(22)의 양측상의 각각의 휠 어셈블리(22)에 대한 평면을 결정하는 단계는 차량 중심선 또는 대칭축을 결정하는 것을 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(24)의 양측의 휠 어셈블리(22)에 대해 별도의 광 프로젝터(28), 반사기(32) 및 카메라(34)를 채용하는 것은 차량 중심선 또는 대칭 축이 결정되는 것을 더 가능하게 할 수 있다.
도 5-7에서 알 수 있듯이, 도시된 실시예에서 광학 게이지(26)는 게이지 피스(42), 기판(44) 및 휠 어셈블리(22)에 탈착 가능하게 부착 또는 접착하기 위한 매스틱 밑면을 갖는 접착 테이프(46)로서 구성되는 장착 베이스 또는 스트립을 포함한다. 게이지 피스(42)는 그 높이 또는 두께에 대해 정확하게 알려진 치수를 갖도록 구성되며, 여기서 높이 또는 두께는 도 6 및 7에서 참조 문자 "A"에 의해 지정되며, 뿐만 아니라 그의 폭(W) 및/또는 길이(L)에 대해 정확하게 공지된 치수를 포함할 수 있다. 게이지 피스(42)은 바코드와 같은 컴퓨터 판독가능 코드와 같은, 게이지 피스(42)의 상부 표면(50)에 각인되거나 부착된 코드(48)를 추가적으로 포함한다. 이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 시스템(20)은 게이지 피스(42)의 정확하게 알려진 치수에 기초하여 휠 어셈블리(22)로부터 카메라(34)까지의 거리를 결정할 수 있다. 기판(44)은 게이지 피스(42)을 지지하기 위한 표면을 제공하고, 게이지 피스(42)의 상부 표면(50)으로부터 기판(44)의 표면(52)까지 높이(A)를 확립한다. 테이프(46)는 이어서 광학 게이지(26)를 휠 어셈블리(22)에 고정시키는데 사용되는 접착제 또는 매스틱 밑면(54)을 갖는다. 도시된 실시예는 도 2의 도시된 실시예임을 인식해야 한다. 도 5와 도 6은 크기가 조정되지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어, 게이지 피스(42)는 그 자체가 테이프와 같은 부재, 또는 심지어 상이한 프로파일을 갖는 대안적인 부재인 더 얇은 부품으로서 구성될 수 있다. 마찬가지로, 기판(44)은 더 얇을 수 있다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광학 게이지(26)는 휠 어셈블리(22)에 대한 다양한 위치에 부착되며, 휠 어셈블리(22)는 휠(56) 및 타이어(58) 모두를 포함한다. 도시된 실시예에서, 3개의 광학 게이지(26)가 타이어(58)의 일부에 대해 부착된 것으로 도시되어 있다. 3개 이상의 광학 게이지(26)가 평면을 정의하기 위해 사용될 수 있다. 광학 게이지(26)의 배치는 바람직하게는 휠 어셈블리(22)의 공통된 양태 또는 특징에서 또는 그 위에서 행해진다. 예를 들어, 도 2로부터 이해되는 바와 같다. 도 4 및 도 7을 참조하면, 광학 게이지(26)는 모두 타이어(58)의 돌출 영역에 배치되도록 위치된다. 그러나, 대안적으로, 광학 게이지들(26)은 휠(56) 및/또는 타이어(58) 상의 상이한 위치들에, 예를 들어, 림 피쳐 또는 다른 곳에 배치될 수 있다.
시스템(20)의 동작은 이제 도 7을 참조하여 보다 상세히 논의될 것이다. 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에서 레이저 프로젝터로서 구성되는 광 프로젝터(28)는 반사기(32)에 광(30)을 투사한다. 반사기(32)는 MEMS 미러 또는 리플렉터로서 구성되며, 이에 의해 각도가 조절 가능하고 정밀하게 알려진다. 반사기(32)는 이에 의해 광을 휠 어셈블리(22) 상으로, 특히 광학 게이지(26) 상으로 향하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 반사기(32)는 광학 게이지(26)를 스캔하는 것과 같은 광학 게이지(26)를 통해 래스터 패턴으로 반사 각도를 조절하도록 동작된다. 광학 게이지(26)로부터의 반사광(35)은 그 후, 카메라(34)에 의해 캡처되며, 카메라(34)는 디지털 CMOS 광센서 어레이 등과 같은 촬상 센서로서 도시된 실시예에서 구성된다. 광학 게이지(26)의 스캐닝은 광학 게이지(26), 특히 게이지 조각(42)의 3차원 모델을 형성하는데 사용될 수 있다.
