胎纹3d扫描分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车维修、保养行业的轮胎胎纹测试装置，特别是一种通过直接扫描测量轮胎胎纹，测出磨损的具体数据并分析磨损类型，给出用户建议的胎纹3D扫描分析仪。
【背景技术】
[0002]轮胎的胎纹是一非常重要的安全特征，在许多国家胎纹的最小深度是由法律明文规定的。当轮胎正常行驶时，行驶面直接与路面接触。轮胎的表面花纹可增大外胎与路面的抓着力及保证车辆必要的抗侧滑力。轮胎的花纹愈深，则花纹块接地面的弹性变形量愈大，随之由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也随之增加。因此，轮胎的花纹过浅会影响其贮水、排水能力，容易产生有害的“滑水现象”，使轮胎易打滑的弊端凸现出来，从而使汽车的性能变坏。而轮胎在行驶过程中，不断的磨损会使胎纹越来越浅。针对这一情况，就需要有专用的仪器对胎纹深度作检测，但目前较为普遍使用的检测方法，常用量尺直接丈量胎纹深度，这种操作很不便，且精度较低。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于解决上述现有的胎纹深度检测工具存在的缺陷，而提供一种采用CMOS摄像单元采集轮胎表面图像，用线激光扫描位置测量结果的胎纹3D扫描分析仪。
[0004]为实现所述的目的，本实用新型所采取的技术方案是:胎纹3D扫描分析仪，包括:旋转编码器、前主动滚轮、CMOS摄像单元、MCU微处理单元、键盘/USB接口、IXD显示单元、直角反光棱镜、激光发射器、后从动滚轮。由旋转编码器测量滚轮的滚动角度，实现对轮胎表面滚动长度的分割采样；激光发射器发射线光源，对应轮胎表面胎纹以某一角度照射在轮胎表面，使激光照射点的位置高度不同，于另一个角度的直角反光棱镜中对轮胎表面的激光光斑的成像形成一条折线，当前主动滚轮和后从动滚轮沿轮胎宽度方向移动时，直角反光棱镜中形成不同尺寸形状的折线；CM0S摄像单元采集激光发射器在轮胎表面照射的光斑，于直角反光棱镜中成像，MCU微处理单元计算每一个点的凹凸状态，CMOS摄像单元一侧的对称位置，设置另一个对测量的误差进行补偿的激光发射器，胎纹检测的结果以模拟图形的形式显示在LCD显示单元上，还可将测量结果以图表的形式打印出来，为轮胎的胎纹处理提供直观依据。所述的旋转编码器安装在前主动滚轮内，前主动滚轮和后从动滚轮固定在扫描分析仪的盒底上，CMOS摄像单元和直角反光棱镜、激光发射器固定在扫描分析仪的盒体上，其它部件分别固定在扫描分析仪的盒盖上。
[0005]本实用新型的有益效果是:该扫描分析仪可以将检测的结果以模拟图形的形式输出，显示在LCD显示单元上或打印输出。可使用户清晰地认识到轮胎上存在的问题，为轮胎的进一步处理提供直观的理论依据。其外观体积小，无测量死角，在狭小空间也可操作，实现不用拆卸轮胎就可检测轮胎的胎纹情况，操作简单，携带方便，测量精度高，环境干扰因素小，适用范围广。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的电气原理示意图；
[0007]工作原理:MCU微处理单元控制激光发射器发射扫描激光，激光在被测轮胎上的反射光线经直角反光棱镜在CMOS摄像单元上成像转换成图像数据信息，图像数据信息经MCU微处理单元处理后产生轮胎表面胎纹的深度尺寸和磨损状态信息。主动滚轮中装置的旋转编码器对滚该轮在轮胎表面滚动的角度进行测量，实现对轮胎表面滚动长度的分割采样。键盘/USB接口用于输入设置参数，LCD显示单元用于显示测量结果和设置参数。
[0008]图2是本实用新型的结构使用状态示意图。
