Изобретение относится к способу и прибору для измерения высоты рисунка протектора шин транспортного средства, содержащему лазер для генерирования лазерного луча, направляемого на поверхность рисунка протектора шины транспортного средства для создания светового пятна, обладающий определенной разрешающей способностью датчик, позволяющий определять положение светового пятна, и устройство обработки изображения, которое на основе полученных от датчика данных о положении светового пятна вырабатывает измеренное значение глубины одной или нескольких профильных канавок рисунка протектора шины.
Профиль рисунка шин транспортного средства является одним из важных факторов, влияющих на безопасность. Благодаря наличию определенного рисунка протектора дождевая вода на проезжей части может стекать под шиной в сторону, препятствуя всплытию и потере сцепления с дорожным покрытием (аква- или гидропланирование). Это особенно важно для современных высокоскоростных легковых автомобилей. Поэтому во многих странах минимальная высота рисунка протектора шин установлена законодательно (в Германии она составляет 1,6 мм). Уже при высоте рисунка менее 3,0 мм вытеснение воды при дожде снижается и составляет лишь 30% от величины, обеспечиваемой новой шиной. Рисунок протектора шин транспортных средств подвержен сильному износу. Однако этот износ для владельца транспортного средства трудно заметен. Высота рисунка протектора шин в любом случае измеряется в авторемонтной мастерской, где для этого имеются соответствующие измерительные приборы.
Из заявки на патент Германии DE-4316984-A1 известны способ и устройство для автоматического определения высоты рисунка протектора шин транспортных средств. В полу измерительной станции уложена полупрозрачная измерительная плита. Под измерительной плитой находится измерительная головка. Измерительная головка имеет лазер и обладающий определенной разрешающей способностью датчик в виде триангуляционного блока. Для измерения высоты рисунка профиля шины транспортного средства по измерительной плите необходимо прокатить шину либо установить ее на измерительную плиту. Затем с помощью лазера на поверхности рисунка протектора шины создается световое пятно. Положение этого светового пятна определяется датчиком. Выходные сигналы датчика передаются на блок обработки, который определяет меру высоты рисунка протектора шины. Измерительная головка расположена при этом на салазках и может перемещаться поперек направления качения шины.
В устройстве, описанном в заявке на патент Германии DE-4316984-A1, измерение высоты рисунка протектора шин происходит принудительно под нагрузкой, причем в зоне контурной площади контакта шины выступы протектора сдавливаются в радиальном направлении шины. Для предотвращения обусловленного этим искажения результата измерения лазер ориентируют таким образом, чтобы лазерный луч падал на рисунок протектора вне контурной площади контакта шины.
В зоне измерительной плиты дополнительно устанавливают направленное на протектор распылительное сопло, подающее воду на протектор шины до или во время измерения, что позволяет определять высоту рисунка протектора также и у загрязненной шины. Далее предусмотрена установка для очистки измерительной плиты, загрязненной в ходе очистки шины.
Такое автоматическое устройство не обеспечивает проверку именно того участка шины, который является показательным для высоты рисунка профиля всей шины. Поэтому для повышения вероятности репрезентативного измерения предусматривают несколько измерительных плит и измерительных головок, установленных последовательно в направлении качения шины.
В выложенной заявке на патент Германии DE-OS-1809459 описаны способ и устройство для автоматического определения высоты рисунка протектора шины транспортных средств при непрерывном дорожном движении транспорта. Принцип измерения аналогичен описанному в заявке на патент Германии DE-4316984-A1. При этом в дорожном покрытии предусматривается щелевидное отверстие, под которым в яме расположено измерительное устройство. Шина, на которой проводится измерение, замыкает фотоэлектрический контакт, вызывающий срабатывание электронной вспышки. Электронная вспышка формирует узкую полоску света. Эта световая полоса через щелевидное отверстие с достаточной резкостью отображается на поверхность шины. Световая полоса отражается поверхностью протектора в виде ступенчатой линии, причем высота уступов пропорциональна высоте рисунка протектора шины. Ступенчатое изображение световой полосы, увеличенное системой увеличительных стекол и объективом камеры, отображается на фоточувствительный слой. Часть отображающегося светового пучка отражается полупрозрачным зеркалом на плиту, состоящую из размещенных по типу сетки фотоэлектрических элементов. По выходным сигналам фотоэлектрических элементов электронный блок обработки результатов определяет высоты уступов и тем самым высоту рисунка протектора шины.
