用于确定轮胎均匀性的系统和方法
【专利说明】用于确定轮胎均匀性的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本美国专利申请要求在2012年11月15日提交的美国临时专利申请61/726，862的优先权，其公开内容被考虑作为本申请的公开部分，并因此通过引用方式全部并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于确定轮胎均匀性的系统和方法。
【背景技术】
[0004]本领域公知在若干个步骤中组装轮胎-轮毂组件。通常，实施这样步骤的传统方法需要显著的资本投资和人力监督。本发明通过提出一种简单的用于组装轮胎-轮毂组件的系统和方法，克服了与现有技术相关的缺点。
【附图说明】
[0005]现在将通过举例的方式，参考附图对本发明进行描述，其中:
[0006]图1是根据本发明示例性实施例的用于确定轮胎的均匀性的系统的透视图。
[0007]图2A是实施基于轮胎表面的地形图像的轮胎的二维分析的图1中系统的视图。
[0008]图2B是实施基于轮胎表面的地形图像的轮胎的三维分析的图1中系统的视图。
[0009]图3是图示了轮胎的胎面的图2A和2B中的轮胎的顶视图。
[0010]图4A图示了多个由图2A中的系统的二维分析而产生的面积测量。
[0011]图5AX图示了多个由图2A中的系统的二维分析而产生的X分量的质心面积测量。
[0012]图5AY图示了多个由图2A中的系统的二维分析而产生的Y分量的质心面积测量。
[0013]图4B图示了多个由图2B中的系统的三维分析而产生的体积测量。
[0014]图58)(图示了多个由图2B中的系统的三维分析而产生的X分量的质心体积测量。
[0015]图5BY图示了多个由图2B中的系统的三维分析而产生的Y分量的质心体积测量。
[0016]图582图示了多个由图2B中的系统的三维分析而产生的Z分量的质心体积测量。
[0017]图6A通过使用与图2A的系统相关的二维分析，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0018]图6B通过使用与图2B的系统相关的三维分析，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0019]图6C通过使用与图2A的系统相关的二维分析，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0020]图6D通过使用与图2B的系统相关的三维分析，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0021]图6E通过使用与图2A的系统相关的二维分析或与图2B的系统相关的三维分析之一，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0022]图6F通过使用与图2A的系统相关的二维分析或与图2B的系统相关的三维分析之一，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0023]图6G通过使用与图2A的系统相关的二维分析或与图2B的系统相关的三维分析之一，图示了用于确定轮胎均匀性的方法。
[0024]图7A是示例性轮胎的顶视图。
[0025]图7B是根据图7A中线7B-7B的轮胎的剖面图。
[0026]图7C是图7A中的轮胎的侧面图。
[0027]图7D是图7A中的轮胎的底视图。
[0028]图8A是示例性轮毂的顶视图。
[0029]图8B是图8A中的轮毂的侧面图。
[0030]图9是包括了图7A的轮胎和图8A的轮毂的轮胎-轮毂组件的顶视图。
【发明内容】
[0031]本发明的一方面提供了一种用于确定轮胎的道路压力均匀性的系统，包括安装到轮毂的轮胎，所述轮胎正在充气状态，使得压缩空气被存放到所述轮胎的圆周的气腔中，该气腔使得所述轮胎的上胎圈和下胎圈分别被设置为靠近并且坐落在所述轮毂的上胎圈座和下胎圈座中。所述系统包括多个成像设备和通信地耦合到多个成像设备的计算机。随着所述轮胎-轮毂组件围绕旋转轴旋转，所述多个成像设备对所述轮胎的多个表面成像。为了所述计算机从所述图像中提取数据，所述计算机接收由所述多个成像设备捕捉到的图像，因此为了在算法上仿真所述轮胎的道路压力均匀性的目的，所述计算机可执行道路压力均匀性仿真算法。
