一种轮胎测试装置的制作方法

本发明涉及一种轮胎测试装置。

背景技术：

传统 HVD 测试机具有若干缺点。因此，需要一种提供异常的更一致检测能力的用于轮胎的自动 HVD 测试的解决方案。不易受诸如轮胎的胎面部分的厚度和化学组成的轮胎变量影响的解决方案将是特别有用的。提供减小的电压施加到高电压探头的解决方案也将是特别有用的。

技术实现要素：

本发明公开的一个示例性实施例涉及一种轮胎检查方法。该轮胎检查方法包括：邻近轮胎的表面放置高电压探头；邻近轮胎的胎圈部分放置参考电极；使高电压探头通电； 施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动；以及检测高电压探头和参考电极之间的一个

或多个放电以检测轮胎的表面中的一个或多个异常的存在。在特定实施例中，一个或多个

放电可以传导通过轮胎的一个或多个胎体帘布层。

在该示例性实施例的变型中，参考电极包括与轮胎的胎圈部分保持接触的导电板。在该示例性实施例的另一个变型中，高电压探头包括压靠在轮胎的表面上的导电弹簧电极。

在该示例性实施例的另一个变型中，施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动包括用轮胎旋转设备围绕高电压探头旋转轮胎的内表面。 该方法可以包括当轮胎的表面围绕高电压探头旋转时保持参考电极抵靠轮胎的胎圈部分。

在该示例性实施例的另一个变型中，施加高电压探头和轮胎的表面之间的相对运动包括定位高电压探头使得高电压探头在第一径向位置与轮胎的表面保持接触；用轮胎旋转设备围绕高电压探头的表面旋转轮胎的内表面持续至少一个转数；定位高电压探头使得高电压探头在第二径向位置与轮胎的表面保持接触；以及用轮胎旋转设备围绕高电压探头的表面旋转轮胎的表面持续至少一个转数。

在该示例性实施例的又一个变型中，该方法包括监测一个或多个放电的位置以确定轮胎的表面上的一个或多个异常的位置。

本公开的另一个示例性实施例涉及一种轮胎测试装置。该轮胎测试装置包括可操作地邻近轮胎的表面定位的高电压探头和可操作地邻近轮胎的胎圈部分定位的参考电极。

轮胎测试装置包括配置成提供轮胎和高电压探头之间的相对运动的旋转设备，例如轮胎旋转设备。轮胎测试装置还包括可操作地检测高电压探头和参考电极之间的一个或多个放电的检测电路。例如，检测电路可以可操作地检测传导通过轮胎的一个或多个胎体帘布层的一个或多个放电。

在该示例性实施例的变型中，参考电极包括与轮胎的胎圈部分保持接触的导电板。在该示例性实施例的另一个变型中，高电压探头包括配置成压靠在轮胎的表面上的导电弹簧电极。

在该示例性实施例的另一个变型中，旋转设备配置成围绕高电压探头旋转轮胎的内表面。当轮胎的表面围绕高电压探头旋转时参考电极可以定位成保持抵靠轮胎的胎圈部分。

在该示例性实施例的另一个变型中，轮胎检查装置还包括高电压探头定位设备，高电压探头定位设备可操作地将所述高电压探头定位成邻近轮胎表面使得高电压探头在第一径向位置保持抵靠轮胎的表面。高电压探头定位设备还可以配置成将所述高电压探头从轮胎的表面上的第一径向位置调节到轮胎的表面上的第二径向位置。

在该示例性实施例的又一个变型中，检测电路可操作地提供表示一个或多个放电的位置的信号。

参考以下描述和附带的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。包含在该说明书中并且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域的普通技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和允许公开，其中：

图 1 示出根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎检查系统的框图；

图 2 示出根据本公开的示例性实施例的示例性方法步骤的流程图；

图 3 示出根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎测试装置的透视图；

图 4 示出根据本公开的示例性实施例的可以用于示例性轮胎测试装置中的示例性高电压探头；

图 5 示出可以根据本公开的示例性实施例使用的示例性参考电极；

图 6 示出正使用根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎测试装置检查的轮胎的截面图。

具体实施方式

为了描述本发明，现在将详细地参考本发明的实施例和方面，所述实施例和方面的一个或多个例子在附图中示出。每个例子作为本发明的解释而不是作为本发明的限制而被提供。实际上，从本文中所公开的教导，本领域的技术人员将显而易见可以在本发明中进行各种修改和变化而不脱离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖属于附带的权利要求及其等效物的范围内的这样的修改和变型。

