一种轮胎接地外轮廓检测装置及方法与流程

本发明涉及轮胎检测，具体为一种轮胎接地外轮廓检测装置及方法。

背景技术：

1、随着汽车工业的发展，高速公路的普及，车速的提高，对汽车轮胎的要求也越来越高，轮胎动平衡不圆度检测作为保证轮胎质量的主要环节，近年来受到极大关注，造成轮胎不平衡的原因主要有两个：质量不均和形状不规则，反映到检测上就是轮胎的动平衡检测和外轮廓检测；

2、现有的轮胎外轮廓测量方法有包括激光测距仪测量法、线激光测距仪测量法和手持式三维扫描仪测量法；

3、激光测距仪测量法是采用点激光测距仪进行测量，通过移动点激光测距仪使其沿着轮胎的外轮廓扫描，来测算出轮胎的外轮廓尺寸；

4、线激光测距仪测量法是采用线激光测距仪进行测量，通过移动线激光测距仪使其沿着轮胎的外轮廓扫描，来测算出轮胎的外轮廓尺寸；

5、手持式三维扫描仪测量法是采用手持式三维扫描仪进行测量，手持式三维扫描仪是利用双目视觉原理来获得空间点云的仪器，设备工作时借助于贴在轮胎表面的反光标记点来定位，通过激光发射器发射激光，照射在轮胎表面，经两个相机来捕捉反射回来的光，经计算得到轮胎的外轮廓尺寸；

6、以上三种方法都是在轮胎不受力状态测得轮胎外轮廓数据，不能测得负荷状态下轮胎的外轮廓数据，而轮胎不受力状态下轮胎外轮廓与轮胎负荷状态下的外轮廓相差较大，如图1所示，虚线为轮胎不受力状态下轮胎外轮廓，实线为轮胎负荷状态下的外轮廓，若以轮胎不受力状态下轮胎外轮廓数据作为轮胎检测的判断标准，将极大的降低轮胎最终的使用安全性能。

技术实现思路

1、本发明提供一种轮胎接地外轮廓检测装置及方法，用以解决上述背景技术中提出的至少一项技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种轮胎接地外轮廓检测装置，包括轮胎刚度试验机和轮胎接地外轮廓检测装置主体，轮胎接地外轮廓检测装置主体安装在轮胎刚度试验机上，测试轮胎安装在轮胎刚度试验机的径向加载台上，轮胎刚度试验机用于对测试轮胎进行试验负荷的加载，轮胎接地外轮廓检测装置主体用于将加载后的测试轮胎的外轮廓形状记录下来。

3、优选的，轮胎刚度试验机上设有径向导轨，径向加载台上下滑动连接在径向导轨上，径向加载台上设有第一驱动件，第一驱动件用于驱动径向加载台沿径向导轨上下滑动，径向加载台设有轮胎安装轴，测试轮胎包括胎体和轮辋，胎体安装在轮辋上，轮辋用于与轮胎安装轴相互配合。

4、优选的，轮胎接地外轮廓检测装置主体包括底座，底座安装在轮胎刚度试验机上，底座上安装有u型容器，u型容器内设有可塑材料，u型容器通过导管连接有蒸汽机。

5、优选的，可塑材料为橡皮泥。

6、优选的，u型容器包括第一容器、第二容器和u型挡板，u型挡板安装在第一容器和第二容器内，并通过连接弹性件连接，u型挡板上设有挤出头伸入孔，第一容器和第二容器均滑动连接在底座上，底座螺栓连接在轮胎刚度试验机的座体上，座体安装在盘体上，盘体内设有可塑材料供给组件，座体内设有设有可塑材料挤出组件，可塑材料供给组件用于给可塑材料挤出组件提供可塑材料，可塑材料挤出组件用于为u型容器添加可塑材料。

7、优选的，可塑材料供给组件包括供料电机，盘体上开设有储料口，盘体内设有储料腔，供料电机固定连接在盘体上，供料电机输出端固定连接有供料丝杠，供料丝杠上设有两组对称布置的螺纹，并通过螺纹连接有两对称布置的挤出螺母，盘体上方设有挤出口，挤出口与可塑材料挤出组件连通。

