Устройство для диагностирования шин Советский патент 1988 года по МПК G01M17/02 

(

y////L //i/

о:

с установленными в них чувствительными элементами в виде пластин 4,5 и наконечников 8, кинематически связанных соответственно с датчиками импульсов 6 и 7 измерения скорости качения колеса и датчиками 9 поперечных координат. Выходы датчиков 6, 7 и 9 связаны с входами электронной системы, включакщей датчик 10 скорости, блок 11 измерения поперечных координат, блок 12 деления, блок 14 управления, блок 13 электронных ключей, блок 15 запоминающих устройств, блок 16 регистрации результатов измерений, блок 17 установки начального состояния системы и ее запуска и схему 18 задержки.Измерение пятна контакта производится при движении транспортного средства по опорным плитам 1. При перекатьшании шины передней оси автомобиля через чувствительные элементы 4 и 3 поаче- редно срабатывают кинематически связанные с ними датчики импульсов 6 и 7 При этом с датчика 10 скорости на вход блока 12 деления в параллельном двоично-десятичном коде поступает серия импульсов, число которьк обратно пропорционально скорости движения транспортного средства. При дальнейшем перемещении транспортного средства происходит взаимодействие шины с наконечниками 8. В результате на выходе блока 11 измерения поперечных координат формируется электрический сигнал из серии импульсов двоично-десятичном коде, число которых пропорционально площади пятна контакта шины и времени перекатывания шины через наконечники 8. После выхода шины из контакта с наконечниками 8 срабатывает блок 14 управления блоком деления и сигнал с выхода блока 11 подается на вход блока 12. Блок 12 производит опера1щю деления числа этих импульсов на число импульсов с датчика 10 скорости, и результат деления через блоки 13 и 15 электронных юхючей и запоминающих устройств передается в блок 16 регистрации результатов измерения и отображается им на информационном табло в цифровом виде числом, пропорциональным площади пятна контакта шины. При дальнейшем движении транспортного средства происходит аналогичным образом измерение площади пятна контакта шин задней оси. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для диагностирования состояния пневматических шин транспортных средств по площади их пятна контакта на опорной поверхности. Целью изобретения является повышение функциональных возможностей устройства. Устройство состоит из ДВ5ОС опорных плит 1

1

Изобретение относится к. оборудованию для диагностирования пневматических шин транспортных средств по комплексному (интегральному) параметру - площади их пятна контакта на опорной поверхности.

Цель изобретения - повьштение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 изображена схема устрой- ства; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - блок-схема измерительной части устройства.

Устройство для диагностирования шин состоит из двух неподвижных опорных плит 1, в одной из которых выполнены две поперечно расположенные на расстоянии S. друг от друга прорези 2 и 3, в которых вмонтированы чувствительные элементы, выполненные в виде пластин 4 и 5, подпружиненных относительно опорной плиты 1 и кинематически связанных с датчиками 6 и 7 импульсов (например, вьшолненных в виде концевых выключателей).

Не незначительном расстоянии от второй поперечной прорези 3 в каждой опорной плите 1 выполнен ряд отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга на прямой, параллельной поперечным прорезям 2 и 3. В этих отверстиях размещены чувствительные элементы в виде наконечников 8, кинематически соединенных с датчиками 9 поперечных координат и обеспечивающих контакт с диагностируе :мыми шинами. Датчики 6 и 7 соединены с датчиком 10 скорости, а датчики 9 - с блоком 11 измерения поперечных координат пятна контакта шины. Датчик 10 скорости имеет три выхода, которые соответственно соединены с блоком 11 измерения поперечных коорди3

нат, блоком 12 деления и блоком 13 электронных ключей. Блок 11 имеет два выхода для связи с блоком 12 и блоком 14 управления блоком деления. Выход блока 12 соединен с входом блока 13, а выход блока 14 - с управляю 1ЦИМ входом блока 12.Выход блока 13 подключен на вход блока 15 запоминающих устройств, который своим выходом соединен с блоком 16 регистрирующих устройств. Сбросовые входы датчика 10 скорости блока 15 соединены с установочным выходом блока 17 установки начального состояния измерительной системы и ее запуска. За- пускаюп(ий выход блока 1 7 подключен через схему 18 задержки к запускающему входу блока 11.

