一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置的制作方法

本实用新型属于汽车检测与安全技术领域，具体涉及一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置。

背景技术：

轮胎是车辆重要的执行部件，车辆的转向、加速和制动等都要通过轮胎执行，而轮胎的工作环境却是十分恶劣的，不但要承受车身重量、加速和制动时的额外应力，还肩负一部分缓解路面冲击力的重任。保障行车安全和延长轮胎使用寿命都具有重要意义。目前，由于我国道路的路面环境条件较差，轮胎避免不了会嵌入小石子、碎玻璃和铁钉等异物，这些嵌入物可能会使轮胎与地面之间摩擦受力或发热不均，减少轮胎的寿命，影响汽车行驶性能，还有可能会扎破轮胎，会甩出击打后面的车辆或行人等，对行车安全造成影响，一般的解决办法是定期检查保养轮胎，或者是临时停车用螺丝刀或钥匙等将异物抠出。由于没有专用的工具，在去除石子等异物时，经常会出现，异物被抠出时弹到车厢上，在抠出异物时操作者的手被车厢碰伤，甚至无法将异物抠出等现象。

总之，轮胎面异物危害不小，但检测和去除都不容易。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置，可以在不停车的过程及时发现轮胎面沟槽嵌入异物，并去除轮胎面沟槽中嵌入小石子等异物的问题。

本实用新型采用的技术方案是，一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置，包括安装在汽车底盘上的激光发射器和固定板；固定板上安装有若干个光电传感器。

本实用新型的特点还在于，

激光发射器安装在直线电机动子的前端，直线电机动子与直线电机定子两者连接。

固定板与直线电机定子分列与同一个轮胎两侧，若干个光电传感器并排设置，每个光电传感器与轮胎上的每条沟槽对正。

光电传感器与激光发射器位于同一水平高度。

光电传感器、直线电机动子、激光发射器分别与单片机连接，单片机还与位置传感器、摄像头、液晶屏和报警灯连接。

位置传感器位于直线电机动子所在的位置。

摄像头安装在轮胎正上方的底盘上。

液晶屏和报警灯设置在汽车操作面板处。

本实用新型的有益效果是，

(1)在车辆行进过程中，通过低功率激光束周期性或非周期性的透光性来检测轮胎面异物，不需要停车。

(2)在发现了异物之后，通过高功率密度激光束切割和冲击异物致其破裂，实现对轮胎面沟槽上的石子等异物进行去除。

(3)具有在线检测，快速准确，去除快捷，使用方便等优点。

附图说明

图1是本实用新型一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置的结构示意图；

图2是本实用新型的一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置的图1的B-B处的剖视放大图；

图4是本实用新型的一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置的控制系统图；

图5是利用本实用新型的一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的的方法的流程图。

图中，1.直线电机定子，2.直线电机动子，3.激光发射器，4.异物，5.轮胎，6.光电传感器，7.固定板，8.位置传感器，9.单片机，10.摄像头，11.液晶屏，12.报警灯，51.纵向沟槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的装置，如图1所示，包括安装在汽车底盘上的激光发射器3和固定板7；固定板7上安装有若干个光电传感器6。

激光发射器3安装在直线电机动子2的前端，直线电机动子2与直线电机定子1两者连接，

如图2所示，直线电机动子2可以在直线电机定子1上沿轮胎5的轴线方向水平直线移动。

固定板7与直线电机定子1分列与同一个轮胎两侧，若干个光电传感器6并排设置，每个光电传感器6与轮胎上的每条纵向沟槽51对正，

光电传感器6与激光发射器3位于同一水平高度。

如图3所示，光电传感器6、直线电机动子2、激光发射器3分别与单片机9连接，

单片机9还与位置传感器8、摄像头10、液晶屏11和报警灯12连接，

位置传感器8位于直线电机动子2所在的位置，

摄像头10安装在轮胎正上方的底盘上，

液晶屏11和报警灯12设置在汽车操作面板处。

一种利用激光检测并去除轮胎纵向沟槽异物的方法，利用了一种激光检测和去除轮胎面纵向沟槽嵌入异物的装置，具体按照以下步骤实施：

步骤1，系统开启后进行自检，并使激光发生器位于轮胎纵向第一沟槽对应的位置，

步骤2，调低激光发射器功率，

步骤3，激光发射器发射检测激光，根据激光是否通过纵向沟槽来判断沟槽中是否有异物，当感光传感器无信号时，说明轮胎沟槽中存在异物，此时，需对其进行去除，转步骤5，当感光传感器有信号时，说明该轮胎沟槽中不存在异物，转入步骤4进行下一条沟槽的检测。