总体上，本公开涉及用于轮胎的高电压放电测试的装置和方法。 在特定实施例中，高电压探头保持抵靠轮胎的表面。 使高电压探头通电并且在轮胎的表面和高电压探头之间

提供相对运动。在存在穿透轮胎表面的绝缘材料的异常的情况下， 放电将发生在导电弹簧

电极和参考电极之间。

根据本公开的实施例，参考电极邻近轮胎的胎圈部分定位。以该方式，放电将不穿过轮胎的胎面部分。相反地，放电将从高电压探头穿过轮胎的表面中的异常到达轮胎中的一个或多个胎体帘布层。胎体帘布层将把放电带到轮胎的胎圈部分， 在那里放电将传到参考电极。通过邻近轮胎的胎圈部分提供参考电极， 可以避免由胎面厚度的变化和胎面组合物的变化导致的表面异常检测的误差。这可以使错误检测的数量减少，使轮胎检查过程的可靠性增加。另外，由于放电穿过更少的轮胎材料，因此可以减小施加到高电压探头以生成放电的电压。

参考图 1，现在将阐述根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎测试系统 100 的示意性综述。轮胎测试系统 100 可以用于对轮胎 102 执行 HVD 测试技术以确定轮胎 102 中的一个或多个表面异常的存在，并且确定轮胎 102 是否能够修理或翻新。当在本文中使用时，术语 “异常” 可以表示轮胎的表面的任何不规则，包括轮胎中的缺陷，例如龟裂、 裂纹、 裂口、 磕伤、 磨损、 穿透和其它缺陷。

轮胎检测系统 100 可以包括高电压探头 110、检测电路 120、轮胎旋转设备 130 和

参考电极 170。高电压探头 110 可以配置成邻近轮胎 102 的表面放置，并且参考电极 170 可以配置成邻近轮胎102的胎圈部分放置。高电压源112可以将高电压能量 （例如大约37.5kV至大约 50kV 直流电压能量）提供给高电压探头 110。高电压源 112 可以是配置成将高电压能量提供给高电压探头 110 的任何源。例如， 在特定实施例中， 高电压源 112 可以包括利用充电 / 放电循环在高电压探头处产生 50kV 直流的 TEI Micro FS-D 单元。本领域的普通技术人员使用本文中所提供的公开应当理解可以使用任何高电压源而不脱离本公开的范围。

高电压探头 110 可以使用高电压探头定位设备保持抵靠轮胎 102 的表面。高电压探头定位设备可以由控制器 150 控制以将高电压探头 110 自动地定位成抵靠轮胎 102 的表面。轮胎旋转设备 130 可以由控制器 150 控制以施加高电压探头 110 和轮胎 102 的表面之间的相对运动。例如，轮胎旋转设备 130 可以用于在高电压探头 110 上方旋转轮胎 102 的内表面。当轮胎 102 的内表面在高电压探头 110 上方旋转时参考电极 170 可以定位成保持抵靠轮胎 102 的胎圈部分。当高电压探头 110 经过穿透轮胎表面的异常时，放电将发生在高电压探头 110 和参考电极 170 之间。放电的位置提供轮胎 102 的表面中的异常的位置的指示。

检测电路 120 可以用于检测高电压探头 110 和参考电极 170 之间的放电的存在。

用于检测放电的各种检测电路 120 是已知的。可以使用用于检测高电压探头 110 和参考电极 170 之间的放电的任何已知检测电路 120 而不脱离本公开的范围。例如，在特定实施例中，检测电路可以包括来自 TEI 的现成部件。检测电路 120 可以包括监测高电压探头 110处的电压和 / 或电压频率的各种电子器件。高电压探头 110 处的电压和 / 或频率的变化可以指示放电的存在。检测电路 120 可以与提供指示放电的准确方位和径向位置的位置反馈信号的方位和径向反馈电路耦接。以该方式，检测电路 120 可以将与放电的发生和准确位置关联的数据提供给计算系统 140。

