TW201710104A - 掃描式胎紋偵測系統 - Google Patents

Abstract

一種掃描式胎紋偵測系統，包括一本體及一測距單元。其中該本體可做成如地面固定式或是手持式等型式，用來對應於該車輛之至少一輪胎的位置，該本體的內部設有一容置空間，且於該本體表面對應該容置空間而設有一開口，當該輪胎落入該開口時，使該輪胎表面對應該容置空間展開成一平面，該測距單元間隔且平行位於該輪胎表面之一側的該容置空間內，而能夠穿過該開口而以垂直該輪胎表面的方式進行線性偵測，以快速獲得該輪胎整體表面之胎紋深度，本創作能夠提升在短時間內進行檢測時的準確性而提高行車安全。

Description

掃描式胎紋偵測系統

本創作係屬於車輛安全檢測設備的領域，特別是關於一種使用線性測距單元對輪胎表面進行深度檢測的掃描式胎紋偵測系統，並能夠以固定式或是手持式等方式作使用，以提升行車的安全性者。

近年來，國人對於中長途的行車安全越來越注重，行車時，由於輪胎胎紋深度不足，會使輪胎抓地力與排水力都下降，且煞車距離會拉長，導致行車危險，且在雨天行駛時容易打滑而肇生意外。由此可知，標準的輪胎胎紋深度對行車安全實在太重要，對此，一般檢驗時都常只會透過目視胎紋或檢測胎壓等，但根據高速公路交通局統計發現，因為輪胎脫落或爆胎所造成的交通事故頻傳，促使中華民國交通部修改道路交通安全規則第39之1條第25項之檢驗標準：「各類車輛其所使用輪胎之胎面未磨損至中華民國國家標準CNS1431汽車用外胎(輪胎)標準或CNS4959卡客車用翻修輪胎標準所訂之任一胎面磨耗指示點(相當於胎紋深度1.6公釐)，若檢驗不過，且一個月後複查未通過者，將開罰新臺幣600元至1200元，最重還可吊扣車牌。

對此，市面上也出現了人工操作的電子式胎紋深度檢測器，其結構簡單，該檢測器開啟電源並歸零後，將該檢測器平底處輕放在輪胎表面，使該檢測器最下方的針狀測量棒伸入胎紋內以檢測深度的數值，其 操作簡單又實用。一般來說，新胎的正常數值約是7.5~8.5mm左右，若數值低於1.6mm時就建議換胎。或是利用身邊隨手可取得的硬幣隨時進行檢測，抑或是目測磨損指示點，從目測胎紋內條狀突起的「磨耗指示點」，如溝深與磨耗指示點平行，代表溝深不合格，需要換胎。

但，實際上由於操作胎紋檢測時，大多只能對於人手或人眼 可及的範圍進行檢測，且檢測都是單點進行檢測，沒有對於整面或是沿著輪胎剖面方向的線檢測，造成檢測的效率不彰，甚至有檢測誤差等問題。 有鑑於此，本創作人係提出一種利用垂直距離加上線性檢測的方式進行胎紋檢測，並可與其最淺處或是平均值來判斷輪胎安全使用之壽命，對於行車安全的維護更加有保障，且效率更加提高。並且，將來還能針對需求而製作成固定於地面，如：車輛調度場、檢驗所等場所，用來檢測大型車輛或小型車輛的胎紋深度。另外，還能製成手持方式以便執法人員隨時隨地進行檢測，這樣才能進一步提升行車安全。

有鑑於此，本創作之一目的，旨在提供一種掃描式胎紋偵測系統，俾利用線性的測距單元對輪胎表面進行胎紋的深度檢測，以在短時間內快速檢測輪胎胎紋深度是否合格，以及達到提升行車安全的功效。

為達上述目的，本創作之掃描式胎紋偵測系統，其包括：一本體，對應設於該車輛之至少一輪胎的位置，其內部設有一容置空間，且於該本體表面對應該容置空間而設有一開口，當該輪胎落入該開口時，使該輪胎表面對應該容置空間展開成一平面；及一至少一測距單元，設於該容置空間內，使該測距單元間隔且平行位於該輪胎表面之一側，據而利用 該測距單元穿過該開口而以垂直該輪胎表面的方式，對該輪胎的整個表面進行線性偵測，以獲得該輪胎整體表面之胎紋深度。其中，該測距單元的長度係對應而略大於該輪胎表面的寬度，能一次掃描完成而對該輪胎表面的輪胎深度檢測。並且，該測距單元係選自如：雷射測距儀、紅外線測距儀及超音波測距儀其中之一者，而能夠以光學或是超音波等方式進行輪胎表面胎紋的深度檢測。