광학 게이지(26)의 공지된 치수, 특히 게이지 피스(42)의 치수, 뿐만 아니라 반사기(32)에 대한 광 프로젝터(28) 및 카메라(34)의 알려진 배향, 및 반사기(32)의 알려진 각도 배향에 기초하여, 광학 게이지(26)에 기초하여 타이어 및 휠 어셈블리(22)로부터 카메라(34)까지의 거리가 정확하게 결정될 수 있다. 특히, 앞서 언급한 바와 같이, 광학 게이지(26)의 게이지 피스(42)의 치수(A)는 매우 정확하게 알려져 있으며, 카메라(34)로부터 반사기(32)까지의 거리 B도 마찬가지로 온도 변화를 포함하여 매우 정확하게 알려져 있다. 언급했듯이 각도 C는 스캔이 가능하도록 조정 가능하며 각도는 매우 정확하게 알려져 있다. 이어서, 거리 D는 카메라(34)에 의해 캡처된 A의 실시간 관측에 기초하여 해결되며, 이는 게이지 피스(42)의 상부 표면(50)으로부터 확인된다. 특히, 거리 D는 광학 게이지(26)의 알려진 치수와 함께, 휠 어셈블리(22) 상의 광원(28), 카메라(34), 반사기(32) 및 광학 게이지(26)의 삼각 관계에 기초하여 해결된다. 거리 D는 따라서, 게이지 피스(42)의 상부 표면(50)으로부터 카메라(34)와 같은 광학 게이지(26)로부터의 거리이고, 따라서 휠 어셈블리(22)까지의 거리를 나타낸다.
또한, 카메라(34)에 의해 캡처된 실시간 관찰은 휠 어셈블리(22) 상에 위치된 각각의 광학 게이지에 대한 것을 포함하여, 휠 어셈블리(22)의 3차원 배향 및 따라서 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트를 나타내는 평면을 결정하는 것을 포함하여, 거리(D)의 결정을 위해 컴퓨터(36)에 제공될 수 있다는 것을 또한 인식해야 한다. 더욱이, 컴퓨터(36)는 차량(24)의 휠 어셈블리(22) 각각에서 다른 카메라(34)에 의해 캡처된 실시간 관찰을 수신할 수 있다. 각각의 휠 어셈블리(22)에 대해 단일 광원(28), 반사기(32) 및 카메라(34)가 있을 수 있거나, 또는 각각의 휠 어셈블리(22)에 이들 구성요소 중 하나 이상이 다수 존재할 수 있다는 것을 인식해야 한다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 언급된 컴퓨터 판독가능 코드(48)는 얼라인먼트를 결정하기 위한 프로세스 및 방법과 관련된 다양한 양태에 사용될 수 있다. 예를 들어, 코드(48)는 카메라(34)를 통해서와 같이 그리고 컴퓨터(36)에 의해, 예를 들어 반사광(35)을 통해 판독될 수 있으며, 여기서 코드(48)는 거리(D)가 해석될 수 있게 하기 전에 먼저 판독되어야 하며, 여기서 코드(48)는 시스템(20)과 관련하여 사용하기 위해 제공된 진정한 광학 게이지(26)라는 확인을 제공할 수 있고, 시스템(20)의 제조업자에 의해 제공되는 것과 같은. 따라서, 코드(48)는 D를 해석하기 위해 및/또는 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트를 결정하는데 사용되는 삼각법 기반 소프트웨어 코드와 같은, 컴퓨터(36) 내의 소프트웨어의 사용을 잠금 해제하거나 가능하게 하는 도구 또는 코드로서 기능할 수 있다. 더욱이, 각각의 광학 게이지(26)는 광학 게이지(26)의 단일 사용을 가능하게 하도록 구성된 그 자신의 고유 코드를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 4개의 휠 어셈블리(22)를 갖고 휠 어셈블리(22) 당 3개의 광학 게이지(26)를 이용하는 차량(22)은 차량(22)의 휠 어셈블리(22) 각각의 얼라인먼트를 결정하는데 사용하기 위해 12개의 개별 광학 게이지(26)를 사용할 것이다. 상기 단일 용도는, 예를 들어, 차량 수리점에서의 얼라인먼트 설정 과정 동안 얼라인먼트의 결정을 포함할 수 있다. 다른 차량에 대한 것과 같은 후속 얼라인먼트 결정은 새로운 광학 게이지(26)의 사용을 요구할 수 있다.