步骤4，判断是否是最后一条沟槽，如果不是，则控制激光发射器横向移动后，实施步骤2，如果是最后一天沟槽，则激光发射器移动回初始位置，结束本次检测；

步骤5，当步骤3中检测到轮胎的沟槽中存在异物时，驾驶控制面板处的报警灯亮起报警，同时打开摄像头，并在液晶显示屏上显示拍摄画面，此时系统提示驾驶员是否需要去除异物，如果要去除，则将激光发射器发射的激光频率调高后发射激光将其击毁后，转入步骤2；

如果暂时不去除，则转入实施步骤4。

步骤1具体为，在车辆运行中，发出检测信号后，直线电机定子1，直线电机动子2位于初始位置，轮胎5的最内侧沟槽设定为第一条沟槽，设备开始进行检测。

步骤3具体指，激光发射器3向轮胎5的第一条沟槽发射低功率激光，如果轮胎5的第一条沟槽中没有嵌入异物4，激光发射器3发射的低功率激光就会射到安装在固定板7并且与轮胎5的第一条沟槽上对正的光电传感器6上，光电传感器6接受到低功率激光信号后，即该沟槽中没有异物，此时转入步骤4；

激光发射器3向轮胎5的第一条沟槽发射低功率激光，如果轮胎5的第一条沟槽中嵌入了异物4，激光发射器3发射的低功率激光就不能射到安装在固定板7并且与轮胎5的第一条沟槽上对正的光电传感器6上，光电传感器6接收不到低功率激光信号，即轮胎5的第一条沟槽中已经嵌入了异物4，此时转入步骤5，

步骤4具体指，若该沟槽中没有异物，通过控制系统使得直线电机动子2在直线电机定子1上沿轮胎5的轴线方向上，水平向外移动至轮胎5的第二条沟槽。

步骤5具体指，当步骤3中确定沟槽中已经嵌入异物，则安装在汽车操作面板上的报警灯12亮，同时可以打开安装在汽车操作面板上的液晶显示屏11进行观察，安装在轮胎上方底盘上的摄像头10将所拍摄的轮胎顶部图像实时传到液晶显示屏11上，可以选择是否去除异物，如果要去除，则根据车轮转速和传感器6上的信号频率计算异物在轮胎5圆周上的角位置，当轮胎5继续回转到异物再次接近沟槽顶点位置时，便通过这个控制系统调整激光发射器3发射高功率激光，高功率激光通过激光器3将能量聚焦到沟槽顶点，并连续向轮胎5的第一条沟槽发射高功率密度激光，激光发射器3发射高功率激光在轮胎5的旋转过程中会将轮胎5的第一条沟槽中已经嵌入了异物4进行熔化切割，去除异物；然后转入步骤2。

如果选择暂不去除，则转入步骤4。

激光发射器中射出的激光在熔化切割异物之后，会射向传感器6，因为传感器6不在激光的焦点处，所以传感器6上的能量没有焦点处高，传感器6的材料使用的是稀有金属材料具有对激光不敏感性，不会造成传感器6被激光损毁，当传感器6接收到较强能量的激光信号后会立即通过控制器降低激光发射器3的功率至低功率密度激光束。当轮胎5旋转一周后，控制系统将调整激光发射器3向轮胎5的第一条沟槽重新发射低功率密度激光束，以检测轮胎5的第一条沟槽中已经嵌入的异物4是否已经去除，转入步骤2，如果没有去除，则按照步骤5中的方法再进行一次去除，连续五次仍然没有去除，将进行人工干预去除；

当轮胎5的第一条沟槽中已经嵌入了异物4已经去除，那么控制系统使得直线电机动子2在直线电机定子1上沿轮胎5的轴线方向上，水平向外移动至轮胎5的第二条沟槽。轮胎5的第二条沟槽、第三条沟槽、第四条沟槽中异物的检测和去除过程与轮胎5的第一条沟槽仍相同。当检测到轮胎5的第四条沟槽里嵌入的异物已经被去除之后，控制系统使得直线电机动子2在直线电机定子1上沿轮胎5的轴线方向上，水平向内移动至轮胎5的第一条沟槽，恢复初始状态。