專利名稱：用于汽車輪輞邊緣分析及校正配重選擇指導(dǎo)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及機(jī)動(dòng)車車輪平衡系統(tǒng)，更具體地，涉及與這種系統(tǒng)一起使用的方法和裝置，所述方法和裝置用于自動(dòng)地分析車輪的輪輞邊緣以及建議待固定到輪輞邊緣上的夾裝式(clip-on)校正配重的適當(dāng)類型。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車車輪平衡這一技術(shù)領(lǐng)域中，公知地，為了補(bǔ)償靜態(tài)不平衡(其中車輪最重的部分試圖抵達(dá)位于安裝軸桿正下方的位置)和耦合不平衡(其中旋轉(zhuǎn)的車輪在安裝軸桿上導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)振動(dòng))，需要至少兩個(gè)沿車輪表面軸向地隔開的校正配重，所述的車輪表面與配重的位置“平面”一致。對(duì)于夾裝配重而言，“左平面”包括左(最內(nèi)部)輪輞緣邊或邊緣周界，而“右平面”包括右輪輞邊緣。對(duì)于粘合配重而言，所述平面可位于輪輞邊緣之間的任何位置，但是諸如車輪輻條以及焊接結(jié)構(gòu)之類的物理障礙物處除外。
許多以前及現(xiàn)有的車輪平衡系統(tǒng)在車輪平衡過程中采用自動(dòng)的車輪掃描設(shè)備來判斷車輪(如本文中所使用的，車輪包括固定到金屬輪輞的橡膠輪胎)輪輞的性能。例如，授予Quinlan等的美國(guó)專利5,189,912示出了一種用于超聲波測(cè)量的裝置、以及一種包括有這種裝置的車輪平衡機(jī)械。該裝置檢測(cè)車輪輪輞的半徑以及該輪輞的內(nèi)外表面各自與參考平面之間的距離。
授予Downing等的美國(guó)專利5,5054,918示出了一種用于車輪平衡器的結(jié)構(gòu)化光線掃描系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)化光線掃描系統(tǒng)觀測(cè)、解釋并提供結(jié)構(gòu)特征、尺寸、位置以及運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)包括光束投射裝置、光學(xué)裝置、以及光傳感裝置，所述光束投射裝置安裝在車輪平衡器上并提供沿一個(gè)路徑指向位于心軸上的車輪的輪輞/輪胎組件的光束，所述光學(xué)裝置用于將所述光束轉(zhuǎn)換成基本上位于單個(gè)平面內(nèi)的光束，所述光傳感裝置暴露于從被轉(zhuǎn)換后光束所照射到的輪輞/輪胎組件區(qū)域反射回來的光線，用于提供與之對(duì)應(yīng)的信號(hào)。還設(shè)置了計(jì)算機(jī)裝置，用于接收所述光傳感裝置所提供的信號(hào)，從而提供與車輪的輪輞/輪胎組件的特征位置、尺寸以及物理構(gòu)造相關(guān)的數(shù)據(jù)。
授予Douine等的美國(guó)專利5,827,964示出了一種用于檢測(cè)和測(cè)量機(jī)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)向輪(turning wheel)的位置的設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)光源以及至少一個(gè)照明強(qiáng)度檢測(cè)器，該光源可選擇地照明待檢測(cè)位置的附近區(qū)域，所述檢測(cè)器接收被照明位置的輻射以便確定待檢測(cè)位置的特征幾何參數(shù)。
授予Douglas的美國(guó)專利5,915,274示出了一種車輪平衡器，其具有一個(gè)耦合到一個(gè)電子測(cè)量裝置的機(jī)械傳感設(shè)備，該機(jī)械傳感設(shè)備用于在持續(xù)的移動(dòng)中對(duì)車輪進(jìn)行掃描并獲得車輪輪輞的輪廓。平衡器的計(jì)算機(jī)對(duì)掃描得到的輪廓進(jìn)行分析并判斷校正配重的位置以及大小的最佳配置。一個(gè)顯示器與實(shí)際車輪以及所放置的配重完全相同地顯示掃描得到的輪廓以及所述配重，提高了直觀度以及提供測(cè)量裝置的可信度。校正配重的大小以及位置可通過用戶界面和所需配重以及相應(yīng)殘余不平衡的實(shí)時(shí)顯示更新而手動(dòng)地調(diào)節(jié)。
授予Bux等的美國(guó)專利6,122,957示出了一種用于對(duì)車輪進(jìn)行平衡的設(shè)備，其包括一個(gè)用于測(cè)量車輪不平衡的單元以及一個(gè)用于掃描輪輞尺寸的單元。掃描單元以及不平衡測(cè)量單元連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)根據(jù)掃描器單元的輸出信號(hào)確定輪輞的輪廓，然后根據(jù)所確定的輪廓以及由不平衡測(cè)量單元所提供的值來確定平衡配重的最佳位置及尺寸。