Известные переносные и передвижные измерительные приборы для измерения высоты рисунка протектора шин транспортного средства работают механически с применением измерительного щупа. В описании полезной модели DE-GM-7640078 представлен такой измерительный прибор с направляющим элементом и установленным в нем с возможностью перемещения подпружиненным датчиком касания, вставляемым в протектор. При установке измерительного прибора на шину датчик касания входит в профиль протектора. Если высота рисунка меньше заданного значения, то лампа через датчик касания замыкается на батарею и загорается. В патентах Германии DE-PS- 2722137 и DE-PS-3827456 описаны аналогичные измерительные приборы, основанные на том же механическом принципе с измерительным щупом.
Более близкими по техническому существу к предложенному изобретению являются способ и прибор для измерения высоты рисунка протектора шины транспортного средства, раскрытые в европейской заявке EP-0469948-A1.
Измерительный прибор по этой заявке содержит лазер для генерирования лазерного луча, направляемого на поверхность рисунка протектора шины транспортного средства для создания светового пятна, обладающий определенной разрешающей способностью датчик, позволяющий определить положение светового пятна, и устройство обработки изображения, которое на основе полученных от датчика данных о положении светового пятна вырабатывает измеренное значение глубины одной или нескольких профильных канавок рисунка протектора шины.
Способ измерения по данной заявке заключается в том, что луч лазера лазерной измерительной головки направляют под углом на дно протектора, где образуется световое пятно, и с помощью обладающего определенной разрешающей способностью датчика определяют положение этого светового пятна, откуда получают меру высоты рисунка протектора шины.
Однако этим прибору и способу присущи те же недостатки, что и вышеописанным.
В основу изобретения была положена задача создать усовершенствованные способ и прибор для измерения высоты рисунка протектора шины транспортного средства, которые обеспечивали бы точное и надежное измерение высоты рисунка.
В частности задача изобретения состоит в том, чтобы создать измерительный прибор, позволяющий осуществлять текущий контроль за высотой рисунка протектора шины транспортного средства, например, путем контроля высоты рисунка протектора у припаркованных транспортных средств.
Поставленная задача решается с помощью прибора для измерения высоты рисунка протектора шины транспортного средства, содержащего лазер для генерирования лазерного луча, направляемого на поверхность рисунка протектора шины транспортного средства для создания светового пятна, и устройство обработки изображения, которое на основе полученных от датчика данных о положении светового пятна вырабатывает измеренное значение глубины одной или несколько профильных канавок рисунка протектора шины. Согласно изобретению, в приборе лазер и обладающий определенной разрешающей способностью датчик размещены в общем корпусе, образуя лазерную измерительную головку, лазерная измерительная головка имеет контактную поверхность, которой ее прикладывают к протектору шины транспортного средства, причем лазер и обладающий определенной разрешающей способностью датчик располагаются в определенном положении относительно шины транспортного средства, при этом прибор дополнительно содержит печатающее устройство для распечатки выходных данных в соответствии с высотой рисунка протектора шины и батарею и выполнен в виде переносного или передвижного устройства.
В предпочтительном варианте реализации изобретения печатающее устройство и батарея размещены в общем корпусе и образуют основной узел.
Предпочтительно также, когда все компоненты устройства обработки изображения, батарея и печатающее устройство размещены в общем корпусе.
При этом лазерная измерительная головка соединена гибким проводом с основным узлом и может быть расположена на конце стержня, обеспечивающего удобство подвода ее к шинам припаркованного транспортного средства.
Желательно указанный стержень выполнить Z-образным, благодаря чему он имеет отогнутый под тупым концом рукояточный конец, длинную среднюю часть и отогнутый под тупым углом параллельно и противоположно рукояточному концу измерительный конец, несущий лазерную измерительную головку.
Целесообразно для использования изобретения, когда обладающий определенной разрешающей способностью датчик включает ряд светочувствительных детекторов, расположенных в плоскости, содержащей лазерный луч, и средства для отображения образованного на поверхности профиля шины транспортного средства светового пятна на ряд указанных светочувствительных детекторов.
В предпочтительной форме выполнения средства для отображения образованы диафрагмой со щелью, перекрещивающейся с рядом светочувствительных детекторов.