[0009]图中所示:旋转编码器1、前主动滚轮2、CMOS摄像单元3、MCU微处理单元4、键盘/USB接口 5、IXD显示单元6、直角反光棱镜7、激光发射器8、后从动滚轮9。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，该扫描分析仪主要包括:旋转编码器、前主动滚轮、CMOS摄像单元、MCU微处理单元、键盘/USB接口、IXD显示单元、直角反光棱镜、激光发射器、后从动滚轮。检测胎纹时，激光发射器发射出线光源，以某一角度照射在轮胎表面。由于轮胎表面的激光照射点的位置高度不同，在另一个角度的直角反光棱镜7中对轮胎表面的激光光斑的成像就形成了一条折线。当扫描仪的滚轮沿轮胎宽度方向移动时，直角反光棱镜7中形成不同尺寸形状的折线。前主动滚轮2中装置的旋转编码器I对滚该轮在轮胎表面滚动的角度进行测量，CMOS摄像单元3采集捕捉直角反光棱镜7中的成像，MCU微处理单元4根据三角法测量的原理计算每一个点的凹凸状态，分析测量结果并结合原厂数据，得出轮胎表面胎纹的深度尺寸和磨损状态。
[0011]旋转编码器I安装在前主动滚轮2内，前主动滚轮2和后从动滚轮9固定在扫描分析仪的盒底上，CMOS摄像单元4和直角反光棱镜7、激光发射器8固定在扫描分析仪的盒体上，其它部件分别固定在扫描分析仪的盒盖上。
[0012]在检测轮胎胎纹时，长轴连接的滚轮可以有效的避免轮胎表面的凹坑和沟槽对测量精度的影响。前主动滚轮2和后从动滚轮9同时靠紧轮胎表面，并随测量过程沿轮胎宽度方向滚动。旋转编码器I测量滚轮的滚动角度，实现对轮胎表面滚动长度的分割采样。当激光发射器8发射出线光源，以某一角度照射在轮胎表面时，由于轮胎表面胎纹的存在，使激光照射点的位置高度不同，在另一个角度的直角反光棱镜7中对轮胎表面的激光光斑的成像就形成了一条折线。当前主动滚轮2和后从动滚轮9沿轮胎宽度方向移动时，直角反光棱镜7中形成不同尺寸形状的折线。CMOS摄像单元3采集激光发射器8在轮胎表面照射的光斑在直角反光棱镜7中的成像，MCU微处理单元4根据三角法测量的原理计算出每一个点的凹凸状态，分析测量结果并结合原厂数据，得出轮胎表面胎纹的深度尺寸和磨损状态。由于激光发射器8与轮胎表面存在一定的角度，而轮胎表面的胎纹又有一定深度的沟槽，所以在轮胎表面会有一部分激光照射不到的盲区。为了消除盲区，在图2所示的CMOS摄像单元3 —侧的对称位置，放置另一个激光发射器，这样不仅可以消除盲区，还可以对测量的误差进行补偿，有效地提高测量精度。
[0013]胎纹检测的结果会以模拟图形的形式显示在IXD显示单元6上，还可将测量结果以图表的形式打印出来，为轮胎的胎纹处理提供直观可靠的理论依据。
【主权项】
1.一种胎纹3D扫描分析仪，包括:旋转编码器(1)、前主动滚轮(2)、CMOS摄像单元(3)、MCU微处理单元(4)、键盘/USB接口(5)、LCD显示单元(6)、直角反光棱镜(7)、激光发射器(8)、后从动滚轮(9)，其特征在于:所述的旋转编码器(I)安装在前主动滚轮(2)内，前主动滚轮(2)和后从动滚轮(9)固定在扫描仪分析的盒底上，CMOS摄像单元(3)和直角反光棱镜(7)、激光发射器(8)固定在扫描分析仪的盒体上，其它部件分别固定在扫描分析仪的盒盖上。
【专利摘要】胎纹3D扫描分析仪，是一种汽车维修、保养行业的轮胎胎纹测试装置。该扫描分析仪由旋转编码器测量滚轮的滚动角度，实现对轮胎表面滚动长度的分割采样；CMOS摄像单元采集激光发射器在轮胎表面照射的光斑，于直角反光棱镜中成像，MCU微处理单元计算每一个点的凹凸状态，CMOS摄像单元一侧的对称位置，设置另一个对测量的误差进行补偿的激光发射器，胎纹检测的结果以模拟图形的形式显示在LCD显示单元上，还可将测量结果以图表的形式打印出来，为轮胎的胎纹处理提供直观依据。其外观体积小，无测量死角，在狭小空间也可操作，实现不用拆卸轮胎就可检测轮胎的胎纹。
【IPC分类】B60C11/24
【公开号】CN204774417
【申请号】CN201520421469
【发明人】张胜钢, 张胜强, 齐小松, 周明亮, 王磊
【申请人】营口瀚为科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月17日