计算系统 140 可以用于通过控制器 150 控制系统 100 的各方面，以及存储并且分析在轮胎检查过程期间从检测电路 120 接收的信息。特别地，计算系统 140 可以包括一个

或多个处理器 142，所述处理器配置成接收包括来自检测电路 120 的数据的输入数据并且将可使用输出（例如到达用户的数据或信号）提供给过程控制器 150。例如，在特定实施例

中，（一个或多个） 处理器 142 可以使用从检测电路 120 接收的数据生成轮胎表面的图形表示，例如二维图或其它合适的图形表示。

各种存储/媒体元件144可以作为一种或多种计算机可读媒体的单一或多个部分被提供，例如但不限于易失性存储器 （例如随机存取存储器（RAM，例如 DRAM，SRAM 等））和非易失性存储器 （例如 ROM，闪存，硬盘驱动器，磁带，CD-ROM，DVD-ROM 等）的任何组合或任何其它存储设备，包括磁盘、驱动器、其它磁基存储媒体、光存储媒体等。尽管图 1 显示三个独立的存储 / 媒体元件 144a、 144b 和 144c，但是专用于这样的设备的内容实际上可以存储在一个存储 / 媒体元件或多个元件中。使用本文中所提供的公开，本领域的普通技术人员将领会数据存储的任何这样的可能变型和其它变型。

图1的计算/处理设备可以适合于用作通过访问以计算机可读形式存储在一个或多个存储 / 媒体元件 （例如存储 / 媒体元件 144b） 中的软件指令提供期望功能性的专用机器。当使用软件时，任何合适的编程语言、脚本语言或其它类型的语言或语言的组合可以用于实现本文中所包含的教导。在其它实施例中，本文中所公开的方法可以备选地由硬接线

逻辑或其它电路实现，包括但不限于专用电路。其它存储 / 媒体元件（例如存储 / 媒体元件 144a、144c） 用于存储数据， 所述数据也将可由（一个或多个）处理器 142 访问并且将根据存储在存储 / 媒体元件 144b 中的软件指令起作用。例如， 存储 / 媒体元件 144a 可以包括对应于从检测电路 120 获得的放电的发生和位置的输入数据以及任何预定参数， 例如但不限于控制参数 （例如高电压探头参数、检测电路参数、轮胎旋转参数、其它合适的控制参数）和轮胎参数（例如轮胎半径、轮胎宽度、轮胎顶点质量、轮胎压力、轮胎径向刚度、轮胎切向刚度、轮胎弯曲刚度、轮胎拉伸刚度、胎面位置、通用轮胎数据等）。这样的预定参数可以预编程到存储 / 媒体元件 144a 中或者当作为输入数据从访问输入设备 146 的用户输入时被提供用于存储在其中。

输入设备146可以对应于配置成与图像处理系统140一起用作用户接口的一个或多个外围设备。示例性输入设备可以包括但不限于键盘、触摸屏监视器、麦克风、鼠标和其它合适的输入设备。

第二存储元件 144b 可以包括计算机可执行软件指令， 所述计算机可执行软件指令可以由（一个或多个）处理器 142 读取和执行以作用于存储在存储 / 媒体元件 144a 中的

输入数据以创建用于存储在第三存储/媒体元件144c中的新输出数据（例如异常识别和位置。输出数据的被选择部分然后可以提供给一个或多个外围输出设备 148。

输出设备 148 可以对应于显示器 （例如监视器、屏幕或其它视觉显示器）、打印机

等。另一种特定形式的输出设备可以对应于过程控制器150。在一个实施例中，过程控制器

150 通过协调高电压探头 110、高电压探头定位设备、轮胎旋转设备 130 的操作参数和其它过程参数帮助总体轮胎制造过程。

参考图 2，现在将论述用于检查轮胎的表面以便发现异常的示例性自动轮胎测试方法 200。在 202，方法 200 包括邻近轮胎表面放置高电压探头。例如，高电压探头定位设备可以将高电压探头定位成使得高电压探头上的导电弹簧电极压靠在轮胎的表面上。 尽管