Предложенный способ измерения высоты рисунка протектора шины транспортного средства заключается в том, что луч лазера лазерной измерительной головки направляют под углом на дно протектора шины для получения на дне светового пятна и с помощью обладающего определенной разрешающей способностью датчика определяют положение этого светового пятна, откуда получают меру высоты рисунка протектора шины. Согласно изобретению, перед излучением лазерного луча лазерную измерительную головку прикладывают к протектору шины транспортного средства таким образом, чтобы базовая поверхность лазерной измерительной головки занимала относительно шины определенное положение, при этом луч лазера лазерной измерительной головки направляют на дно протектора шины сквозь базовую поверхность и лазерную измерительную головку перемещают по протектору шины, получая значение для нескольких профильных канавок шины, по которым определяют меру высоты рисунка протектора шины.
При этом зависимость между рисунком протектора шины и положением светового пятна с помощью обладающего определенной разрешающей способностью датчика целесообразно устанавливать путем сравнения с рисунками протектора шины известной высоты.
Теперь прибор можно транспортировать вручную. Лазерная измерительная головка не встроена неподвижно в прибор и ее можно вручную перемещать по рисунку протектора при измерении шины транспортного средства. Благодаря этому обеспечивается удобство проведения измерений высоты рисунка протектора шины транспортных средств, припаркованных в любом месте, например на стоянке. При этом отпадает необходимость в точном позиционировании транспортного средства на стационарном устройстве.
В случае стационарных установок результат измерения в силу ряда факторов искажается. Например, при этом не обеспечивается показательность измеренного участка профиля для всей шины. Кроме того, стационарный измерительный прибор может вообще не "захватить" рисунок протектора, а производить измерения лишь на участке шины без рисунка. Далее, результат измерения искажается загрязнениями, наличие которых препятствует точному измерению. Даже дорогостоящие моечные установки для шин не могут надежно предотвратить возникновение таких искажений при измерениях. Мелкие камешки, прочно забившиеся в протектор, не могут быть удалены даже на таких установках. Предлагаемые согласно изобретению способ и измерительный прибор позволяют достаточно просто избежать таких искажений благодаря возможности визуального контроля до, во время и после измерения. Перед измерением оператор может выбрать место на протекторе шины, которое не загрязнено, не содержит камешков и является показательным для всего протектора шины. Кроме того, оператор может также сразу же после измерения проверить, насколько достоверен результат измерения, чтобы не предоставлять владельцу транспортного средства искаженных результатов.
Далее, при применении измерительного прибора согласно изобретению расстояние между лазером, соответственно, датчиком и поверхностью протектора шины может быть выбрано значительно меньшим, чем в стационарных установках. Благодаря этому точность измерения повышается.
Так как лазерную измерительную головку вручную перемещают по рисунку протектора, то за один измерительный процесс по выбору могут быть измерены несколько профильных канавок. В этом случае отдельные измеренные значения могут быть обработаны таким образом, чтобы получить в результате одно единственное значение для всей шины, которое является показательным для релевантной высоты рисунка протектора.
Лазерную измерительную головку можно также последовательно приставлять ко всем шинам транспортного средства, обеспечив тем самым измерение для всего транспортного средства. Устройство обработки сигналов выдает значение высоты рисунка протектора. Эта высота рисунка протектора распечатывается с помощью печатающего устройства. Таким образом можно также очень просто и легко контролировать шины припаркованных транспортных средств и сообщать их владельцам о возможных дефектах с помощью распечатки. Тем самым может быть внесен существенный вклад в повышение безопасности дорожного движения.
Ниже изобретение более подробно поясняется на примерах его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где
фиг. 1 показывает вариант выполнения передвижного прибора для измерения высоты рисунка протектора шин транспортного средства,
фиг. 2 - измерительный прибор на фиг. 1 со снятым кожухом, где видны батареи и печатающее устройство,
фиг. 3 - аксонометрическое изображение, поясняющее применение передвижного измерительного прибора, изображенного на фиг. 1 и 2, на припаркованном транспортном средстве,
фиг. 4 - распечатку, выдаваемую передвижным измерительным прибором, изображенным на фиг. 1-3,
фиг. 5 - схематическое изображение, поясняющее принцип действия лазерной измерительной головки,
фиг. 6 - график, на котором для лазерной измерительной головки, изображенной на фиг. 5, показана глубина канавки рисунка протектора в виде функции положения расположенного на дне канавки протектора светового пятна, созданного лазером,
фиг. 7 - блок-схему, поясняющую процесс измерения высоты рисунка протектора шин передвижным измерительным прибором согласно изобретению.