[0032]在一些实施例中，所述系统包括轮胎-轮毂组件旋转角检测器。所述轮胎-轮毂组件旋转角检测器被通信地耦合到所述计算机。所述计算机监测所述轮胎-轮毂组件围绕所述旋转轴的所述轮胎的角取向。随着所述轮胎围绕所述旋转轴旋转，为了识别在所述轮胎的一个或多个特定的角取向出现的所述轮胎的均匀性或缺乏均匀性，所述计算机将所述轮胎的所述角取向与所述轮胎的多个表面的图像配对。
[0033]在一些示例中，所述系统包括连接至所述轮胎-轮毂组件的电机。所述电机通信地耦合到所述计算机。所述计算机控制用于控制所述轮胎-轮毂组件围绕所述旋转轴的旋转速度的电机。
[0034]在一些实例中，由所述多个成像设备成像的所述轮胎的多个表面包括:所述轮胎的上侧壁表面，所述轮胎的下侧壁表面，所述轮胎胎面的头部和所述轮胎胎面的尾部。
[0035]在一些实施例中，所述多个成像设备包括:对所述轮胎的上侧壁表面成像的第一成像设备，对所述轮胎的下侧壁表面成像的第二成像设备，对所述轮胎胎面的头部成像的第三成像设备和对所述轮胎胎面的尾部成像的第四成像设备。
[0036]在一些示例中，所述多个成像设备包括:对所述轮胎的多个表面成像的摄像机和引导光朝向所述轮胎的多个表面的照明器。
[0037]在一些实例中，所述照明器是激光器。
[0038]在一些实施例中，所述多个成像设备与偏移平面对准。所述偏移平面布置在距离参考平面一段距离。所述参考平面遍历所述旋转轴并且与横跨延伸所述轮胎的胎面的切线平行。
[0039]在一些示例中，所述偏移平面不遍历所述旋转轴并且与所述参考平面和横跨延伸所述轮胎的胎面的切线两者都平行。
[0040]在一些实例中，多个成像设备被连接到载体。为了选择性地调整所述偏移平面的位置，相对于所述轮胎选择性地布置所述载体，以及相应地，相对于所述轮胎选择性地布置所述多个成像设备。
[0041]在一些示例中，所述计算机利用数据用于在算法上创建至少一个通过所述轮胎沿着偏移平面的虚拟切割部分。
[0042]在一些实例中，所述至少一个通过所述轮胎的虚拟切割部分包括在所述轮胎-轮毂组件的转数定义的时间段期间在不同时间实例通过所述轮胎的多个虚拟切割部分。
[0043]在一些实施例中，所述轮胎-轮毂组件的转数包括所述轮胎-轮毂组件的完整的360。转数。
[0044]在一些示例中，通过引导至少一个二维计算，所述计算机在算法上识别所述轮胎的均匀性或缺乏均匀性，其中所述二维计算从来自所述多个成像设备中的每个成像设备的所述轮胎的多个表面的至少一个地形图像中收集，所述多个成像设备是源自多个通过所述轮胎的虚拟切割部分的每个通过轮胎的虚拟切割部分的X-分量和Y-分量。
[0045]在一些实施例中，所述至少一个二维计算包括所述轮胎的至少一个面积测量。
[0046]在一些实施例中，所述轮胎的至少一个面积测量包括所述轮胎的多个面积测量。所述计算机为了编译来自所述轮胎的多个面积测量的所述轮胎的至少一个面积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个面积测量的每个面积测量与所述轮胎的角取向配对。
[0047]在一些示例中，所述至少一个二维计算包括所述轮胎的至少一个X-分量的质心面积测量和所述轮胎的至少一个Y-分量的质心面积测量。
[0048]在一些示例中，所述轮胎的至少一个X-分量的质心面积测量包括所述轮胎的多个X-分量的质心面积测量。所述轮胎的至少一个Y-分量的质心面积测量包括所述轮胎的多个Y-分量的质心面积测量。所述计算机为了编译所述轮胎的至少一个X-分量的质心面积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个X-分量的质心面积测量的每个所述轮胎的X-分量的质心面积测量与所述轮胎的角取向配对。所述计算机为了编译所述轮胎的至少一个Y-分量的质心面积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个Y-分量的质心面积测量的每个所述轮胎的Y-分量的质心面积测量与所述轮胎的角取向配对。
[0049]在一些实施例中，通过引导至少一个三维计算，所述计算机在算法上识别所述轮胎的均匀性或缺乏均匀性，其中所述三维计算从来自所述多个成像设备中的每个成像设备的所述轮胎的多个表面的至少一个地形图像中收集，所述多个成像设备是源自多个通过所述轮胎的虚拟切割部分的每个通过轮胎的虚拟切割部分的X-分量、Y-分量和Z-分量。
