阅读说明：本技术 一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置和方法 (Tire width measuring device and method for wheel balancing machine ) 是由 赖小春 李义 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置和方法,包括装置总成,所述的装置总成安装在轮胎防护罩弯管处,且所述的装置总成包括装置外壳和装置电路,所述的装置电路包括主控模块及连接于所述主控模块的测宽模块、指示定位模块和角度感应模块,所述的主控模块连接有用于连接车轮平衡机系统的通信接口。本发明具有结构简单、成本低；安装方便、使用便捷等优点。(The invention provides a tire width measuring device and method for a wheel balancer, which comprises a device assembly, wherein the device assembly is arranged at the bent pipe of a tire protective cover, the device assembly comprises a device shell and a device circuit, the device circuit comprises a main control module, a width measuring module, an indicating and positioning module and an angle sensing module, the width measuring module, the indicating and positioning module and the angle sensing module are connected with the main control module, and the main control module is connected with a communication interface used for connecting a wheel balancer system. The invention has simple structure and low cost; convenient installation, convenient use and the like.)

一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置和方法

技术领域

本发明属于轮胎宽度测量技术领域，尤其是涉及一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置和方法。

背景技术

车轮平衡机是最重要且最常用的车轮维修与检测设备，需要获取待检测/维修车轮的宽度，现有技术车轮平衡机获取车轮宽度的方式是通过宽度夹尺进行手动测量，测量精度较低，需要手动输入测量尺寸，给使用带来不便。

为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种车轮动平衡机测量尺[申请号：CN200920099716.6]，轮宽测量尺由尺臂旋转轴套、尺臂旋转轴、第一螺钉、安装板、电位器、电位器卡片、第一顶丝、第二顶丝、轴套、扭簧、旋转轴、拉簧、第二螺钉、尺臂、测量头、顶杆、第三螺钉、尺臂连接板和第四螺钉组成；电位器固装在安装板上，尺臂旋转轴上设有轴向通孔，尺臂旋转轴套装在电位器上，尺臂旋转轴和旋转轴均与安装板固接，旋转轴的轴心与电位器的旋转轴的轴心相垂直，尺臂旋转轴套套装在尺臂旋转轴上且与其滑动配合，尺臂旋转轴的外侧壁上加工有第一环型沟槽，第一螺钉穿过尺臂旋转轴套侧壁上的螺孔装在第一环型沟槽内，尺臂旋转轴套通过第一螺钉轴向限位，电位器卡片装在尺臂旋转轴套的上端面上，电位器卡片与尺臂旋转轴套和电位器固接，尺臂连接板的一端与尺臂旋转轴套的外侧壁固接，尺臂的一端固定在尺臂连接板上，尺臂的另一端与测量头的一端固接，测量头的另一端侧壁上装有顶杆，尺臂旋转轴套外侧壁上装有第二螺钉，第四螺钉和第三螺钉相对尺臂旋转轴均安装在安装板上，第四螺钉设置在第一螺钉和第二螺钉之间，拉簧的两端分别与第二螺钉和第三螺钉连接，尺臂的旋转角度通过第四螺钉与第一螺钉和第二螺钉限定，旋转轴装在轴套的轴孔内并与轴套转动配合，旋转轴的外侧壁上加工有第二环型沟槽，旋转轴通过装在第二环型沟槽内的第二顶丝轴向限位，扭簧的一端安装在轴套上，扭簧的另一端安装在旋转轴上。

上述方案可以实现车轮轮辋宽度的自动测量和自动输入，提高了车轮动平衡机的测量效率。但是上述方案仍然存在缺陷，例如上述方案需要复杂的结构件，存在成本高、测量不便等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置；

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置，包括装置总成，所述的装置总成安装在轮胎防护罩弯管处，且所述的装置总成包括装置外壳和装置电路，所述的装置电路包括主控模块及连接于所述主控模块的测宽模块、指示定位模块和角度感应模块，所述的主控模块连接有用于连接车轮平衡机系统的通信接口。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置中，所述的测宽模块包括雷达测距单元，所述的雷达测距单元连接于所述的主控模块；