於一實施例中，為了空間及製造成本等考量，本創作之該掃 描式胎紋偵測系統，更具有一滑動機構，設於該容置空間，該滑動機構包含一軌道、至少一滑塊及一動力源，該滑塊係滑動設置於該軌道上，且該測距單元的尺寸係小於該輪胎表面的寬度，並可將該測距單元裝設於該滑塊上，另該滑塊之一端係與該動力源相連接，使該測距單元可藉由該動力源帶動該滑塊而於該軌道上作往復限位滑動，故能夠使用較小面積之該測距單元，透過該滑動機構的帶動而對該輪胎的整個表面進行線性偵測。又或者是在該容置空間中設有二測距單元時，該滑軌係間隔設置有該二滑塊，以將該二測距單元分別設於該二滑塊上，使該二滑塊同步做限位滑動，進一步縮減使用該測距單元的面積，並縮短上述實施例的移動距離，對於提升掃描檢測的速度有相當大的幫助。

於前述實施例中，該本體係為一長條形的箱型結構，且用來 埋設於地面，使該開口外露於地面上，且該本體內部係對應該開口而設有一下隔間，以將該測距單元設置於該下隔間內，且該下隔間係對應該開口而設有一可透光的強化玻璃。並且，為了避免檢測時的誤差，於該本體之該開口周圍設有一清潔結構，且該清潔結構係選自如毛刷、高壓噴氣嘴、 高壓噴液嘴及其組合其中之一者，其利用刷動、噴射高壓氣體或高壓液體等，來達到清理該輪胎表面的髒污之功效，避免因髒污而影響偵測的結果。 另外，該本體係為手持式設計，且於該本體之一端設有一握把，而能夠便於手持使用，且該本體及該開口的長度係大於等於該輪胎的寬度。

為了進一步提升其檢測效果，本創作更具有一線性光源及一 影像擷取模組，設於該開口內部且位於該測距單元的一側，而能由該輪胎的側面發出一道掃描光線，使該掃描光線的掃描區域橫跨該輪胎的表面並偵測其深度值h，利用結合前述檢測及掃描檢測等雙重檢測而大幅提昇其準確性。

1‧‧‧掃描式輪胎偵測系統

11‧‧‧本體

111‧‧‧容置空間

112‧‧‧開口

113‧‧‧下隔間

114‧‧‧強化玻璃

115‧‧‧清潔結構

1151‧‧‧毛刷

1152‧‧‧高壓噴液嘴

1153‧‧‧高壓噴氣嘴

116‧‧‧握把

12‧‧‧測距單元

13‧‧‧滑動機構

131‧‧‧軌道

132‧‧‧滑塊

133‧‧‧動力源

14‧‧‧線性光源

15‧‧‧影像擷取模組

2‧‧‧輪胎

21‧‧‧胎紋

h‧‧‧深度值

第1圖，為本創作較佳實施例的結構示意圖。

第2圖，為本創作較佳實施例使用時的狀態示意圖。

第3圖，為本創作另一較佳實施例的結構示意圖。

第4圖，為本創作另一實施例使用時的狀態示意圖。

第5圖，為本創作再一較佳實施例的結構示意圖。

第6圖，為本創作再一較佳實施例使用時的狀態示意圖。

第7圖，為本創作另一較佳實施例使用時的狀態示意圖(一)。

第8圖，為本創作另一較佳實施例使用時的狀態示意圖(二)。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2圖，係為本創作較佳實施例的結構示意圖及 其使用時的狀態示意圖。如圖中所示，本創作之掃描式胎紋偵測系統1係包括一本體11及一測距單元12。