фиг. 8 - блок-схему, поясняющую процесс обработки данных при измерении высоты рисунка протектора шин,
фиг. 9 - второй вариант выполнения - переносного прибора для измерения высоты рисунка протектора шин транспортных средств.
Как показано на фиг. 1, передвижной измерительный прибор состоит из двух частей: из основного узла 10 и узла 12 измерительной головки. Узел 12 измерительной головки соединен с основным узлом 10 спиральным проводом 14.
Основной узел 10 смонтирован на двухколесной тележке 16. Тележка 16 имеет два колеса 18 и 20, заднюю стенку 22 с прочно прикрепленной к ней рукояткой 24 и опорами 26. Тележку 16 с помощью рукоятки 24 можно опрокидывать назад по типу тележки для перевозки мешков и перемещать на колесах 18 и 20. Для придания же устойчивого положения тележке 16 ее можно наклонять вперед, при этом она будет стоять на опорах 26.
Основной узел 10 содержит батарею 28, закрытую от вытекания электролита, и печатающее устройство 30 (фиг. 2). Батарея 28 размещена снизу так, что ее центр тяжести расположен перед осью 31 колес 18 и 20. Благодаря этому обеспечивается устойчивость всей конструкции. Когда рукоятку отпускают, тележка 16 автоматически стремится занять устойчивое положение на опорах 26.
Поверх батареи 28 в основном узле размещено печатающее устройство 30. Печатающее устройство 30 служит для распечатки протоколов измерения. Батарея 28 и печатающее устройство 30 закрыты кожухом 32, который на фиг. 2 снят, но виден на фиг. 1. Кожух 32 может быть изготовлен из пластмассы или металла. Кожух 32 имеет боковую прорезь (не показана) для выдачи распечатанных протоколов измерения.
Узел 12 измерительной головки представляет собой в основном z-образный стержень 34. Верхний конец стержня 34 отогнут под тупым углом, образуя рукояточный конец 36. Этот рукояточный конец 36 служит собственно рукояткой 38. Нижний конец 40 - "измерительный конец" стержня 34 отогнут под тупым углом в противоположную сторону по отношению к рукояточному концу 36, так что он проходит в основном параллельно ему. На конце 40 измерительной головки закреплена собственно лазерная измерительная головка 42. Эту лазерную измерительную головку 42 ее боковой поверхностью 44 можно прикладывать к шине транспортного средства. Головка 42 содержит лазер, с помощью которого осуществляется измерение высоты рисунка протектора шины.
На прямом среднем участке 46 стержня 34 закреплен блок 48 управления и передачи сигналов. На рукояточном конце 36 расположена панель 50 управления с четырьмя элементами управления, с помощью которых можно вводить данные о положении каждой из измеряемых шин транспортного средства. Элементы управления панели 50 управления представляют собой четыре кнопки, как это видно на фиг. 1. Ниже на средней части 46 закреплена рукоятка 52. Рукоятка 52 установлена перпендикулярно к средней части 46 стержня 34 и в основном перпендикулярно к плоскости, определяемой средней частью 46, рукояточным концом 36 и концом 40 измерительной головки.
На фиг. 3 поясняется принцип применения прибора для измерения высоты рисунка протектора шины припаркованного транспортного средства. Измерительную головку 42 перемещают по рисунку протектора шины 54. При этом рукоятки 38 и 52 обеспечивают удобство работы со стержнем 34. Лазерная измерительная головка расположена на стержне 34 таким образом, чтобы ее можно было удобно перемещать по протектору шины 54. При этом оператор может сохранять прямое положение тела. Измерение проводится аналогичным образом на всех четырех шинах транспортного средства. С помощью четырех элементов управления панели 50 вводятся данные, на какой именно из шин в данный момент производится измерение.
На фиг. 4 показана распечатка, выдаваемая описываемым прибором. Бланк 56 содержит изображение транспортного средства с четырьмя полями 58. В эти поля 58 бланка печатающее устройство впечатывает измеренные для четырех шин значения высоты рисунка протектора. С помощью элементов управления панели 50 печатающему устройству подается команда, в какое из этих полей 58 должно быть впечатано измеренное значение.