Датчик 10 скорости вьтолнен в виде генератора 19 опорной частоты, RS-триггера 20, схемы 21 задержки, логического элемента 22 типа 2И,счетчика 23 импульсов, логического элемента 24 типа 2ИЛИ, дифференцирующей цепочки 25, вентилей 26 и 27, формирователей 28 и 29 импульсов, триггера 30 со счетным входом, которые функционально соединены между собой, причем единичный вход RS-триггера 20 соединен с датчиком 6 импульсов, который на опорной плите 1 установлен первым по ходу движения диагностируе- jMoro транспортного средства, а нуле- 1вой вход RS-триггера 20 соединен через логический элемент 24 с вторым по ходу движения транспортного средства датчиком 7.

Блок 11 измерения поперечных координат пятна контакта шины с опорной поверхностью включает задающий генератор 31, выход которого соединен с запускающим входом генератора 32 тактовых импульсов с установочным входом, соединенным с выходом схемы 33 совпадения, шифратор 34, коммутаторы 35, счетчики 36 импульсов 36, причем задающий генератор 31 своим запускающим входом соединен через блок 18 задержки с запускающим входом блока 17, а датчики 9 поперечных координат соединены с соответствующими ши- нами коммутаторов 35.

Блок 12 деления имеет два независимых управляемых делителя 37 и 38, соединенных между собой общим входом разрешения на вьшолнение операции деления, которьй связан с выходом блока 14, и общим одним информационным

1

1444640

входом, связанным с информационным выходом датчика 10 скорости. Другие информационные входы упраапяемых делителей 37 и 38 .под слючень5 к выходам соответствующих счетчиков 36 импульсов блока 11.

Блок 13 электронных ключей состоит из двух групп ключей К, и К,, в

каждую из которых входит по два ключа. Информационные входы каждой группы ключей связаны между собой и подключены к соответствующим выходам управляемых делителей 37 и 38, а управляющие входы электронных ключей попарно соединены и подключены к единичному и нулевому выходам триггера 30 датчика 10 скорости. При этом группа ключей V. соединена с единичным выходом триггера 30, а группа Kj - с нулевым выходом триггера 30.

Блок 14 управления блоком деления состоит из логических элементов 39 и 40 типа 2ИЛИ, RS-триггера 41, логических элементов 42 и 43 типа 2И,инвертора 44 и схемы 45 задержки. Входы логического элемента 39 соединены с соответствующими выходами коммутаторов 35 блока 11.

30

35

40

45

50

55

Блок 15 запоминающих устройств выполнен в виде двух групп независимых элементов памяти. Каждый элемент памяти связан с соответствующим информационным выходом электронного ютюча блока 13 и имеет выход на соответствющий дешифратор 46 блока 16. Все элементы памяти объединены общей шиной стирания информации, подключенной к сбросовому выходу блока 17 установки начального состояния измерительной системы и ее запуска.

Блок 16 регистрирующих устройств состоит из дешифраторов 46 и информационных табло 47, отражающих в цифровом виде величину контурной площади пятна контакта каждой шины транспортного средства.

Блок 17 установки начального состояния измерительной системы и ее запуска выполнен, например, в виде спаренных двух групп контактов на переключение, одна из которых изменяет потенциальные уровни на установочных входах датчика 10 скорости и блока 15 запоминаюпщх устройств, а другая группа изменяет потенциальные уровни на входе схемы 18 задержки.

5 14446АО 6

Схема задержки 18 представляетдатчики 9 поперечных координат,котособой, например, последовательно сое-рые последовательно подключаются к

динные ЬС цепочки.выходам коммутаторов 35 (соответствуРабота устройства для диагности-ющих левой или правой по ходу движерования шин заключается в следую-ния транспортного средства опорной

щем.плите 1).

Перед началом диагностированияПри этом если конкретньш датчик 9

:шин транспортного средства подают ко-взаимодействует с диагностируемой

мавду с блока 17 на установку измери- Q шиной, то при его опросе на вькоде.