将参考图 4 中所示的示例性高电压探头 310 论述本公开，但是本领域的普通技术人员将理

解可以使用适合于轮胎的 HVD 测试的任何高电压探头而不脱离本公开的范围。例如，在特定实施例中，高电压探头可以包括定位成以将胎圈间高电压分布在轮胎的内表面上的方式

悬吊在轮胎内部的一系列链和线环。

在 204，方法 200 包括邻近轮胎的胎圈部分定位参考电极。如下面将更详细地所述，邻近轮胎的胎圈部分定位参考电极提供避免穿过轮胎的胎面部分的高电压探头和参考电极之间的替代放电路径。

在 206，方法 200 包括用高电压使高电压探头通电。例如，高电压源可以将例如从大约 37.5kV 到大约 50kV 直流的高电压提供给高电压探头。一旦高电压探头被通电，方法200包括施加轮胎表面和高电压探头之间的相对运动，如208所示。 这可以通过围绕高电压探头旋转轮胎的表面或通过围绕轮胎的表面旋转高电压探头执行。轮胎旋转设备 （例如图3 的轮胎旋转设备330）可以用于围绕高电压探头旋转轮胎的内表面。

在特定实施例中，施加表面和高电压探头之间的相对运动包括在轮胎围绕高电压探头的完整转数之后调节径向位置 。例如，方法 200 可以包括将高电压探头定位成使得高电压探头在第一径向位置保持抵靠轮胎的表面。方法 200 然后围绕高电压探头旋转轮胎的表面持续至少一个转数。方法 200 然后将高电压探头定位成使得高电压探头在第二径向位置保持抵靠轮胎的表面。优选地， 第二径向位置紧邻第一径向位置。方法 200 然后第二次围绕高电压探头旋转轮胎的表面持续至少一个转数。以该方式，高电压探头可以用于扫描胎圈间的轮胎的整个内表面。

在210，方法200包括检测在异常的位置处高电压探头和参考电极之间的放电。如上所述，当用高电压通电的高电压探头经过穿透轮胎的内衬的异常时， 放电将发生在高电压探头和参考电极之间。一旦检测到放电，表示放电的位置和发生的电信号可以提供给计算设备进行分析。例如，在特定实施例中，可以针对轮胎的表面上的每个径向位置处的固定数量的方位点收集数据。数据可以包括高电压探头的径向位置、高电压探头相对于轮胎表面的方位位置和缺陷检测信号的二元状态。所收集的数据然后可以用于例如以二维图或其它合适的图形描绘的形式生成轮胎表面的图形描绘以用于由操作者观察和分析。

图 3 描绘根据本公开的示例性实施例的示例性轮胎测试装置 300。轮胎测试装置300包括高电压探头310、高电压探头定位设备320和轮胎旋转设备330。轮胎旋转设备330

包括一个或多个辊 332。轮胎 302 的胎圈部分靠置在一个或多个辊 332 上。尽管未在图 3

中示出，但是轮胎 302 的胎圈部分也可以配置成保持邻近参考电极。辊 332 配置成例如通

过在高电压探头 310 上方连续旋转轮胎 302 将运动施加到轮胎 302。轮胎 302 放置在高电压探头 310 的顶部上方使得高电压探头 310 可以测试轮胎 302 的内表面以便发现异常。

高电压探头定位设备320用于邻近轮胎302的内表面上的第一径向位置定位高电压探头 310。轮胎旋转设备 132 在高电压探头 310 上方旋转轮胎 102 持续至少一个完整轮胎转数。高电压探头定位设备 320 然后可以用于邻近轮胎 302 的内表面上的第二径向位置

定位高电压探头 310。轮胎旋转设备 330 然后在高电压探头上方旋转轮胎 302 持续至少一

个完整轮胎转数。重复该过程直到已测试轮胎 302 的胎圈间的整个内表面以便发现异常。

图 4 提供用于图 3 的轮胎测试装置 300 中的示例性高电压探头 310 的透视图。高电压探头 310 包括用于将高电压探头 310 连接到高电压能量源的高电压连接点 315。可以使用至高电压能量源的任何合适的连接而不脱离本公开的范围。例如，高电压连接点 315可以适合于接收来自高电压源的屏蔽、挠性高压电缆。