이제 도 8 을 참조하면, 차량(24)의 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트를 측정 및/또는 결정하기 위한 시스템(120)의 다른 실시예가 개시되어 있으며, 여기서 시스템(120)은 유사한 특징들이 유사한 참조 번호로 식별되지만, 시스템(120)의 참조 번호에 "100"이 추가되는 시스템(20)과 유사성을 공유한다. 유사성으로 인해, 시스템(120)의 모든 특징과 기능이 본 명세서에서 논의되는 것은 아니다.
시스템(120)은 휠 어셈블리(22)의 휠(56)의 외면에 도포되고 그 위에 도포되는 장착 베이스 또는 시트(146) 상에 지지되는 다수의 광학 게이지(126)를 포함하고, 도시된 실시예에서 장착 베이스(146)는 휠(56)에 부착될 수 있는 더 큰 매스틱 테이프 시트로서 구성된다. 시스템(20)과 동일한 방식으로, 광 프로젝터(28)는 투사된 광(30)을 광학 게이지(126) 상으로 향하게 하기 위해 조정 가능한 반사기(32)에 광(30)을 투사하고, 카메라 또는 디지털 이미저(34)는 투사된 광(30)으로부터 광학 게이지(26)로부터 반사된 광(35)을 이미지화한다(도 1 참조). 접착성 마운팅 시트(146)는 이에 의해 휠 어셈블리(22)의 휠(56)에 대한 손상을 억제하는 보호층으로서 기능하는데, 이는 차량(24)이 종종 수리 및/또는 유지보수 작업 동안 손상으로부터 보호되는 것이 바람직한 고가의 휠(56)을 제공받을 수 있다는 점에서 유리하며, 뿐만 아니라 광학 게이지(126)를 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트 배향을 결정하는데 사용하기 위해 제어된 배향으로 배치하는 기능을 포함한다.
도시된 실시예에서, 광학 게이지(126)는 정확하게 알려진 치수를 가지며, 반사기(32)는 타이어 및 휠 어셈블리(22)의 휠(56) 상의 광학 게이지(126)의 스캐닝을 가능하게 하는 것과 같은 마이크로-전자-기계 시스템("MEMS") 반사기 또는 미러로서 구성된다. 광학 게이지(126)는 기판(144) 및 게이지 피스(142)를 포함한다. 광학 게이지(26)와 마찬가지로, 게이지 피스(142)의 공지된 치수, 뿐만 아니라 반사기(32)에 대한 광 프로젝터(28) 및 카메라(34)의 알려진 배향, 및 반사기(32)의 알려진 각도 배향, 타이어 및 휠 어셈블리(22), 및 특히 휠(56)로부터의 거리, 카메라(34)에 기초하여 광학 게이지(126)를 정확하게 결정할 수 있다. 도시된 실시예에서, 3개의 광학 게이지(126)는 마운팅 시트(146) 상에 배치되어, 그 위에 있는 다중 광학 게이지(126)까지의 거리를 결정함으로써 휠(56) 및 휠 어셈블리(22)의 3차원 배향을 나타내는 평면이 결정될 수 있고, 이는 차례로 휠 어셈블리(22)의 얼라인먼트에 대응한다. 접착제 마운팅 시트(146)가 타이어의 각 휠(56) 및 차량(24)의 휠 어셈블리(22)에 도포될 수 있고, 3개 이상의 광학 게이지(126)가 주어진 마운팅 시트(146) 상에 배치될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 마운팅 시트(146)는 카메라(34)에 의해 이미지화되고 및/또는 제어기(36)에 의해 판독되어 얼라인먼트 결정 소프트웨어의 단일 사용을 가능하게 하는 것과 같은 얼라인먼트 결정 소프트웨어의 사용을 가능하게 하는 컴퓨터 판독가능 코드(148)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 새로운 광학 게이지를 지지하는 새로운 마운팅 시트(146)가 각각의 휠 어셈블리(22)에 대해 사용되어야 한다.
특정 실시예에서, 기계 또는 어셈블리(160)는 마운팅 시트(146)를 휠 어셈블리(22)의 휠(56)에 적용하기 위해 제공된다. 이러한 실시예에서, 기계(160)는 마운팅 시트(146)를 각 휠(56)에 적용하도록 구성되며, 여기서 마운팅 시트(146)는 개별 마운팅 시트(146)일 수 있거나 다중 마운팅 시트(146)의 롤일 수 있다. 마운팅 시트(146)는 마운팅 시트(146)의 밑면의 외주 부분에서 또는 그 위와 같은 전체 밑면 위에 또는 단지 부분 위에 매스틱 또는 접착제를 포함할 수 있다.