тельной части устройства в исходноесоответствующего коммутатора 35 появсостояние и на запуск задающего ге-ляется логическая единица (например,

нератора 31 блока 11. Исходное сое-высокий потенциал). Если датчик 9 не

тряние элементов измерительной схемывзаимодействует с шиной, то на выходе

устройства следующее: RS-триггера 2015 соответствующего коммутатора 35 в модатчика 10 скорости - нулевое, триг-мент опроса появляется логический

;Гера 30 датчика 10 - нулевое, с эле-нуль (например, низкий потенциал),

ментов памяти блока 15 стерта преды-Таким образом, при работе задаюЕ его

дущая информация и поэтому на инфор-генератора 31 поочередно опрашиваютмационных табло 47 блока 16 во всех20 датчики 9 поперечных координат

цифровых разрядах высвечиваются нули.на каждой из неподвюкных опорных

После обнуления всех элементов cxeV плит 1. Цикл каждого опроса повторямы благодаря блоку 18 задержки черезется по мере прихода импульса с выхонекоторое время (например 0,1-1 йин)да генератора 31 на вход генератозапускается задающий генератор 31,25 ра 32.

формирующий на своем выходе прямо-Импульсы с выкода генератора 19 угольные импульсы постоянной часто-опорной частоты поступают на один из ты. Каждый импульс с выхода задающеговходов логического элемент 1 22, но генератора 31 запускает генератор 32на вход счетчика 23 не проходят, тактовых иьшульсов, частота которого,ЗО поскольку в исходном состоянии на вы- по крайней мере в N раз выше часто-ходе RS-триггера 20 - логический нуль, ты задающего генератора 31 (К- чис-и следовательно,на втором входе схе- ло датчиков 9 поперечных координат) .мы 22 - нулевой уровень сиг- Импульсы с генератора 32 поступаютнала.

непосредственно на cтpoбиpyющEie вко-- При наезде пневматической шины на ды Коммутаторов 35, а их число пра- пластину 4 через кинематическую связь образуется с помощью шифратора 34с нее поступает сигнал на датчик 6 . в параллельный двоично-десятичныйимпульсов, который формирует электри- код, который поступает одновремен-ческий сигнал, поступающий на единично на адресные входы коммутаторов 3540 вход RS-триггера 20.Последний из и на вход схемы 33 совпадения. Принулевого состояния переходит в еди- поступлении на вход шифратора 34 чис- ничное, и на его выходе появляется ла импульсов, равного числу датчи-логическая единица. Одновременно на ков 9, установленных на одной опор-нулевом выходе триггера 20 происхо- шште 1, на выходе схемы 33 сов--45 обратньй скачок, переход от еди- падения появляется импульс, посту- вицы к логическому нулю. Этот пере- пакнций н а установочный вход генера-ход благодаря дифференцирующей це- тора 32 и прекращающий в нем гене-почке 25 сопровождается появлением рацию иъшульсов. В результате послена ее выходе короткого отрицательного прихода одного запускающего импульсаgQ импульса, который пропускается венти- с выхода задающего генератора 31 налем 26 и поступает на вход формиро- запускающий вход генератора 32 послед- вателя 28. Импульс с формирователя 28 НИИ вырабатывает серию импульсов,-подается на установочные входы счет- число которых равно числу датчиков-чика 23 блока 10 и счетчиков 36 бло- 9 в одной опорной плите 1 . Код, по-gg ка 11, что приводит к их обнулению, ступающий с шифратора 34 на адрес- а также через один из входов зле- ный вход коммутаторов 35, управ-мента 40 на нулевой вход триггера 41 ляет последним, т.е. при смене каждо- блока 14, что переводит его в нуле- го состояния поочередно опрашиваетвое состояние. После этих процессов

/1

благодаря схеме 21 задержки на втором входе логического элемента 22 появляется высокий уровень сигнала (логическая единица) и поэтому импульсы с выхода генератора 19 опорной частоты начинают поступать на вх счетчика 23 импульсов, который меняет свое состояние, т.е. преобразовывает число поступивших импульсов в параллельный двоично-десятичньй кoДj подаваемый на один из информационных входов управляемых делителей 37 и 38 блока 12.