На схеме фиг. 5 под позицией 60 изображена шина, имеющая протектор с профильными канавками 62. Профильные канавки 62 образуют дно 64. Поверхность протектора шины между профильными канавками 62 определяет базовую плоскость 68. Лазерная измерительная головка 42 поддерживает эту базовую плоскость 68 на определенном расстоянии от поверхности протектора шины. Лазерный луч 66 образует с нормалью 70 к базовой плоскости 68 и дном 64 профильной канавки 62 угол α. Угол α выбирают таким образом, чтобы лазерный луч 66 в любом случае при определенных относительных положениях измерительной головки 42 и шины мог проникать в профильную канавку 62 до ее дна 64, как показано на фиг. 5.
В базовой плоскости 68 расположена диафрагма 72 со щелью 74. Вся щелевая диафрагма 72 может лежать в одной плоскости. Однако предпочтительно расположить левую по фиг. 5 часть 73 щелевой диафрагмы с некоторым смещением кверху относительно правой части 71. Если вся щелевая диафрагма лежит в одной плоскости, то теряется значительная часть интенсивности лучей света, которые отражаются от поверхности шины, проходят через щель 74 под очень тупым углом и попадают на детекторы, расположенные далеко от щели 74, поскольку эффективное отверстие щели 74 для таких световых лучей очень мало. Благодаря вертикальному смещению частей 71 и 73 эта проблема устраняется. Эффективность отверстия щели 74 для наклонно падающих лучей света тем самым увеличивается, не оказывая неблагоприятного воздействия на интенсивность тех лучей, которые проходят через щель 74 почти вертикально.
На некотором расстоянии позади щелевой диафрагмы 74 расположен ряд 76 светочувствительных детекторов. Ряд 76 светочувствительных детекторов лежит в плоскости, которая содержит лазерный луч 66. В продольном направлении ряд 76 детекторов перекрещивается со щелью 74. Иными словами лазерный луч 66 и ряд 76 детекторов определяют некоторую плоскость. В данном случае эта плоскость является плоскостью чертежа по фиг. 5. Щель 74 лежит в базовой плоскости 68 перпендикулярно к этой плоскости.
Лазерный луч 66 создает световое пятно 78 на дне 64 профильной канавки 62. Боковое положение этого светового пятна 78 зависит от глубины профильной канавки 62. Если бы дно 64 профильной канавки 62 лежало на уровне, обозначенном штрихпунктирной линией, то световое пятно образовалось бы в точке 80. Положение светового пятна определяется обладающим определенной разрешающей способностью датчиком 82. Этот датчик 82 образован в данном случае щелевой диафрагмой 72 и рядом 76 светочувствительных детекторов. От диффузно отраженного света светового пятна 78 луч 84 света через щель 74 падает на детектор 86 ряда 76 светочувствительных детекторов. От светового пятна 80 луч 88 света попадал бы через щель 74 на детектор 90 ряда 76 светочувствительных детекторов. Очевидно, что как боковое смещение светового пятна влево на фиг. 5, так и вертикальное смещение вверх на фиг. 5 равнозначно повороту светового луча 84, соответственно 88 относительно щели 74 в направлении часовой стрелки, что ведет к падению светового луча на расположенный дальше вправо по фиг. 5 детектор из ряда 76. По отображению светового пятна на ряде светочувствительных детекторов можно тем самым сделать заключение о положении дна 64 относительно базовой плоскости 68 и, следовательно, о глубине профильной канавки 62.
Количественно получают следующий результат, где символы имеют следующие значения: t - расстояние от дна 64 профильной канавки 62 до базовой плоскости, α - угол между лазерным лучом 66 и нормалью 70 к базовой плоскости, β - угол между световым лучом 84 и нормалью 70 к базовой плоскости 68, a - горизонтальное на фиг. 5 расстояние между началом ряда 76 светочувствительных детекторов и щелью 74, b - горизонтальное на фиг. 5 расстояние между точкой прохождения лазерного луча 66 через базовую плоскость 68 и щелью 74, c - вертикальное на фиг. 5 расстояние между базовой плоскостью 68 и расположенным выше базовой плоскости рядом 76 светочувствительных детекторов, d - горизонтальное на фиг. 5 расстояние между щелью 74 и точкой падения светового луча 84 на ряд 76 светочувствительных детекторов, e - расстояние от точки падения светового луча 84 на ряд 76 светочувствительных детекторов до начала ряда 76, f - горизонтальное на фиг. 5 расстояние между точкой прохождения лазерного луча 66 через базовую плоскость 68 и световым пятном 78 и g - горизонтальное на фиг. 5 расстояние между световым пятном 78 и щелью 74.
