专利名称：一种轮胎动平衡的不平衡量测量方法及轮胎平衡机的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮胎动平衡测量领域，尤其涉及一种轮胎动平衡的不平衡量测量方法 及轮胎平衡机。
背景技术：
随着中国汽车工业的发展，对轮胎平衡机的需求越来越大，但国内对轮胎平衡机 的研发和生产相对比校落后。不平衡是由于惯性力或离心惯性力没有消除造成的。不平衡量是矢量。在轮胎制 造过程中轮胎的重心不与旋转轴中心重合，其绕车轴旋转时，在各个方向上产生大小不同 的惯性力。轮胎不平衡分为两种静不平衡和偶不平衡。存在静不平衡的轮胎在高速旋转 时会产生交变的径向力，偶不平衡量产生交变的侧向力，从而导致车辆在行驶过程中产生 上下颠簸和左右摆动，影响车轮舒适性和安全性，加快汽车零部件损坏，增加油耗和对环境 的污染，更严重的甚至引发交通事故。轮胎的动平衡性能是衡量轮胎质量好坏的重要指标。 轮胎平衡机就是通过测量轮胎的不平衡量的大小和位置，然后指示人们对轮胎作补偿使轮 胎达到平衡的仪器。动平衡的测量按支承特性的不同可以分为软支承和硬支承。软支承的平衡转速高 于转子-支承系统的固有频率，传感器检测出的信号与支承的振动位移成正比。硬支承的 平衡转速低于转子-支承系统的固有频率，支承刚度大，传感器检测出的信号与支承的振 动力成正比。轮胎平衡机的工作转速比校低，远低于转子-支承系统的固有频率，属于硬支 承平衡机。目前的轮胎动平衡的实际测量过程中，由于不确定因素较多，使得检测数据的误 差较大，这样一来，增加了动平衡的检测时间和难度，影响到轮胎检测效率及测量准确度。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种轮胎动平衡的不平衡量测量方 法及轮胎平衡机，可简单方便地测量并计算得到高精度的动平衡的不平衡量的大小和相 位。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种轮胎动平衡的不平衡量测量方 法，包括实时检测与被检测轮胎相连接的主轴在转动过程中产生的感应力，获得与所述感 应力对应的感应电信号；当所述主轴的转速达到或超过预设的转速阈值，且所述主轴上的标识达到特定位 置时，根据预设的采样信息对所述感应电信号进行采样，获得离散数据；根据所述离散数据，计算得到所述感应电信号的幅度和相位；根据感应力和感应电信号之间对应关系的线性模型，并根据所述计算得到的感应 电信号的幅度和相位计算得到所述感应电信号对应的感应力的大小和相位；
根据所述感应力的大小和相位，并根据平衡原理计算出所述轮胎在相应校正面上 的不平衡量的大小和相位。优选地，所述根据所述离散数据，计算得到所述感应电信号的幅度和相位的步骤， 包括对得到的所述离散数据做HR低通滤波算法处理，其中，采样得到的离散数据包 括叫、B1^a2........ι+其中，m为采样速度阈值，η为采样次数阈值；对做HR低通滤波算法处理后得到的离散数据进行算术平均运算，根据 (a0+a1+a2+……+ ^)/k得到平均值A1，并将所有的离散数据分别减去所述平均值A1得到 第一组中间数据^pb1A2........Iwi ；根据Ck= (b k+bm+k+bm*2+k+……+bm* ( .D+k) /n对所述第一组中间数据进
行计算得到第二组中间数据cQ、C1^C2........Cnri ；对第二组中间数据中相差32个位置的数据做平方和运算，得到第三组中间数据 d0、d” d2、.......dm/2-i ；对所述第三组中间数据根据((!。+屯+屯+......+(1^)/^/2-1)得到平均值A2，对
所述A2开平方根，得到的正值即为相应感应电信号的幅度E ；根据所述第三组中间数据，并根据公式arCSin(C(l/E)，确定相应感应电信号的相 位。优选地，所述当所述主轴的转速达到预设的转速阈值，且所述主轴上的标识达到 特定位置时具体是根据以下步骤判断得到通过光栅传感器检测所述主轴的转动角信息，根据所述转动角信息和时间值计算 得到主轴的转速，并将所述转速与所述预设的转速阈值进行比校以判断所述主轴的转速是 否达到预设的转速阈值，其中，所述主轴上的标识转动到所述光栅传感器所在的位置时转 动角度计为ο度，转动一周即转动角度为360度时定义为一个周期。