授予McInnes等的美國(guó)專利6,244,108示出了一種用于平衡合金車輪的車輪平衡器。一個(gè)伸縮式的可伸展傳感器臂實(shí)際地檢測(cè)平衡配重在所需的平衡平面處在車輪輪輞上的容置位置。平衡配重的容置位置由一個(gè)激光光源指示，該激光光源將一個(gè)筆形激光光束打到輪輞上，從而為操作人員指示待附接到輪輞上的校正平衡配重的精確位置。
授予Douglas等的美國(guó)專利6,484,574示出了一種車輪平衡器，其包括一個(gè)構(gòu)造成對(duì)車輪的輪輞/輪胎組件的內(nèi)表面進(jìn)行掃描的輪輞測(cè)量裝置。由一個(gè)控制電路計(jì)算最佳的平面位置、校正配重的量、以及校正配重的數(shù)目，從而獲得最小的殘余靜態(tài)不平衡和動(dòng)態(tài)不平衡。該控制電路采用一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)設(shè)備來自動(dòng)地分度所述車輪以及將車輪保持在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)位置處以放置不平衡校正配重，且一個(gè)激光指示器在即將設(shè)置不平衡校正配重的配重不平衡校正平面的軸向位置處照亮輪輞表面。
這些先前的、以及現(xiàn)有的車輪平衡系統(tǒng)都不曾公開或建議一種方法和裝置來用于自動(dòng)地判斷和建議待固定到正被平衡中車輪的輪輞邊緣上的適當(dāng)類型的夾裝校正配重。從而，仍然期望一種與車輪平衡器一起使用的方法和裝置，用于自動(dòng)地判斷和建議待固定到正被平衡中車輪的輪輞邊緣上的適當(dāng)類型的夾裝校正配重。優(yōu)選地，所述方法和裝置可以和現(xiàn)有的車輪平衡器及現(xiàn)有的車輪掃描設(shè)備一起使用。

發(fā)明內(nèi)容
本公開提供了一種方法，用于確定設(shè)置到車輪輪輞邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的類型。所述方法包括測(cè)量車輪輪輞邊緣的尺寸以產(chǎn)生測(cè)得尺寸；將測(cè)得尺寸與不同類型輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較；基于所述測(cè)得尺寸與所存儲(chǔ)尺寸之間的所述比較而判定車輪輪輞邊緣的類型；以及基于所判定的輪輞邊緣類型而指示適于施加到所述車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
本公開還提供一種裝置，該裝置用于確定施加到車輪輪輞邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的類型。所述裝置包括一個(gè)掃描設(shè)備，其用于提供車輪輪輞邊緣的測(cè)得尺寸；所述裝置還包括一個(gè)控制器，所述控制器編程成將所述測(cè)得尺寸與不同類型的輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較，基于所述測(cè)得尺寸與存儲(chǔ)尺寸之間的比較而判定車輪輪輞邊緣的類型，以及基于所判定的輪輞邊緣的類型而提供一指示，指示適于施加到車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
通過下文的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，本公開的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得很清晰，其中簡(jiǎn)單地通過對(duì)構(gòu)想用于實(shí)現(xiàn)本公開的最佳模式進(jìn)行說明而示出及描述了本公開的示例實(shí)施方式。如同將會(huì)認(rèn)識(shí)到的那樣，本公開可具有其它的以及不同的實(shí)施方式，而且其幾個(gè)細(xì)節(jié)可在多個(gè)明顯的方面進(jìn)行修改而不會(huì)偏離本發(fā)明的范疇。從而，附圖和描述的性質(zhì)應(yīng)認(rèn)為是示意性的而不是限制性的。