[0050]在一些示例中，所述至少一个三维计算包括所述轮胎的至少一个体积测量。
[0051]在一些实例中，所述轮胎的至少一个体积测量包括所述轮胎的多个体积测量。所述计算机为了编译来自所述轮胎的多个体积测量的所述轮胎的至少一个体积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个体积测量的每个体积测量与所述轮胎的角取向配对。
[0052]在一些实施例中，所述至少一个三维计算包括:所述轮胎的至少一个X-分量的质心体积测量，所述轮胎的至少一个Y-分量的质心体积测量和所述轮胎的至少一个Z-分量的质心体积测量。
[0053]在一些示例中，所述轮胎的至少一个X-分量的质心体积测量包括所述轮胎的多个X-分量的质心体积测量。所述计算机为了编译所述轮胎的至少一个X-分量的质心体积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个X-分量的质心体积测量的每个所述轮胎的X-分量的质心体积测量与所述轮胎的角取向配对。所述轮胎的至少一个Y-分量的质心体积测量包括所述轮胎的多个Y-分量的质心体积测量。所述计算机为了编译所述轮胎的至少一个Y-分量的质心体积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个Y-分量的质心体积测量的每个所述轮胎的Y-分量的质心体积测量与所述轮胎的角取向配对。所述轮胎的至少一个Z-分量的质心体积测量包括所述轮胎的多个Z-分量的质心体积测量。所述计算机为了编译所述轮胎的至少一个Z-分量的质心体积测量的集合，在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，所述轮胎的多个Z-分量的质心体积测量的每个所述轮胎的Z-分量的质心体积测量与所述轮胎的角取向配对。
[0054]本发明的另一方面提供了一种用于分析轮胎-轮毂组件的方法，所述轮胎-轮毂组件包括安装到轮毂的轮胎，其中所述轮胎正在充气状态，因此压缩空气被存放到所述轮胎的圆周的气腔中，其使得所述轮胎的上胎圈和下胎圈分别被设置为靠近并且坐落在所述轮毂的上胎圈座和下胎圈座中。所述方法包括步骤:利用用于确定轮胎道路压力均匀性的系统。所述系统包括多个通信地耦合到计算机的成像设备。所述方法包括步骤:围绕旋转轴旋转所述轮胎-轮毂组件；随着所述轮胎-轮毂组件围绕旋转轴旋转，利用多个用于对所述轮胎的多个表面成像的成像设备；利用所述计算机接收用于所述计算机的由所述多个成像设备捕捉到的图像；以及从所述用于执行道路压力均匀性仿真算法的图像中提取数据，其中所述算法用于在算法上仿真所述轮胎的道路压力均匀性。
[0055]在一些实施例中，所述系统包括通信地耦合到所述计算机(14)的轮胎-轮毂组件旋转角检测器。所述方法进一步包括步骤:利用用于将信号发送到所述计算机的所述组件旋转角检测器，即与由围绕旋转轴旋转所述轮胎-轮毂组件的步骤引起的所述轮胎的角取向相关；以及在用于监测所述轮胎的角取向的所述计算机接收所述信号。
[0056]在一些示例中，所述方法进一步包括步骤:利用用于将所述轮胎的角取向与所述轮胎的多个表面的捕捉图像配对的所述计算机，来允许所述计算机随着所述轮胎围绕所述旋转轴旋转，在算法上识别在所述轮胎的一个或多个特定的角取向出现的所述轮胎的均匀性或缺乏均匀性。
[0057]在一些实例中，所述系统包括连接至所述轮胎-轮毂组件的电机。所述电机通信地耦合到所述计算机。所述方法进一步包括步骤:利用用于将信号发送到所述电机的所述计算机，来控制所述轮胎-轮毂组件围绕所述旋转轴的旋转速度。
[0058]在一些实施例中，由所述多个成像设备成像的所述轮胎多个表面包括:所述轮胎的上侧壁表面，所述轮胎的下侧壁表面，所述轮胎胎面的头部和所述轮胎胎面的尾部。
[0059]在一些示例中，所述多个成像设备包括:用于对所述轮胎的上侧壁表面成像的第一成像设备，用于对所述轮胎的下侧壁表面成像的第二成像设备，用于对所述轮胎胎面的头部成像的第三成像设备和用于对所述轮胎胎面的尾部成像的第四成像设备。
[0060]在一些实例中，所述多个成像设备包括:用于对所述轮胎的多个表面成像的摄像机和用于引导光朝向所述轮胎的多个表面的照明器。