优选地，所述预设的采样信息包括采样速度阈值和采样周期数。相应地，本发明实施例还提供了一种轮胎平衡机，包括压力传感器，用于检测与被检测轮胎相连接的主轴在转动过程中产生的感应力， 获得与所述感应力对应的感应电信号；采样模块，用于当所述主轴的转速达到或超过预设的转速阈值，且所述主轴上的 标识达到特定位置时，根据预设的采样信息对所述压力传感器检测获得的感应电信号进行 采样，获得离散数据；运算模块，用于根据所述离散数据，计算得到所述感应电信号的幅度和相位；根据 感应力和感应电信号之间对应关系的线性模型，并根据所述计算得到的感应电信号的幅度 和相位，计算得到所述感应电信号对应的感应力的大小和相位；以及根据所述感应力的大 小和相位，并根据平衡原理计算出所述轮胎在相应校正面上的不平衡量的大小和相位。优选地，所述运算模块包括低通滤波算法处理单元，用于对所述采样模块获得的所述离散数据做HR低通滤
波算法处理，其中，采样得到的离散数据包括彻、 、 ........a^，其中，m为采样速度阈
值，η为采样次数阈值；算术平均运算处理单元，用于对由所述低通滤波算法处理单元进行HR低通滤波
6算法处理后得到的离散数据进行算术平均运算，根据( + + +……+BmriVk得到平均 值A1，并将所有的离散数据分别减去所述平均值A1得到第一组中间数据=I^bpb2........bmn-1;第一计算单元，用于根据
权利要求
1.一种轮胎动平衡的不平衡量测量方法，其特征在于，包括实时检测与被检测轮胎相连接的主轴在转动过程中产生的感应力，获得与所述感应力 对应的感应电信号；当所述主轴的转速达到或超过预设的转速阈值，且所述主轴上的标识达到特定位置 时，根据预设的采样信息对所述感应电信号进行采样，获得离散数据； 根据所述离散数据，计算得到所述感应电信号的幅度和相位； 根据感应力和感应电信号之间对应关系的线性模型，并根据所述计算得到的感应电信 号的幅度和相位计算得到所述感应电信号对应的感应力的大小和相位；根据所述感应力的大小和相位，并根据平衡原理计算出所述轮胎在相应校正面上的不 平衡量的大小和相位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述离散数据，计算得到所述感应 电信号的幅度和相位的步骤，包括对得到的所述离散数据做HR低通滤波算法处理，其中，采样得到的离散数据包括％、B1^a2........a^，其中，m为采样速度阈值，η为采样次数阈值；对做FIR低通滤波算法处理后得到的离散数据进行算术平均运算，根据 (a0+a1+a2+……+ ^)/k得到平均值A1，并将所有的离散数据分别减去所述平均值A1得到 第一组中间数据^pb1A2........Iwi ；根据Ck= (b k+ bm+k+bm*2+k+……+bm* (n.i)+k) /n对所述第一组中间数据进行计算得到第二组中间数据CQ、Cl、C2........(V1 ；对第二组中间数据中相差32个位置的数据做平方和运算，得到第三组中间数据dQ、 d” d2、.......dm/2-i ；对所述第三组中间数据根据(屯+屯+屯+......+(1^)/^/2-1)得到平均值A2,对所述A2开平方根，得到的正值即为感应电信号的幅度E ；根据所述第三组中间数据，并根据公式arCSin(C(l/E)，确定相应感应电信号的相位。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述主轴的转速达到预设的转速阈值，且 所述主轴上的标识达到特定位置时具体是根据以下步骤判断得到通过光栅传感器检测所述主轴的转动角信息，根据所述转动角信息和时间值计算得到 主轴的转速，并将所述转速与所述预设的转速阈值进行比校以判断所述主轴的转速是否达 到预设的转速阈值，其中，所述主轴上的标识转动到所述光栅传感器所在的位置时转动角 度计为0度，转动一周即转动角度为360度时定义为一个周期。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的采样信息包括采样速度阈值和 采样周期数。