구체적으로 기재된 실시 예에서의 변경 및 수정은 본 발명의 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 수행될 수 있으며, 이는 특허법의 원리에 따라 해석되는 바와 같이, 등가의 원칙을 포함하는 특허청구범위의 범위에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims (36)

  1. 차량에 장착된 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하기 위한 시스템으로서,
    휠 어셈블리에 선택적으로 부착되도록 구성되는 광학 게이지로서, 상기 휠 어셈블리에 부착되는 밑면을 갖는 장착 베이스와 알려진 치수를 포함하는 게이지 피스를 포함하는, 광학 게이지;
    상기 휠 어셈블리에 부착될 때 상기 광학 게이지 상으로 향하는 광을 투사하도록 구성되는 광 프로젝터;
    디지털 이미저; 및
    제어기;를 포함하고,
    상기 디지털 이미저는 상기 광학 게이지로부터 반사되는 광 프로젝터로부터의 광을 촬상하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 광학 게이지로부터 반사되는 촬상된 광 및 상기 게이지 피스의 알려진 치수에 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    반사기를 더 포함하고, 상기 광 프로젝터는 상기 반사기에서 광을 투사하도록 구성되며, 상기 반사기는 알려진 각도로 상기 광학 게이지에서 광을 배향하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 알려진 각도에 추가로 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사기는 조절가능한 반사기를 포함하여, 반사기가 광학 게이지에서 광을 배향하는 알려진 각도가 변경 가능하고 각도를 알 수 있게 되는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조절가능한 반사기는 마이크로 전자 기계 시스템을 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 계산된 상기 광학 게이지로부터의 거리는 상기 광학 게이지로부터 디지털 이미저까지의 거리를 포함하는, 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착 베이스의 밑면은 휠 어셈블리에 접착가능하게 장착되는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 장착 베이스는 테이프를 포함하는, 시스템.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스의 알려진 치수는 상기 게이지 피스의 두께를 포함하는, 시스템.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스의 알려진 치수는 상기 게이지 피스의 폭 및/또는 길이를 포함하는, 시스템.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스는 상기 게이지 피스와 장착 베이스 사이에 배치된 기판을 더 포함하며, 상기 게이지 피스의 알려진 치수는 상기 기판의 표면에서 게이지 피스의 상부 표면까지의 게이지 피스의 두께를 포함하는, 시스템.
  11. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 이미저로부터 반사기까지의 거리는 알려져 있고, 상기 제어기는 상기 디지털 이미저로부터 반사기까지의 거리에 추가로 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스는 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함하는 상면을 가지는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디지털 이미저는, 상기 제어기가 광학 게이지로부터의 거리를 결정할 수 있도록 상기 컴퓨터 판독 가능 코드를 촬상하도록 구성되는, 시스템.
  14. 차량에 장착된 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하기 위한 시스템으로서,
    휠 어셈블리에 선택적으로 부착되도록 구성되는 복수의 광학 게이지로서, 각각 상기 휠 어셈블리에 부착되는 밑면을 갖는 장착 베이스와 알려진 치수를 포함하는 게이지 피스를 포함하는, 복수의 광학 게이지;
    상기 휠 어셈블리에 부착될 때 상기 광학 게이지 상으로 향하는 광을 투사하도록 구성되는 적어도 하나의 광 프로젝터;
    적어도 하나의 디지털 이미저; 및
    제어기;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 디지털 이미저는 상기 광학 게이지로부터 반사되는 적어도 하나의 광 프로젝터로부터의 광을 촬상하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 광학 게이지로부터 반사되는 촬상된 광 및 상기 게이지 피스의 알려진 치수에 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되며, 상기 제어기는 각각의 광학 게이지로부터의 거리에 기초한 평면을 결정하도록 구성되는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    적어도 하나의 반사기를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 광 프로젝터는 적어도 하나의 반사기에서 광을 투사하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 반사기는 알려진 각도로 상기 광학 게이지에서 광을 배향하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 알려진 각도에 추가로 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 조절가능한 반사기를 포함하여, 반사기가 광학 게이지에서 광을 배향하는 알려진 각도가 변경 가능하고 각도를 알 수 있게 되는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 조절가능한 반사기는 마이크로 전자 기계 시스템을 포함하는, 시스템.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 계산된 상기 광학 게이지로부터의 거리는 상기 광학 게이지로부터 디지털 이미저까지의 거리를 포함하는, 시스템.
  19. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착 베이스의 밑면은 휠 어셈블리에 접착가능하게 장착되는, 시스템.