[0061 ] 在一些实施例中，所述照明器是激光器。
[0062]在一些示例中，所述方法包括步骤:将所述多个成像设备与偏移平面对准。所述偏移平面布置在距离参考平面一段距离。所述参考平面遍历所述旋转轴并且与横跨延伸所述轮胎胎面的切线平行。
[0063]在一些实例中，所述偏移平面不遍历所述旋转轴并且与所述参考平面和横跨延伸所述轮胎胎面的切线两者都平行。
[0064]在一些实施例中，多个成像设备被连接到载体。所述方法包括步骤:为了选择性地调整所述偏移平面的位置，相对于所述轮胎选择性地布置所述载体，以及相应地，相对于所述轮胎选择性地布置所述多个成像设备。
[0065]在一些示例中，所述方法包括步骤:利用数据用于在算法上创建至少一个通过所述轮胎沿着所述偏移平面的虚拟切割部分。
[0066]在一些实施例中，所述至少一个通过所述轮胎的虚拟切割部分包括在所述轮胎-轮毂组件的转数定义的时间段期间在不同时间实例通过所述轮胎的多个虚拟切割部分。
[0067]在一些实施例中，所述轮胎-轮毂组件的转数包括所述轮胎-轮毂组件的完整的360。转数。
[0068]在一些示例中，所述方法包括步骤:利用通过引导至少一个二维计算，在算法上识别所述轮胎的均匀性或缺乏均匀性的所述计算机，其中所述二维计算从来自所述多个成像设备中的每个成像设备的所述轮胎的多个表面的至少一个地形图像中收集，所述多个成像设备是源自多个通过所述轮胎的虚拟切割部分的每个通过轮胎的虚拟切割部分的X-分量和Y-分量。
[0069]在一些实施例中，所述至少一个二维计算包括所述轮胎的至少一个面积测量。
[0070]在一些实施例中，所述轮胎的至少一个面积测量包括所述轮胎的多个面积测量。所述方法包括步骤:利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个面积测量的每个面积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译来自所述轮胎的多个面积测量的所述轮胎的至少一个面积测量的集合。
[0071]在一些示例中，所述至少一个二维计算包括所述轮胎的至少一个X-分量的质心面积测量和所述轮胎的至少一个Y-分量的质心面积测量。
[0072]在一些示例中，所述轮胎的至少一个X-分量的质心面积测量包括所述轮胎的多个X-分量的质心面积测量。所述轮胎的至少一个Y-分量的质心面积测量包括所述轮胎的多个Y-分量的质心面积测量。所述方法包括步骤:利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个X-分量的质心面积测量的每个所述轮胎的X-分量的质心面积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译所述轮胎的至少一个X-分量的质心面积测量的集合；以及利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个Y-分量的质心面积测量的每个所述轮胎的Y-分量的质心面积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译所述轮胎的至少一个Y-分量的质心面积测量的集合。
[0073]在一些实施例中，所述方法包括步骤:利用通过引导至少一个三维计算，在算法上识别所述轮胎的均匀性或缺乏均匀性的所述计算机，其中所述三维计算从来自所述多个成像设备中的每个成像设备的所述轮胎的多个表面的至少一个地形图像中收集，所述多个成像设备是源自多个通过所述轮胎的虚拟切割部分的每个通过轮胎的虚拟切割部分的X-分量、Y-分量和Z-分量。
[0074]在一些示例中，所述至少一个三维计算包括所述轮胎的至少一个体积测量。
[0075]在一些实施例中，所述轮胎的至少一个体积测量包括所述轮胎的多个体积测量。所述方法包括步骤:利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个体积测量的每个体积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译来自所述轮胎的多个体积测量的所述轮胎的至少一个体积测量的集合。
[0076]在一些实施例中，所述至少一个三维计算包括:所述轮胎的至少一个X-分量的质心体积测量，所述轮胎的至少一个Y-分量的质心体积测量和所述轮胎的至少一个Z-分量的质心体积测量。