5.一种轮胎平衡机，其特征在于，包括压力传感器、采样模块以及运算模块，其中，所述压力传感器，用于检测与被检测轮胎相连接的主轴在转动过程中产生的感应力， 获得与所述感应力对应的感应电信号；所述采样模块，用于当所述主轴的转速达到或超过预设的转速阈值，且所述主轴上的 标识达到特定位置时，根据预设的采样信息对所述压力传感器检测获得的感应电信号进行 采样，获得离散数据；所述运算模块，用于根据所述采样模块获得的离散数据，计算得到所述感应电信号的 幅度和相位；根据感应力和感应电信号之间对应关系的线性模型，并根据所述计算得到的 感应电信号的幅度和相位，计算得到所述感应电信号对应的感应力的大小和相位；以及根 据所述感应力的大小和相位，并根据平衡原理计算出所述轮胎在相应校正面上的不平衡量 的大小和相位。
6.如权利要求5所述的轮胎平衡机，其特征在于，所述运算模块包括低通滤波算法处理单元，用于对所述采样模块获得的所述离散数据做HR低通滤波算法处理，其中，采样得到的离散数据包括彻、B1^a2........a,”其中，m为采样速度阈值，η为采样次数阈值；算术平均运算处理单元，用于对由所述低通滤波算法处理单元进行HR低通滤波算法 处理后得到的离散数据进行算术平均运算，根据( + + +……+Bnm^1) /k得到平均值A1, 并将所有的离散数据分别减去所述平均值A1得到第一组中间数据=Ivb1A2........bn ；第一计算单元，用于根据Ck= (b k+bm+k+bm*2+k+……+bm* (n.i, +k) /n对所述算术平均运算处理单元计算获得的第一组中间数据进行计算得到第二组中间数据C(I、C1, C2、.......Ciii-l ‘第二计算单元，用于对所述第一计算单元计算获得的第二组中间数据中相差32个位 置的数据做平方和运算，得到第三组中间数据=C^dpd2........Clffl72^1 ；第三计算单元，用于对所述第二计算单元计算获得的所述第三组中间数据根据(do+d^d^......+(1^)/^/2-1)得到平均值A2，对所述A2开平方根，得到的正值即为相应感应电信号的幅度E ；相位计算单元，根据所述第三组中间数据，并根据公式arcsin (c0/E)，确定相应感应电 信号的相位；感应力计算单元，用于根据感应力和感应电信号之间对应关系的线性模型，并根据所 述第三计算单元和相位计算单元计算得到的感应电信号的幅度和相位，计算得到所述感应 电信号对应的感应力的大小和相位；不平衡量运算单元，用于根据所述感应力计算单元计算得到的感应力的大小和相位， 并根据平衡原理计算出所述轮胎在相应校正面上的不平衡量的大小和相位。
7.如权利要求6所述的轮胎平衡机，其特征在于，还包括光栅传感器，转动运算模块， 其中，所述光栅传感器，用于检测所述主轴的转动角信息；所述转动运算模块，用于根据所述转动角信息和时间值计算得到主轴的转速，并将所 述转速与所述预设的转速阈值进行比校以判断所述主轴的转速是否达到预设的转速阈值， 其中，所述主轴上的标识转动到所述光栅传感器所在的位置时的转动角度计为0度，转动 一周即转动角度为360度时定义为一个周期。
8.如权利要求7所述的轮胎平衡机，其特征在于，所述压力传感器包括用于检测所述 主轴上的由于轮胎旋转所产生的径向力得到相应的感应电信号的第一压力传感器和第二 压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器设置在所述主轴上的具有一定距 离的两个特定位置上。
9.如权利要求8所述的轮胎平衡机，其特征在于，所述预设的采样信息包括采样速度阈值和采样周期数。
全文摘要
本发明实施例公开了一种轮胎动平衡的不平衡量测量方法，包括实时检测与轮胎相连接的主轴在转动过程中的感应电信号；当所述主轴的转速达到预设的转速阈值，且所述主轴上的标识达到特定位置时，根据预设的采样信息对所述感应电信号进行采样，获得离散数据；根据所述离散数据，计算得到所述感应电信号的幅度和相位；根据感应力和感应电信号之间对应关系的线性模型，计算得到所述感应电信号对应的感应力的大小和相位；根据所述感应力的大小和相位，并根据平衡原理计算出所述轮胎在相应校正面上的不平衡量的大小和相位。本发明实施例还公开了一种轮胎平衡机。采用本发明，可简单方便地测量并计算得到高精度的动平衡的不平衡量的大小和相位。
文档编号G01M1/16GK102121862SQ20101057982
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者刘均, 林钢 申请人:深圳市元征软件开发有限公司