  20. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장착 베이스는 테이프를 포함하는, 시스템.
  21. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스의 알려진 치수는 상기 게이지 피스의 두께를 포함하는, 시스템.
  22. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스의 알려진 치수는 상기 게이지 피스의 폭 및/또는 길이를 포함하는, 시스템.
  23. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이지 피스는 상기 게이지 피스와 장착 베이스 사이에 배치된 기판을 더 포함하며, 상기 게이지 피스의 알려진 치수는 상기 기판의 표면에서 게이지 피스의 상부 표면까지의 게이지 피스의 두께를 포함하는, 시스템.
  24. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 이미저로부터 반사기까지의 거리는 알려져 있고, 상기 제어기는 상기 디지털 이미저로부터 반사기까지의 알려진 거리에 추가로 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  25. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 게이지 피스는 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함하는 상면을 가지는, 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 디지털 이미저는, 상기 제어기가 광학 게이지로부터의 거리를 결정할 수 있도록 상기 컴퓨터 판독 가능 코드를 촬상하도록 구성되는, 시스템.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 사용하여 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하는 방법으로서,
    휠 어셈블리에 하나 이상의 광학 게이지를 부착하는 단계;
    반사기에서 광 프로젝터로부터의 광을 투사하는 단계;
    광학 게이지에서 반사기를 구비한 광 프로젝터로부터의 광을 배향하는 단계;
    광학 게이지에서 반사된 광을 디지털 이미저로 이미징하는 단계;
    상기 광학 게이지로부터 반사되는 이미징된 광 및 상기 게이지 피스의 알려진 치수에 기초하여 제어기로 광학 게이지로부터의 거리를 계산하는 단계;를 포함하는 방법.
  28. 차량에 장착된 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하기 위한 시스템으로서,
    휠 어셈블리의 휠에 선택적으로 부착되도록 구성되는 마운팅 시트로서, 상기 마운팅 시트에 배치되는 복수의 광학 게이지를 포함하고, 각각의 광학 게이지는 알려진 치수를 가지는 게이지 피스를 포함하는, 마운팅 시트;
    상기 마운팅 시트가 휠 어셈블리의 휠에 부착될 때 하나 이상의 광학 게이지 상으로 향하는 광을 투사하도록 구성되는 광 프로젝터;
    디지털 이미저; 및
    제어기;를 포함하고,
    상기 디지털 이미저는 상기 광학 게이지로부터 반사되는 광 프로젝터로부터의 광을 촬상하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 광학 게이지로부터 반사되는 촬상된 광 및 상기 게이지 피스의 알려진 치수에 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    반사기를 더 포함하고, 상기 광 프로젝터는 상기 반사기에서 광을 투사하도록 구성되며, 상기 반사기는 알려진 각도로 상기 광학 게이지에서 광을 배향하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 알려진 각도에 추가로 기초하여 상기 광학 게이지로부터의 거리를 계산하도록 구성되는, 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 반사기는 조절가능한 반사기를 포함하여, 반사기가 광학 게이지에서 광을 배향하는 알려진 각도가 변경 가능하고 각도를 알 수 있게 되는, 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 조절가능한 반사기는 마이크로 전자 기계 시스템을 포함하는, 시스템.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 계산된 상기 광학 게이지로부터의 거리는 상기 광학 게이지로부터 디지털 이미저까지의 거리를 포함하는, 시스템.
  33. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마운팅 시트의 밑면은 상기 휠 어셈블리의 휠에 접착가능하게 장착되는, 시스템.
  34. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마운팅 시트는 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함하는 상면을 가지는, 시스템.
  35. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠 어셈블리의 휠에 상기 마운팅 시트를 적용하도록 구성되는 어플리케이터 기계를 더 포함하는, 시스템.
  36. 제28항 내지 제35항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 사용하여 휠 어셈블리의 얼라인먼트 특성을 결정하는 방법으로서,
    복수의 광학 게이지를 가지는 마운팅 시트를 휠 어셈블리에 부착하는 단계;
    반사기에서 광 프로젝터로부터의 광을 투사하는 단계;
    광학 게이지에서 반사기를 구비한 광 프로젝터로부터의 광을 배향하는 단계;
    광학 게이지에서 반사된 광을 디지털 이미저로 이미징하는 단계;
    상기 광학 게이지로부터 반사되는 이미징된 광 및 상기 게이지 피스의 알려진 치수에 기초하여 제어기로 광학 게이지로부터의 거리를 계산하는 단계;를 포함하는 방법.
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