При наезде диагностируемой шины транспортного средства на пластину 5 поступает сигнал на датчик 7 импульсов, который формирует сигнал на нулевом входе RS-триггера 20 чере логический элемент 24. Триггер 20 из единичного состояния переходит в нулевое, и доступ импульсов с генератора 19 опорной частоты на вход счетчика 23 прекращаетсй.

Таким образом, число импульсов, поступающих на вход счетчика за указанный промежуток времени, обратно пропорционально скорости движения 1 транспортного средства.

Одновременно с переходом тригге- ра 20 из единичного состояния в нуле- вое на нулевом выходе последнего происходит скачок в виде перехода от логического нуля к логической единице, что приводит к появлению на вы- ходе дифференцирующей цепочки 25.короткого положительного импульса,который пропускается вентилем 27 и с помощью формирователя 29 преобразуется в короткий прямоугольный импульс, поступающий на счетньй вход триггера 30. Состояние последнего меняется на противоположное, . он переходит из нулевого в единичное состояние и при этом открьшает два электронных ключа блока 13 (нижних в каждой груп- пе) .

При этом верхние ключи каждой груп пы закрыты, поскольку их управляющие входы связаны с нулевым выходом триггера 30.

До тех пор, пока пшны п ередней оси транспортного средства не будут контактировать с наконечниками 8 датчи- ков 9 при циклическом опросе, в счетчике 36 блока 11 записываются нули, т.е. нулевое состояние счетчиков не изменяется.

6408

При входе Ш1ЕНЫ передней оси транспортного средства в контакт с наконечниками 8 за каждый цикл опроса датчиков 9 поперечных координат в счетчики 36 блока 11 записьшается чило импульсов (единиц), пропорциональное попере 1ной координате площади отпечатка шины с опорной поверхность так как наконечники 8 в опорной плите 1 расположены на линил, перпендикулярной движению автомобгшя и равноудалены друг от друга на фиксированном расстоянии. Поэтому число вошедших с шиной в контакт наконечников 8 пропорционально линейному размеру поперечной координаты контакта шины в данньш момент qnpoca датчиков 9. По мере перекатывания пневматической шины через наконечники 8 в счетчики 36 импульсов с равными промежутками времени, соответствующими периоду следования импульсов генератора 31, записываются числа, пропор-г циональные величинам текущих попер(зч- ных координат площади контакта шипы с опорной поверхностью. После проезда шиной наконечников 8 информация, записанная в счетч11ках 36, будет про- порциональна площади контакта шины с опорной поверхностью, так как пред- ставляет собой сумму поперечных координат площади, измеренных в различных ее сече1шях, равноудаленных друг от друга. На выходах счетчиков 36 эта информация будет представлена в виде двоичного числа. Она поступает на второй в информационньй вход соответствующего управляемого делителя 37 или 38 блока 12.

Одновременно с выходов коммутаторов 35 через элемент 39, выполняющую функцию ИЛИ, блока 1А на единичный вход триггера 41 этого блока за ; один цикл опроса датчиков 9 поступает информация. До момента входа пневматической шины в контакт с наконечниками 8 за один цикл опроса датчиков 9 не поступает ни одного импульса, так как указанные датчики находятся в нулевом состоянии. В этом случае начальное нулевое состоя1дае триггера 41 не изменяется за цикл опроса и поэтому на выходе элемента 42, выполняющего функцию И, присутствует нулевой уровень при поступлении импульса с выхода схемы 33 совпадения блока 11. В этой связи на выходе инвертора 44 а следовательно, на од9144464010

ном входе элемента 43, появляется ло- ствующёе состоянию счетчика 23 датчика 10 скорости.

Информация с выхода каждого управгическая единица, поэтому при поступлении на другой вход элемента 43, выполняющего функцию Н, импульсов с выхода схемы 45 задержки на выходе элемента 43 формируется короткий импульс, которьй поступает на разрешаю- щие входы управляемых элементов делителей 37 и 38, производящих операцию Q деления двоичных чисел, записанных в счетчиках 36 блока 11 и счетчике 23 датчика 10 скорости. Поскольку на выходах счетчиков 36 - нулевая информация, то в результате де- д ления полугшют нулевое число, сое- , тояние подключенных через электронные ключи 13 запоминающих устройств блока 15 не изменяется и на информационных табло 47 блока 16 остаются Hy-jQ ли.