В этом случае справедливы следующие соотношения:
e=a+d; (1)
b = f+g; (2)
f=t tan α; (3)
g=t tan β; (4)
d = c tan β; (5)
При подстановке уравнений (3) и (4) в уравнение (2) получают:
Подставляя уравнение (5) в уравнение (1), получают:
e = a + c tan β. (7)
Если подставить уравнение (6) в уравнение (7), то получают:
e=a+c tan(arctg(b/t - tan α));
e = a + c(b/t - tan α);
(e-a)/c = b/t - tan α;
(e-a)/c+tan α =b/t;
t = b/((e-a)/c + tan α). (8)
Последнее уравнение представляет собой искомую глубину профильной канавки 62 (относительно базовой плоскости 68) в виде функции положения детектора 86, на который в ряду 76 отображается световое пятно 78. Величины a, b и c являются постоянными прибора. Глубина t тем меньше, чем больше (e-a), т. е. чем дальше вправо от щели 74 на фиг. 5 лежит детектор из ряда 76, на который упал световой луч 84. На фиг. 5 это непосредственно очевидно из обозначенного штрихпунктирной линией светового луча 88. При одинаковом положении "засвеченного" детектора, например, 88, глубина тем больше, чем больше c. Если ряд 76 с детектором 86 перемещать параллельно вверх по фиг. 5, т.е. увеличивать расстояние c между рядом 76 и базовой плоскостью 68, то световой луч 84 повернется против часовой стрелки относительно щели 74. Точка пересечения светового луча 84 с лазерным лучом 66 поэтому сместится дальше вниз по фиг. 5. Таким образом, измеренная глубина t при неизменной в остальном геометрии меньше, если α возрастает, т.е. лазерный луч 66 поворачивается вокруг точки его прохождения через базовую плоскость 68 против часовой стрелки по фиг. 5.
Предпочтительными оказались следующие значения постоянных прибора:
tanα = 0,286 ←→ α = 15°;
a = 0,2 мм;
b = 12 мм;
c = 5 мм.
С этими значениями был получен показанный на фиг. 6 график зависимости глубины t от определяемого датчиком 82 положения светового пятна 78 на дне 64 профильной канавки 62, а именно, отрезка e в плоскости изображения, содержащей ряд 76 детекторов. Этот график является функцией уравнения (8).
Лазерная измерительная головка выполнена таким образом, что базовая плоскость 68 лежит примерно на расстоянии 4 мм от расположенной между профильными канавками поверхности 92 протектора шины. Критическая глубина профиля составляет от 0 до 3 мм. Диапазон измерений, в котором лазерная измерительная головка 42 должна работать с высоким разрешением, составляет от 4 до 7 мм. На графике фиг. 6 это соответствует сильно вытянутому участку 94. На чертеже видно, что на этом участке малому изменению глубины t соответствует довольно большое изменение положения e светочувствительного детектора, на который упал световой луч 84. Ряд 76 светочувствительных детекторов содержит около 8 детекторов на миллиметр, благодаря чему достигается разрешение в 8 точек на миллиметр. В результате это дает теоретическое разрешение глубины приблизительно от 0,1 до 0,2 мм.
При проведении измерения лазерную измерительную головку 2 перемещают по рисунку протектора и определяют максимумы измеренных глубин в виде глубин профильных канавок 62 рисунка протектора. Ниже с помощью фиг. 7 и 8 описывается способ измерения.