其中該本體11係為一長條形的箱型結構，且用來埋設於地 面，用來對應設於一車輛之至少一輪胎2的位置，該本體11內部設有一容置空間111，且於該本體11表面對應該容置空間111而設有一開口112，使該開口112外露於地面上。並且，於該本體11內部對應該開口112而設有一下隔間113，以將該測距單元12設置於該下隔間113內，且該下隔間113係對應該開口112而設有一可透光的強化玻璃114。該本體之該開口112周圍係設有一清潔結構115，且該清潔結構係選自如毛刷1151、高壓噴液嘴1152、高壓噴氣嘴1153及其組合其中之一者，如圖中所示，係同時採用三者間隔並排的組合方式，利用該毛刷1151刷動該輪胎2表面的髒污，接著利用高壓水噴射將髒污沖落，最後再利用該高壓噴氣嘴1153之高壓氣體噴射使該輪胎2的表面乾燥，以達到清潔之功效者。因此，當該輪胎2落入該開口112時，使該輪胎2表面對應該容置空間111展開成一平面。應注意的是，依據實際的需要，該本體11可單一使用或以複數型態作使用，當複數型態使用時，係以成對方式作設置，或直接對應該每一個輪胎2的位置作設置，以達到快速檢測的目的，當然也可結合其他的監視系統或警示系統，隨時記錄檢測狀況主動通知車主。

該測距單元12選自如：雷射測距儀、紅外線測距儀及超音 波測距儀其中之一者，其長度係對應而略大於該輪胎2表面的寬度。該測距單元12係設於該容置空間111內，使該測距單元12間隔且平行位於該輪胎2表面之一側，據而利用該測距單元12穿過該開口112而以垂直該輪胎 2表面的方式，利用該檢測單元12能夠藉由光學檢測或超音波檢測等方式，對該輪胎2的整個表面進行線性偵測，並依據相隔的距離及檢測出來的距離進行運算後，以快速獲得該輪胎2整體表面之胎紋21深度。

另外，請參閱第7、8圖，係為本創作另一較佳實施例使用 時的各種狀態示意圖。如圖中所示，為了進一步提升其檢測效果，本創作更具有一線性光源14及一影像擷取模組15，其設於該開口112內部且位於該測距單元12的一側，而能由該輪胎2的側面發出一道直線掃描光線，使該直線掃描光線的掃描區域橫跨該輪胎2的表面並偵測其深度值h，其作法類似投射光線於該輪胎2的表面，藉由該胎紋21深淺不一的特性，使得光線產生類似凹凸的排列，藉以獲得深度值h；亦即，當輪胎胎紋較深時，該直線掃描光線於凹入之深度較深處的深度值h較大(第7圖所示)，反之，當輪胎胎紋淺較時，則直線掃描光線於凹入之深度較淺處的深度值h較小(第8圖所示)，並且，當胎紋快要磨平或受到異物填充或卡住時，則在胎面上的直線掃描光線所形成的深度值h近乎於0趨近而接近為一直線，並由該影像擷取模組15擷取並比對其中之深度值h。

再者，本創作還能進一步將該深度h值與該檢測單元12所 檢測到的數值進行比對後，經過系統識別後若有一定程度(約20%~30%)的誤差時，則由系統發出警示訊息或是自動重新檢測，其重新檢測時，需將該輪胎2移開該開口112後再重新進入檢測，以檢測不同位置之胎紋21深度，避免因表面有物體卡住而影響檢測結果，本創作係設定重新檢測時需檢測三個不同位置，並結合前述的掃描檢測而達到大幅提昇準確性之目的。又，倘若二者之間的檢測數值差異過大時，則有可能是因為其中一者 於安裝過程或是使用過程中的震動而導致定位偏移，進而影響誤差，故本創作為了預防此一狀況，也進一步設定當誤差過大時會發出警報，通知操作人員進行重新定位的檢修工作。

其使用情境係應用於一般車輛調度場中，當該車輛經過檢測 區域時，該輪胎2會分別碾壓位於地面之該等本體11上，使該測距單元12能夠藉由光學檢測或超音波檢測等方式，對該輪胎2的整個表面進行掃描檢測，大幅增加檢測的便利性。

請參閱第3、4圖，係為本創作另一較佳實施例的結構示意 圖及其使用時的狀態示意圖。如圖中所示，本創作之掃描式胎紋偵測系統1，更具有一滑動機構13，其係用來設於該容置空間111內部，其餘結構同上所述，而其中之該滑動機構13又包含一軌道131、一滑塊132及一動力源133，該滑塊132係滑動設置於該軌道131上，並將該測距單元12裝設於該滑塊132上，另該滑塊132之一端係與該動力源133相連接，使該測距單元12可藉由該動力源133帶動該滑塊132而於該軌道131上作往復限位滑動，其動作方式類似影印機，可將感光滾筒透過馬達的帶動而進行線性移動，且其行程係對應該輪胎2的寬度。因此可在一次掃描的過程中，完成該輪胎2整體表面之胎紋21深度的檢測。應注意的是，為了加快掃描檢測的時間，該容置空間111中可設置有該二測距單元12及該滑動機構13，並在該滑軌131係間隔設置有該二滑塊132，且同時與該動力源133相連接，再分別將該二測距單元12分別設於該二滑塊132上，使該二滑塊132同步做限位滑動，因而能夠縮短其移動的行程，自然能夠加快掃描檢測的速度。