所述的指示定位模块包括连接于主控模块的激光指示器。

所述的角度感应模块包括连接于所述主控模块的角度传感器。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置中，所述的装置外壳包括将所述装置总成安装在轮胎防护罩弯管处的安装支架和将装置电路固定在装置外壳内的安装外壳。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置中，所述装置电路包括控制板，所述的主控模块和角度传感器安装在所述的控制板上，所述的控制板安装在所述的安装外壳内；所述的安装外壳上开设有激光探测口和测距口，所述的激光指示器嵌设在所述的激光探测口处，所述的雷达测距单元嵌设在所述的测距口处。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置中，所述的装置电路还包括连接于所述主控模块的显示单元，所述的安装外壳上还开设有用于嵌设所述显示单元的显示口。

一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量方法，包括以下步骤：

A.在角度数据发生变化时点亮指示定位模块；

B.在角度数据持续预设时间段内平滑稳定时驱动角度感应模块，由角度感应模块测量角度感应模块与待测轮胎之间的距离值；

C.根据距离值计算轮胎宽度，并将轮胎宽度数据发送给车轮平衡机系统。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量方法中，在步骤A中，装置总成跟随轮胎防护罩弯管发生位置变化，从而使角度感应模块感应角度数据的变化。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量方法中，在步骤B中，在指示定位模块指示到测量区域后，至少在预设时间段内保持弯管不动以使角度数据持续预设时间段内保持平滑稳定。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量方法中，在步骤B或步骤C完成后关闭指示定位模块。

在上述的用于车轮平衡机的轮胎宽度测量方法中，在步骤C之后还包括：

E.将计算出的宽度数据显示在显示单元上；

在步骤A和B的过程中，同时将角度数据显示在显示单元上。

本发明的优点在于：结构简单、成本低；安装方便、使用便捷。

附图说明

图1是本发明轮胎宽度测量装置安装在车轮平衡机上的安装示意图；

图2是本发明的轮胎宽度测量装置的工作框架图；

图3是本发明轮胎宽度测量装置的电路结构图；

图4是本发明轮胎宽度测量装置中装置总成的结构***图；

图5是本发明轮胎宽度测量装置的角度数据为90度时候的状态示意图；

图6是图5状态的角度判断结果示意图；

图7是本发明轮胎宽度测量装置的角度数据小于90度时候的状态示意图；

图8是图7状态的角度判断结果示意图；

图9是本发明轮胎宽度测量装置测量状态下激光指示器的指示示意图；

图10是本发明轮胎宽度测量装置测量状态下雷达测距单元的测距示意图；

附图标记，装置总成1；轮胎防护罩弯管2；装置外壳3；安装支架31；安装外壳32；激光探测口321；测距口322；装置电路4；雷达测距单元41；激光指示器42；角度传感器43；显示单元44；控制板45；主控模块46。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例公开了一种用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置，包括装置总成1，装置总成1安装在轮胎防护罩弯管2处，且装置总成1包括将装置总成1安装在轮胎防护罩弯管2处的装置外壳3和位于装置外壳3内的装置电路4，装置电路4包括主控模块46及连接于主控模块46的测宽模块、指示定位模块和角度感应模块，主控模块46连接有用于将主控模块46连接于车轮平衡机系统的通信接口47，通过通信接口47将测量所得的轮胎宽度发送给车轮平衡机系统。

本实施例利用车轮平衡机本身条件，直接将装置总成1安装在车轮平衡机自身的轮胎防护罩弯管处，不需要复杂的结构件，具有结构简单成本低等优势。

具体地，如图2和图3，测宽模块包括雷达测距单元41，指示定位模块包括激光指示器42，激光指示器42包括有激光灯D1和开关管Q1，角度感应模块包括角度传感器43，具体为三轴加速度传感器。当然，这里的雷达测距单元41、激光指示器42、角度传感器43均连接于主控模块46。图2中的椭圆处表示激光指示器42指示的测量区域。