При входе в контакт с наконечниками 8 датчика 9 поперечных коордиляемого делителя будет пропорциональна измеренным площадям контакта шины переднего моста транспортного средства. Она в виде двоичного числа через открытые ключи блока 13 поступает на соответствующие запоминающие устройства блока 15, а с них на соответствующие дешифраторы 46 и далее на информационное табло 47, где будет представлена десятичным числом.

При наезде колес заднего моста на пластину 4 рабочий цикл устройства повторяется, однако при этом импульс. Поступивший на счетньй вход триггера 30 с выхода формирователя 29, изменяет состояние триггера на противоположное, т.е. он переходит из единичного состояния в нулевое и на его единичном выходе устанавливается логический нуль, а на нулевом выходе При наезде колес заднего моста на пластину 4 рабочий цикл устройства повторяется, однако при этом импульс Поступивший на счетньй вход триггера 30 с выхода формирователя 29, из меняет состояние триггера на против положное, т.е. он переходит из единичного состояния в нулевое и на ег единичном выходе устанавливается ло гический нуль, а на нулевом выходе

нат любой шины переднего моста транспортного средства за цикл опроса дат- 25 логическая единица. Это приводит к чиков 9 появляющаяся на выходе комму- закрыванию двух ранее открытых клю- татора 35 первая логическая единица, поступая на один из входов элемента 39, переводит RS-триггер 41 в единичное состояние. В этом случае при поступлении импульса на BTopofi вход схемы 2И на ее выходе формируется единичньш импульс, а на выходе инвертора 44 - нулевой импульс. При подаче короткого импульса на второй

чей блока 13 и открыванию другой па ры ключей блока 13.

Таким образом, выходы управляемых 30 делителей 37 п 38 будут подключены к другой группе запоминающих устройств блока 15: дешифраторов 46 и информационных табло 47, которые от бразят информагщю о величине пятна контакта с опорной поверхностью шин заднего моста транспортного средства При числе мостов более двух число коммутаторов 35, блоков 12 деления, электронных ключей блока 13, запоми

35

Таким образом, выходы управляемых 30 делителей 37 п 38 будут подключены к другой группе запоминающих устройств блока 15: дешифраторов 46 и информационных табло 47, которые отобразят информагщю о величине пятна контакта с опорной поверхностью шин заднего моста транспортного средства. При числе мостов более двух число коммутаторов 35, блоков 12 деления, электронных ключей блока 13, запоми35

вход элемента 43 с выхода схемы 45 задержки на выходе элемента 43 присутствует нулевой сигнал, которьй является запрещающим для выполнения операции управляемыми делителями 37 и 38,Q нающих устройства 15, дешифраторов 46 поэтому нулевая информация на выходеи информационных табло 47 соответственно увеличивается, а вместо триггера 30 должен быть установлен т-раз- рядньй счетчик с дешифратором (т - 45 число мостов транспортного средства).

этих устройств не изменяется. Одновременно после каждого цикла опроса датчика 9 с выхода элемента 42 поступает импульс на один из входов элемента 40, вьшолняющего функцию ИЛИ, которьй переводит триггер 41 в исходное нулевое состояние.

После проезда пневматическими шинами транспортного средства наконечников 8 .на входы элемента 39 не поступает ни одного импульса, поэтому триггер 41 остается в нулевом состоянии.

Формула изобретения

В этом случае, аналогично описанному, на выходе элемента 43 формируется pas-gg и рядом отверстий, расположенных на решающий импульс, которьй приводит к линии, параллельной поперечным проре- выполнению управляемыми делителями 37 зям, в которых размещены чувствитель- и 38 операции деления чисел с выхо-ные элементы в виде наконечников, кидов счетчиков 36 на число, соответ-нематнчески связанные с датчиками поляемого делителя будет пропорциональна измеренным площадям контакта шины переднего моста транспортного средства. Она в виде двоичного числа через открытые ключи блока 13 поступает на соответствующие запоминающие устройства блока 15, а с них на соответствующие дешифраторы 46 и далее на информационное табло 47, где будет представлена десятичным числом.