8、优选的，可塑材料挤出组件包括电动挤出头，电动挤出头上下滑动连接在座体的挤出头滑槽内，电动挤出头两端铰链连接有调节连杆，调节连杆远离电动挤出头的一端铰链连接有连接滑块，两连接滑块分别与第一容器和第二容器固定连接，电动挤出头内设有挤出管道，挤出管道与挤出口通过软管连接。

9、优选的，还包括按摩喷出组件，按摩喷出组件包括按摩头，按摩头内设有水流喷出组件，按摩头用于对变硬后的橡皮泥进行按摩，水流喷出组件用于向橡皮泥上不断的喷水，按摩喷出组件内设有按摩喷出组件控制系统，按摩喷出组件控制系统用于根据橡皮泥的实际状态调控水流喷出组件的出水量；

10、按摩喷出组件控制系统包括：

11、距离传感器，距离传感器设置在按摩头上，用于检测按摩头每次进给前距离橡皮泥的实际距离；

12、位移传感器，位移传感器设置在按摩头上，用于检测按摩头每次实质进给时移动的距离；

13、压力传感器，压力传感器设置在按摩头，用于检测按摩头所受的挤压力；

14、控制器，计算单元，控制器与距离传感器、位移传感器、压力传感器和计算单元电连接，计算单元用于基于距离传感器、位移传感器和压力传感器计算按摩头第i次进给时水流喷出组件应该的出水量，控制器用于基于计算单元的计算值调控水流喷出组件的出水量；

15、基于距离传感器、位移传感器和压力传感器计算按摩头第i次进给时水流喷出组件应该的出水量，包括：

16、

17、其中，qix为按摩头第i次进给时水流喷出组件应该的出水量，q0为水流喷出组件的基准出水量，fs为压力传感器的实际检测值，为橡皮泥的动力黏度，ρ为橡皮泥的预设密度，si为按摩头与橡皮泥第i次接触时的接触面积，reα为橡皮泥预设柔软状态下的雷诺数，di0为按摩头第i次进给前距离传感器的检测值，dix为按摩头第i次进给时位移传感器的检测值，其中dix>di0，fix0为橡皮泥处于预设柔软状态进给dix-di0距离压力传感器预设检测值。

18、一种轮胎接地外轮廓检测方法，包括如下步骤：

19、步骤一：挑选外观质量良好的胎体，对于外观受损的胎体进行剔除；

20、步骤二：将挑选的胎体装配到轮辋上形成测试轮胎，将测试轮胎充气到试验要求气压，并停放预设时长；

21、步骤三：将测试轮胎通过轮辋安装到轮胎刚度试验机的轮胎安装轴上；

22、步骤四：在u型容器内放入定量的可塑材料，通过轮胎刚度试验机上的径向加载台对测试轮胎进行试验负荷的加载，加载完毕后测试轮胎会和可塑材料接触，测试轮胎会把可塑材料挤压变形，相应的可塑材料会把测试轮胎此时的接地外轮廓形状记录下来，此时通过轮胎接地外轮廓检测装置主体的蒸汽机对u型容器内充入定量的蒸汽，使得可塑材料内的水分快速蒸发，并快速定型；

23、步骤五：通过轮胎刚度试验机对测试轮胎进行卸载，并采用手持式三维扫描仪对可塑材料和测试轮胎接触部位进行扫描，得到测试轮胎在加载状态下的外轮廓形状。

24、优选的，步骤四通过轮胎刚度试验机上的径向加载台对测试轮胎进行试验负荷的加载包括：第一驱动件驱动径向加载台沿径向导轨向下滑动到指定位置，使得测试轮胎挤压可塑材料；

25、步骤五通过轮胎刚度试验机对测试轮胎进行卸载包括：第一驱动件驱动径向加载台沿径向导轨向上滑动到起始位置，使得测试轮胎脱离可塑材料。

26、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

27、1.先通过轮胎刚度试验机给测试轮胎进行径向加载，之后通过轮胎接地外轮廓检测装置主体将加载状态下测试轮胎的外轮廓记录下来，之后通过手持式三维扫描仪对记录下来的外轮廓进行扫描，得到测试轮胎在加载状态下的外轮廓形状，本发明解决了现有技术不能检测轮胎在受负荷状态下的外轮廓数据的技术问题；

28、2.可塑材料供给组件和可塑材料挤出组件的设计不光实现了可塑材料的自动添加，而且实现了可塑材料的自动脱模，将可塑材料取出后再进行外轮廓扫描，扫描结果将会更加准确。