Сначала лазерную измерительную головку 42 устанавливают на протектор 54 шины (фиг. 3). Это показано блоком 104 на фиг. 7. Лазерную измерительную головку 42 предпочтительно устанавливать на край шины. Измерение начинают (блок 106) нажатием одной из четырех кнопок панели 50 управления (фиг. 1). При нажатии кнопки включается лазер 67 (фиг. 5) и выдается акустический и оптический начальный сигнал, по которому оператор узнает, что измерение осуществляется правильно. Затем лазерную измерительную головку 42 перемещают поперек протектора шины (блок 108), при этом (блок 110) регистрируются измеренные значения e (фиг. 5). Это происходит в результате того, что светочувствительные детекторы (например, фотодиоды) ряда 76 (например, диодной матрицы со 128 диодами) преобразуют интенсивность упавшего на каждый из диодов света в напряжение, пропорциональное соответствующей интенсивности света. Вследствие некоторой дивергенции лучей за щелью 74 (фиг. 5) свет в целом попадает не только на один диод, но также и на соседние диоды. Эти значения напряжения последовательно считываются с определенной тактовой частотой T и преобразуются аналого-цифровым преобразователем в цифровые значения (8 бит). Эти цифровые значения сохраняются в памяти обратного магазинного типа (память типа FIFO) (256 кбайт).
После перемещения лазерной измерительной головкой 42 один или несколько раз поперек протектора шины измерение заканчивают, снова отпуская нажатую кнопку панели 50 управления (блок 112). Затем измеренные значения обрабатываются. Это показано блоком 114 и подробнее описано ниже с помощью фиг. 8. Результаты обработки данных запоминаются (блок 116). С помощью оптического и акустического сигнала (блок 118) об окончании измерения оператор узнает, было ли успешным измерение. После этого оператор решает, будет ли произведено измерение на других протекторах (блок 120) или должны быть выданы результаты измерения (блок 122). Выдача результатов измерения происходит путем нажатия одной из кнопок, которая приводит в действие печатающее устройство 30 (фиг. 2).
Обозначенная блоком 114 на фиг. 7 обработка измеренных значений подробнее представлена на фиг. 8. Сначала (блок 124) считываются данные, записанные в память типа FIFO при первом тактовом сигнале (блок 110, фиг. 7). Определяется наибольшее значение этих данных (блок 126). Соответствующий адрес в памяти типа FIFO соответствует номеру диода, на который при соответствующем измерении попала наивысшая интенсивность лазерного луча. Затем определяется соответствующее этому диоду измеренное значение глубины t (фиг. 5). Этот шаг представлен блоком 128. Номер диода сравнивается с хранящейся в памяти эталонной таблицей. Из эталонной таблицы затем получают соответствующее измеренное значение глубины. Это измеренное значение глубины запоминается. После этого осуществляется опрос, не пуста ли память типа FIFO (блок 130). Если память типа FIFO не пуста, то считываются данные (блок 124), записанные в эту память при следующем тактовом сигнале, и процесс продолжается в соответствии с блоками 126-130. Если же память типа FIFO пуста, то обрабатываются накопленные измеренные значения глубины. Этот шаг представлен блоком 132. Обработка состоит в том, что определяют канавки протектора из измеренных значений глубины. При этом измеренные значения глубины 0 мм соответствуют поверхности протектора шины. Если определенное количество (например, 10) последовательно накопленных измеренных значений глубины отличаются от 0 мм, то эти и последующие измеренные значения глубины, пока снова не появится измеренное значение глубины, равное 0 мм, приписываются канавке. Таким образом получают определенное количество канавок, зависящее от того, сколько канавок было охвачено лазерной измерительной головкой при измерении.
Глубины отдельных канавок определяются следующим образом. Исходя из наибольшего измеренного значения глубины в определенной канавке определяется, сколько других измеренных значений глубины находится в пределах интервала, например, ±15%, этого измеренного значения глубины. В случае, если число таких измеренных значений глубины превышает пять, то наименьшее из этих измеренных значений глубины принимается в качестве действительной глубины канавки. В случае, если число таких измеренных значений глубины меньше пяти, то исходят из последующего наибольшего измеренного значения глубины, и процесс продолжается аналогичным образом, пока не будет получена глубина канавки.