При наезде колес заднего моста на пластину 4 рабочий цикл устройства повторяется, однако при этом импульс Поступивший на счетньй вход триггера 30 с выхода формирователя 29, изменяет состояние триггера на противоположное, т.е. он переходит из единичного состояния в нулевое и на его единичном выходе устанавливается логический нуль, а на нулевом выходе логическая единица. Это приводит к закрыванию двух ранее открытых клю-

25 логическая единица. Это приводит к закрыванию двух ранее открытых клю-

чей блока 13 и открыванию другой пары ключей блока 13.

Таким образом, выходы управляемых 30 делителей 37 п 38 будут подключены к другой группе запоминающих устройств блока 15: дешифраторов 46 и информационных табло 47, которые отобразят информагщю о величине пятна контакта с опорной поверхностью шин заднего моста транспортного средства При числе мостов более двух число коммутаторов 35, блоков 12 деления, электронных ключей блока 13, запоми35

Q нающих устройства 15, дешифраторов 46 и информационных табло 47 соответФормула изобретения

и рядом отверстий, расположенных на линии, параллельной поперечным проре- зям, в которых размещены чувствитель- ные элементы в виде наконечников, киперечных координат, систему обработки сигналов, имеющую блок измерения поперечных координат,включающий в себя генератор тактовых импульсов, шифратор, схему совпадения и коммутатор входы которого подключены к датчикам поперечных координат, блок электронных ключей с RS-триггером, счетчик импульсов, блок регистрирующих устройств и блок установки начального состояния измерительной системы и ее запуска, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональных возможностей, оно снабжено датчиком скорости, блоком деления и блоком управления блоком деления и схемой задержки, а указанный блок измерения поперечных координат снабжен задающим генератором, которьй своим выходом включен на зпускающий вход указанного генератора тактовых импульсов, при этом датчик скорости имеет два входа, которые подключены к двум указанным датчикам импульсов, кинематически связанным с чувствительными элементами в виде пластин, и три выхода, которыми он связан с блоком измерения поперечных координат, блоком деления и управляющим входом блока электронных ключей, блоки деления соединены при этом вторым информационным входом с выходом блока измерения поперечных координат, а разрешающим входом - с выходом блока управления блоком деления, вход которого связан с вькодом указанной схемы совпадения блока измерения поперечных координат, при этом выходы блока деления через блок электронных ключей связаны с блоком запоминаюш их устройств, который подключен своими выходами с входами блока регистрирующих устройств, а установочные входы блока запоминающих устройств и датчика скорости связаны блоком установки начального состояния измерительной системы и ее запуска, который связан также с запускающим входом блока измерения поперечных координат через схему задержки.

0

5

0

5

первой по ходу движения транспортного Ъредства пластиной, установленной в поперечной прорези опорной плиты, а нулевой вход через схему логического сложения - к второму датчику импульсов, кинe faтичecки соединенному с второй по ходу движения транспортного средства пластиной, установленной в поперечной прорези опорной плиты, единичный выход 9того триггера через схему задержки включен на второй вход схемы логического умножения, выход которой подключен на двоичный счетчик импульсов,выходные шины двоичных разрядов которого подключены к блоку деления, нулевой выход триггера через дифференцирующую цепочку соединен с встречно включенными в параллельных ветвях вентилями, выход одного из которых через формирователь импульсов связан с установочными входами двоичных счетчиком импульсов датчика скорости и блока измерения поперечных координат, выход второго вентиля через фop fflpoвaтeль импульсов связан со счетным входом другого триггера, единичный выход которого подключен к одной группе электронных ключей, а второй выход - на другую группу их, причем второй вход схемы логического сложения и нулевой установочньп вход триггера со счетным запуском связаны с блоком установки начально- ., го состояния измерительной системы

Ь

И ее запуска.

0

0

0

5

- М446АО14

довой схемы логического умножения с4, Устройство по п, 1, о т л ивыходом, соединенным с разрешающимичающееся тем, что схема завыходаии блока деления, а вторым вхо- держки выполнена в виде последовадом через схему задержки - к выходу схемы совпадения блока измерения по- перечньгх координат.

/

тельно соединенной LC-цепочки,

8 Ф(е.1