[0077]在一些示例中，所述轮胎的至少一个X-分量的质心体积测量包括所述轮胎的多个X-分量的质心体积测量。所述轮胎的至少一个Y-分量的质心体积测量包括所述轮胎的多个Y-分量的质心体积测量。所述轮胎的至少一个Z-分量的质心体积测量包括所述轮胎的多个Z-分量的质心体积测量。所述方法进一步包括步骤:利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个X-分量的质心体积测量的每个所述轮胎的X-分量的质心体积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译所述轮胎的至少一个X-分量的质心体积测量的集合；利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个Y-分量的质心体积测量的每个所述轮胎的Y-分量的质心体积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译所述轮胎的至少一个Y-分量的质心体积测量的集合；利用计算机，用于在超过所述轮胎-轮毂组件的至少一个完整的转数时，将所述轮胎的多个Z-分量的质心体积测量的每个所述轮胎的Z-分量的质心体积测量与所述轮胎的角取向配对，用于编译所述轮胎的至少一个Z-分量的质心体积测量的集合。
[0078]本发明的一个或多个实施例的细节将在附图和以下说明书中进行阐述。从所述说明书和附图以及从权利要求书中，其他方面，特征和优点将是显而易见的。
【具体实施方式】
[0079]附图图示了用于确定轮胎均匀性的系统和方法的示例性实施例。基于前述内容，通常理解的是这里所用的术语仅仅是为了方便以及用于描述本发明的术语应该具有由本领域普通技术人员给定的最宽的含义。
[0080]在描述本发明的实施例之前，参考图示了示例性轮胎T的图7A-7D。此外，在描述本公开中本发明的实施例中，可以参考轮胎T的“上”、“下”、“左”、“右”和“侧”;尽管这样的术语可以用于描述轮胎T的特定部分或方面，由于轮胎T相对于支撑/啮合轮胎T的机构的取向，可以采用这样的术语。相应地，上述术语不应该被用来限制所要求保护发明的范围，而在此处用于描述本发明的实施例的示例性目的。
[0081 ] 在一个实施例中，轮胎T包括上侧壁表面Tsu (例如，见图7A)，下侧壁表面Ta (例如，见图7D)以及胎面Tt (例如，见图7B-7C)，所述胎面Tt将上侧壁表面T 311与下侧壁表面Ta连接。参考图7B，上侧壁表面Tsu可远离胎面Tt上升到峰顶，随后以一斜率下降以在圆周上胎圈终止并形成圆周上胎圈1^;类似地，下侧壁表面T %远离胎面T τ上升到峰顶，随后以一斜率下降以在圆周下胎圈终止并形成圆周下胎圈ΤΒρ胎面1\也可以定义轮胎T的高度ΤΗ，高度Th在上侧壁表面T su和下侧壁表面T a之间延伸。
[0082]正如在图7B所示，当轮胎T位于松懈的未偏移状态时，上胎圈Tbu形成圆形的上轮胎开口 Tot;类似地，当轮胎T位于松懈的未偏移状态时，下胎圈T&形成圆形的下轮胎开口Tolο将理解的是对轮胎T施加外力时，可物理操纵轮胎T，结果一个或多个上轮胎开口 1^和下轮胎开口可被暂时性扰动，因此一个或多个上轮胎开口 1t和下轮胎开口 Ta不完全是圆形的，但是例如，可被操纵为包括非圆形的形状，例如椭圆形状。
[0083]参考图7B，当位于松懈的未偏移状态时，上轮胎开口 Tqu和下轮胎开口中的每个分别形成上轮胎开口直径T.D和下轮胎开口直径T iD。进一步，正如在图7A-7B所示，当位于松懈的未偏移状态时，上侧壁表面Tsu和下侧壁表面T a将轮胎T定义为包括轮胎直径
Td°
[0084]参考图7A-7B和7D，轮胎T还包括通道TP。通过上轮胎开口 1t或下轮胎开口 T 0L之一，允许进入通道TP。参考图7Β，当轮胎T位于松懈的未偏移状态时，上轮胎开口 ！》和下轮胎开口 Ta定义通道T P以包括直径T P_D。还参考图7B，轮胎T包括与通道Tp连通的圆周的气腔TA。。在将轮胎T连接到轮毂W之后，压缩空气被存放到圆周的气腔Ta。中，用于使轮胎T充气。
[0085]进一步，当轮胎T被布置邻近机构或轮毂W(例如见图8A-8B)时，正如在下面的公开中所描述的，书面说明书可以参考轮胎T的“