Полученное таким путем количество канавок и соответствующие глубины канавок запоминаются (блок 134). Затем происходит обработка данных по глубинам канавок. Сначала канавки сортируются по их глубине (блок 136). Затем аналогично определению глубин отдельных канавок исходят из наибольшей глубины канавок (блок 138) и определяют, сколько других глубин канавок находятся в пределах, например, ±15%, этих глубин канавок. В случае, если в этих пределах находится по меньшей мере еще две глубины канавок (блок 140), наименьшая из этих глубин канавок принимается за действительное значение высоты рисунка протектора шины (блок 142). В случае, если обнаружено менее двух таких глубин канавок, то исходят из последующей большей глубины канавки (блок 138), и процесс продолжается аналогичным образом, пока не будет получено значение высоты рисунка протектора.
Параметры α и a, b и c могут быть измерены и непосредственно отрегулированы. Однако эти параметры могут быть определены также и посредством калибровки. Для этой цели измеряют четыре части с известными различными глубинами рисунка протектора. Для каждого известного t определяется относящееся к нему e. Из этого затем получают четыре уравнения в форме уравнения (8) с известным в каждом случае t и известным e. Из этих четырех уравнений могут быть определены четыре параметра α, a, b и c.
В представленном на фиг. 9 втором примере выполнения - переносного - измерительного прибора согласно изобретению печатающее устройство, батарея и вся электроника измерительного прибора находятся в корпусе 98, который можно переносить на ремне 96. Стержень 34 и измерительная головка 42 выполнены аналогично примеру, показанному на фиг. 1. Однако в этом втором примере выполнения устройство 48 управления и передачи сигналов (фиг. 1) расположено не на стержне 34, а размещено в корпусе 98. Такое компактное исполнение измерительного прибора согласно изобретению возможно, в частности, благодаря тому, что в нем применены батарея и печатающее устройство меньших размеров. На передней стороне переносного корпуса 98 находятся кнопки 100 управления, а также лоток 102 выдачи распечаток. Принцип работы второго варианта изобретения соответствует принципу работы первого варианта.
Кроме того, передвижной измерительный прибор может быть оборудован дисплеем. В этом случае измеренные значения можно проверять еще до их распечатки.
Измерительный прибор согласно изобретению может быть выполнен также в виде стационарного измерительного прибора. Этот прибор может быть интегрирован в уже существующие стенды проверки тормозов или моечные станции. Для этой цели измерительную головку заделывают в колею и перемещают с помощью шаговых двигателей по протектору шины, когда шина находится над измерительной головкой. Электропитание осуществляется от сети. Измеренные значения высоты рисунка протектора шины могут быть включены в виде составной части в уже имеющиеся протоколы испытания тормозов.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| БЛОК ДАТЧИКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА И СПОСОБ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО КОНТРОЛЯ | 1998 |
|
RU2186372C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ПРОЗРАЧНОЙ ПЛАСТИНЫ | 1991 |
|
RU2072510C1 |
| ОПТИЧЕСКИ СЧИТЫВАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПИРОВАНИЯ НОСИТЕЛЯ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО СЧИТЫВАНИЯ И ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ | 1987 |
|
RU2017235C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2019 |
|
RU2766932C1 |
| ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ НИМ И ЦЕЛЕВЫМ ОБЪЕКТОМ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ | 2012 |
|
RU2602734C2 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2015 |
|
RU2652489C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2016 |
|
RU2669324C1 |
| СИСТЕМА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧИМЫХ ПАРАМЕТРОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ | 1998 |
|
RU2199730C2 |
| ШИПОВАННАЯ ШИНА ДЛЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ | 2019 |
|
RU2788941C2 |
| Стенд для диагностирования пневматических шин автомобиля | 1976 |
|
SU898268A1 |
Изобретение относится к области измерения высоты рисунка протектора шин транспортных средств. Измерение этого параметра осуществляется с помощью содержащей лазер лазерной измерительной головки, которую располагают относительно шины транспортного средства так, чтобы базовая поверхность занимала относительно шины определенное положение. Луч лазера направляют сквозь базовую поверхность под углом на дно рисунка протектора шины так, что на дне рисунка протектора шины образуется световое пятно. С помощью датчика, обладающего определенной разрешающей способностью, определяют положение светового пятна, откуда получают меру высоты рисунка протектора шины. Изобретение позволяет осуществить текущий контроль за высотой рисунка протектора шины. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 9 ил.
| Цифровой измеритель временных интервалов с автоматическим контролем точности измерения | 1973 |
|
SU469948A1 |
| DE 4316984 A1, 18.08.94 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ РЕБОРДЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС | 1995 |
|
RU2096742C1 |