請參閱第5、6圖，係為本創作再一較佳實施例的結構示意 圖及其使用時的狀態示意圖。如圖中所示，其中之該本體11係為手持式設計，且於該本體11之一端設有一握把116，而同樣於內部具有該容置空間111，以供放置該測距單元12，以提供檢查人員以手持方式進行操作，將該本體11貼緊於該輪胎2的表面，透過該測距單元12而完成掃描檢測，相當方便操作。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

1‧‧‧掃描式輪胎偵測系統

11‧‧‧本體

111‧‧‧容置空間

112‧‧‧開口

113‧‧‧下隔間

114‧‧‧強化玻璃

115‧‧‧清潔結構

1151‧‧‧毛刷

1152‧‧‧高壓噴液嘴

1153‧‧‧高壓噴氣嘴

12‧‧‧測距單元

2‧‧‧輪胎

2.1‧‧‧胎紋

Claims (10)

1. 一種掃描式胎紋偵測系統，其包括：一本體，對應設於該車輛之至少一輪胎的位置，其內部設有一容置空間，且於該本體表面對應該容置空間而設有一開口，當該輪胎落入該開口時，使該輪胎表面對應該容置空間展開成一平面；及一至少一測距單元，設於該容置空間內，使該測距單元間隔且平行位於該輪胎表面之一側，據而利用該測距單元穿過該開口而以垂直該輪胎表面的方式，對該輪胎的整個表面進行線性偵測，以獲得該輪胎整體表面之胎紋深度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之掃描式胎紋偵測系統，其中，該測距單元的尺寸係對應於該輪胎表面的寬度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之掃描式胎紋偵測系統，更具有一滑動機構，設於該容置空間，該滑動機構包含一軌道、至少一滑塊及一動力源，該滑塊係滑動設置於該軌道上，且該測距單元的尺寸係小於該輪胎表面的寬度，並可將該測距單元裝設於該滑塊上，另該滑塊之一端係與該動力源相連接，使該測距單元可藉由該動力源帶動該滑塊而於該軌道上作往復限位滑動，而對該輪胎的整個表面進行線性偵測。
4. 如申請專利範圍第3項所述之掃描式胎紋偵測系統，當該容置空間中設有二測距單元時，該滑軌係間隔設置有該二滑塊，以將該二測距單元分別設於該二滑塊上，使該二滑塊同步做限位滑動。
5. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之掃描式胎紋偵測系統，其中，該測距單元係選自如：雷射測距儀、紅外線測距儀及超音波測距儀等其 中之一者。
6. 如申請專利範圍第1或2或3或4項所述之掃描式胎紋偵測系統，其中，該本體係為一長條形的箱型結構，且用來埋設於地面，使該開口外露於地面上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之掃描式胎紋偵測系統，其中，該本體內部係對應該開口而設有一下隔間，以將該測距單元設置於該下隔間內，且該下隔間係對應該開口而設有一可透光的強化玻璃。
8. 如申請專利範圍第6項所述之掃描式胎紋偵測系統，其中，該本體之該開口周圍係設有一清潔結構，且該清潔結構係選自如毛刷、高壓噴氣嘴、高壓噴液嘴及其組合其中之一者，用以清理該輪胎表面的髒污。
9. 如申請專利範圍第6項所述之掃描式胎紋偵測系統，更具有一線性光源及一影像擷取模組，設於該開口內部且位於該測距單元的一側，而能由該輪胎的側面發出一道直線掃描光線，使該直線掃描光線的掃描區域橫跨該輪胎的表面並偵測其深度值。
10. 如申請專利範圍第1項所述之掃描式胎紋偵測系統，其中，該本體係為手持式設計，該本體及該開口的長度係大於等於該輪胎的寬度，且於該本體之一端設有一握把。