另外，装置电路4还包括连接于主控模块46的显示单元44，显示单元用于显示角度数据、宽度数据等内容。

具体地，如图4所示，装置外壳3包括将装置总成1安装在轮胎防护罩弯管2处的安装支架31和将装置电路4固定在装置外壳3内的安装外壳32。

装置电路4包括控制板45，主控模块46和角度传感器43安装在控制板45上，控制板45安装在安装外壳32内；安装外壳32上开设有激光探测口321和测距口322，激光指示器42嵌设在激光探测口321处，雷达测距单元41嵌设在测距口322处。

此外，安装外壳32上还开设有用于嵌设显示单元44的显示口323

具体地，本实施例用于车轮平衡机的轮胎宽度测量装置在投入使用时的测量方法如下：

当需要测量轮胎宽度时，用户拉动轮胎防护罩弯管2，装置总成1跟随轮胎防护罩弯管2发生位置变化从而使角度传感器43感应到角度数据发生变化。图5状态时，装置总成1内的角度传感器43判断的角度数据为90度，图3中U2芯片12脚的电压值为1.0V，如图6状态。轮胎防护罩弯管2运动至如图7状态时，装置总成1内角度传感器43判断的角度数据小于90度，图3中U2芯片12脚的电压值为1.0V，如图8状态。整个装置总成1的工作状态跟随轮胎防护罩弯管2的位置变化而触发，即：

A.在角度数据发生变化的同时点亮激光指示器42以启动激光指示器42的指示定位功能；用户根据激光指示器42指示定位情况在激光指示器42指示到测量区域(指图9中的椭圆所指的区域)后做稍许停留，例如至少在预设时间段内保持轮胎防护罩弯管2不动，预设时间段可以为3S或更长或更短时间；

B.在角度数据持续预设时间段内平滑稳定时驱动雷达测距单元41，由雷达测距单元41测量雷达测距单元41与待测轮胎之间的距离值；角度数据持续预设时间段内平滑稳定默认表示雷达测距单元41对准了待测轮胎，这里的平滑稳定指角度数据没有大的波动，即轮胎防护罩弯管2不再动；例如本实施例将轮胎防护罩弯管2转动至如图9和图10状态保持预设时间不动以便雷达测距单元41获取距离值；

C.根据距离值计算轮胎宽度，并将轮胎宽度数据发送给车轮平衡机系统。在没有安装待测轮胎的时候，雷达测距单元41测到的距离值为A，在安装有轮胎的时候，雷达测距单元41测到的距离值为B，此时测到的距离值B相较于距离值A会减小，这个减小的值就是轮胎的宽度，即A-B＝轮胎宽度，其中A值一定，被事先存储在主控模块46中，在测量轮胎宽度时，直接使用A减去测得的距离值B就是本次测量的轮胎宽度。

优选地，在步骤B或步骤C完成后关闭激光指示器42，即在完成距离值的测量或完成轮胎宽度的传送后关闭激光指示器42以达到节能环保的目的，降低机器能耗。

进一步地，角度数据变化过程中将角度数据显示在显示单元44上，获取到宽度数据后将宽度数据显示在显示单元44上。角度数据和宽度数据的实时显示可供用户进行故障诊断，用户能够根据具体数值判断部件是否存在问题，以便维修和查验。

本实施例采用激光指示其42定位，配合角速度传感器43进行角度判断，再采用雷达测距单元41，利用雷达波原理，从发射端到待测轮胎端返回雷达波信号来判断距离，根据几何数学模型来计算出轮胎的宽度值，实现对轮胎宽度的自动测量。测量精度准确，且同时具有操作简单，成本低，安装简便等优点。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了装置总成1；轮胎防护罩弯管2；装置外壳3；安装支架31；安装外壳32；激光探测口321；测距口322；装置电路4；雷达测距单元41；激光指示器42；角度传感器43；显示单元44；控制板45；主控模块46等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。