高电压探头 310 还包括绝缘壳体 314、间隔辊 316 和导电弹簧电极 318。绝缘壳体314 可以由足以绝缘例如大约 50kV 直流的高电压能量的任何材料组成。绝缘壳体 314 用于将高电压探头310的各部件和轮胎测试装置的其它部件与被通电的导电弹簧电极318绝缘。

导电弹簧电极 318 用于将高电压能量施加到轮胎的表面。导电弹簧电极 318 具有适合于当间隔辊 316 与轮胎表面保持接触时压靠在轮胎的表面上的形状和配置。当压缩导电弹簧电极 318 时， 导电弹簧电极 318 的弹性使导电弹簧电极 318 与轮胎表面保持接触，即使导电弹簧电极 318 经过轮胎表面的微小高程。以该方式，轮胎测试装置 300 不易受到由轮胎表面的微小高程变化导致的误差影响并且提供异常的更精确检测。

导电弹簧电极 318 可以由任何合适的导电材料构成。例如，在特定实施例中，导电弹簧电极 318 由钢组成。然而，其它合适的导体可以根据需要用于构造导电弹簧电极 318，例如铝、 铜、 金等。

图 5 描绘邻近轮胎 302 的胎圈部分 306 定位示例性参考电极 370。参考电极 370

可以耦接到参考电压，例如接地电位。参考电极 370 包括导电板，当轮胎 302 围绕高电压探头310旋转时该导电板适合于保持抵靠轮胎302的胎圈部分306。在特定实施例中，导电板可以具有一定程度的弹性使得导电板保持邻近轮胎的胎圈部分。参考电极 370 可以安装到图 3 的轮胎旋转设备 330 使得轮胎 302 的胎圈部分 306 靠置在参考电极 370 上。当图 3 的轮胎旋转设备 330 围绕高电压探头 310 旋转轮胎 302 时，轮胎 302 的胎圈部分 306 保持邻近参考电极 370。

导电板可以由任何合适的导电材料构造。例如，在特定实施例中，导电板由钢组成。然而，其它合适的导体可以根据需要用于构造导电弹簧电极 318，例如铝、铜、金等。

在图 5 中示出了用于从高电压探头 310 到达参考电极 370 的放电的通过轮胎 302

的示例性导电路径。如图所示，高电压探头 310 邻近轮胎 302 的内表面定位。参考电极 370邻近轮胎302的胎圈部分306定位。 一旦被通电，如果高电压探头310经过轮胎表面中的异常，则放电将发生在高电压探头 310 和参考电极 370 之间。该放电不穿过轮胎 302 的胎面部304。相反地，放电将传导通过轮胎 302 中的一个或多个胎体帘布层 365。如箭头 317所示，放电将从高电压探头 310 穿过胎体帘布层 365 到达轮胎 302 的胎圈部分 306。放电然后将传到参考电极 370。这为放电提供更低的电阻和更一致的导电路径。

例如，如图 5 中所示，轮胎 302 的胎面部分 304 包括许多层和材料，包括一个或多个胎体帘布层365和其它层305。 穿过轮胎的胎面部分的放电必须穿过内衬、一个或多个胎体帘布层 365 和另外的层 305。而且，胎面厚度和化学组成还将影响放电路径的电阻。

与之相比，通过邻近轮胎 302 的胎圈部分 306 保持参考电极 370，放电仅仅必须穿过内衬和一个或多个胎体帘布层365。由于放电路径穿过更少的材料，因此放电路径的电阻将更低。这允许在轮胎检查过程期间更低的高电压能量施加到高电压探头310。例如，与参考电极保持邻近轮胎302的胎面部分304时的50kV相比，37.5kV直流可能足以生成高电压探头 310 和参考电极 370 之间的放电。业已表明邻近轮胎 302 的胎圈部分 306 定位参考电极 370 产生表面异常的更少错误检测。

尽管已关于具体示例性实施例及其方法详细描述了本主题，但是当获得前述内容的理解时本领域的技术人员将领会可以容易地产生这样的实施例的更改、变型和等效替换。因此。本公开的范围仅仅作为例子而不是作为限制，并且本公开不排除包括本领域的普通技术人员显而易见的对本主题的这样的修改、变型和 / 或增加。