[发明专利]测量车轮滚动半径的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及汽车维修设备和维修方法，尤其涉及车轮滚动半径和相关参数的测量设备和方法。

背景技术

为确保汽车轮位对准符合汽车制造商提供的规范，汽车轮位对准系统具有重要的作用。如果车轮轮位失准，轮胎可能出现过量磨损或不对称磨损。此外，如果车轮轮位不能恰当地对准，汽车的性能，特别是操纵性和稳定性会受到严重的影响。本文使用的“车轮”是指汽车的轮胎和车轮组件。这种组件一般包括一个安装在金属轮或“钢圈”上的常规轮胎。

汽车车轮轮位对准的方法有许多种。例如，操作员或轮位对准技术员使用诸如机器视觉系统等视觉成像设备测定各种物体的位置。这些机器视觉系统采用摄像机等光敏器件，例如、名为“汽车车轮轮位对准用摄像机的校正方法和设备”的美国专利5,809,658中和名为“汽车车轮轮位对准测定方法和设备”的美国专利5,535,522中披露的设备和方法。这些对比文件描述的设备有时称为“三维对准器”，或简称“对准器”。图1示出这种对准器的俯视图。以下详细讨论图1所示的对准器。

汽车车轮的尺寸变化可能影响车轮轮位的对准。即使车轮尺寸微小的变化，也可能引起轮位对准出现较大的变化。因此，绝大多数汽车制造商建议轮位对准技术员要对所有车轮进行检验，应确保车轮匹配(即车轮尺寸一致)，轮胎不磨损，并且每个轮胎充气合适。如果出现任一问题，在继续进行轮位对准之前，轮位对准技术员必须先予以解决。不幸的是，轮位对准技术员有可能忘记进行这些检验和维修，或者难以评估轮胎的状况。这样一来，无论是哪种情况，都会严重地影响轮位对准，并有可能降低车辆的性能。

此外，汽车制造商提供的轮位对准规范是参照车辆停放的平面，也称为“重心面”或“台架面”制订的。然而，在某些轮位对准系统中，例如在上述轮位对准器中，是参照通过车轮中心的平面，也称为“车辆面”进行轮位对准测量的。对于具有同一尺寸车轮的车辆，台架面与车辆面是平行的。但是，如果车轮的尺寸不同，则台架面与车辆面就不再平行。因此，制造商提供的规范便不能直接和轮位对准器测得的轮位对准数据进行比较。

轮位对准技术员在正确地实施轮位对准时还必须掌握有关信息。这些信息包括：车轮尺寸、与另一个车轮比较时的车轮相对尺寸、汽车制造商提供的规范、轮位对准测量数据、以及对采用本文上述轮位对准器那样的轮位对准系统测得的轮位对准数据进行调整的结果，或对制造商提供的有关台架面与车辆面夹角规范的调整结果。

发明目的

通过以上所述，在这一领域需要有一种设备和方法，以便提供测量数据，表明汽车车轮的尺寸。

还需要一种设备和方法，测定某种特定的汽车车轮尺寸之间可能出现的差异。

也还需要一种设备和方法，显示车轮测量结果，以便辅助轮位对准技术员完成如下任务：探测低气压轮胎、测定某些轮胎是否比其它轮胎磨损更为严重、确定各车轮是否匹配、或者表明悬挂载荷不对称。

也还需要一种设备和方法，测量台架面与车辆面之间的夹角，以便允许技术员测定这两个平面是否平行。

还需要一种设备和方法，当台架面与车辆面不平行时，能调整轮位对准测量数据，达到正确的轮位对准。

在轮位对准工序中，可部分地自动测定和显示重要信息的设备和方法，是非常有利的。这些信息包括：车轮尺寸、汽车车轮的比较数据、汽车制造商提供的轮位对准规范、轮位对准测量数据、以及对台架面与车辆面之间出现不平行时对轮位对准测量数据进行调整的结果。

附图说明

这里对本发明只是举例说明，而不局限于此说明，各附图中同一附图标记是指相同的部件，其中：

图1是采用单个摄像机的典型汽车轮位对准系统的示意图。

图2是一个车轮的车轮半径和滚动半径的示意图。

图3A是车轮滚动时的车轮行进距离图。

图3B是车轮滚动时的车轮转动角度图。

图4是车轮滚动半径测量数据的典型显示图。

图5是车辆的每一侧车轮滚动半径测量数据比较结果的典型显示图。

图6A是相同尺寸车轮的车辆图，表明台架面与车辆面平行。

图6B是不同尺寸车轮的车辆图，表明台架面与车辆面不平行。

图7是测量台架面与车辆面夹角用的信息说明图。

图8是采用线性传感器测量车轮行进距离的说明图。

图9A是采用重力测量仪测量转动角的说明图。

图9B是重力测量仪的举例说明图。

图10是实施例实施可依据的计算机系统的方框图。

具体实施方式