參照附圖，其中具有相同標(biāo)號(hào)的元件在全文中都指代相同或相似的元件，在所述附圖中圖1為一個(gè)流程圖，示出了一種依據(jù)本公開的方法的示例實(shí)施方式，其中所述方法用于確定施加到車輪輪輞的邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的類型；圖2為一個(gè)示意的框圖，其示出了依據(jù)本公開的裝置的一個(gè)示例實(shí)施方式，該裝置用于自動(dòng)地確定及建議待固定到車輪輪輞邊緣的適當(dāng)類型的夾裝校正配重，該裝置與圖1中的方法一起使用；圖3為車輪輪輞邊緣的模型的示意圖，示出了待掃描輪輞邊緣的尺寸，并作為本公開的裝置和方法的一部分；圖4到圖11的簡(jiǎn)圖示出了基于圖3模型的用于不同輪輞邊緣的實(shí)際尺寸；圖12到圖19的圖表示出了基于圖3模型的不同輪輞邊緣的實(shí)際尺寸的導(dǎo)數(shù)(derivative)；圖20為一個(gè)用戶界面設(shè)備的示例實(shí)施方式的正視圖，所述用戶界面設(shè)備用作圖2中裝置及圖1中方法的一部分；圖21為一個(gè)計(jì)算機(jī)顯示器的示例實(shí)施方式的正視圖，所述計(jì)算機(jī)顯示器用作圖2中裝置及圖1中方法的一部分；圖22為依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的平衡機(jī)的一個(gè)示例實(shí)施方式的立體圖，該示例實(shí)施方式可使用本公開的裝置及方法(例如示于圖1和2中的實(shí)施方式)，以自動(dòng)地確定及建議待固定到正在平衡機(jī)上進(jìn)行平衡的車輪的輪輞邊緣上的一適當(dāng)類型的夾裝校正配重；圖23為圖22中平衡機(jī)的一部分的概略正視圖，其中一個(gè)位于平衡機(jī)軸桿上的車輪以截面示出；圖24到圖27為用于掃描車輪輪輞的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的示例實(shí)施方式的放大概略正視圖，該設(shè)備可與本公開的裝置和方法以及圖22的平衡機(jī)一起使用。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1和2，本公開涉及一種用于自動(dòng)地分析車輪的輪輞邊緣以及建議待固定到該輪輞邊緣上的適當(dāng)類型的夾裝校正配重提出的方法10和裝置20。本公開的方法10和裝置20可與機(jī)動(dòng)車車輪的平衡系統(tǒng)一起使用或結(jié)合到該系統(tǒng)之內(nèi)，并且，一旦通過該平衡系統(tǒng)確定了配重的適當(dāng)重量，方法10和裝置20就可用于建議適當(dāng)類型的夾裝校正配重。在對(duì)圖1和圖2的方法10及裝置20進(jìn)行論述之前，將首先論述一個(gè)依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的平衡機(jī)100的示例實(shí)施方式，以提供背景信息。
參照?qǐng)D22，圖中示出了一個(gè)依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的平衡機(jī)100的示例實(shí)施方式，其可與本公開的裝置及方法一起使用。平衡機(jī)100包括一個(gè)基座102，基座102支撐可旋轉(zhuǎn)軸桿104，待平衡的車輪可安裝在該軸桿104上。在平衡過程中，車輪由馬達(dá)(未示)旋轉(zhuǎn)，該馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)所述的可旋轉(zhuǎn)軸桿104。平衡機(jī)100還可包括一個(gè)用于防止在車輪旋轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)不期望的或危險(xiǎn)的濺出物的保護(hù)罩106、用于保持校正平衡配重的蓋108、以及具有一顯示屏和一控制板的控制面板110。
平衡機(jī)100是可編程的，并可包括幾個(gè)用于測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)化、輔助配置、格式化及顯示的計(jì)算機(jī)程序、和用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地處理不同類型的輪輞的計(jì)算機(jī)程序、以及用于對(duì)將輪胎安裝到輪輞上進(jìn)行最優(yōu)化以減少所使用的平衡配重的重量的程序。
一個(gè)與本公開的裝置及方法一起使用的適當(dāng)?shù)能囕喥胶鈾C(jī)的例子是來自本公開的受讓人——Snap-On Incorporated of Kenosha，Wisconsin(www.snapon.com)的EEWB304A型車輪平衡機(jī)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本公開的裝置和方法也可與其它的車輪平衡機(jī)一起使用。其它合適的車輪平衡機(jī)例如包括可從Hoffmann Canada of Belleville，Ontario(www.hofmann.com)獲得的Geodyna 6800/6800P型車輪平衡機(jī)，以及可從John Bean Company of Conway Arkansas(www.johnbean.com)獲得的VPITM型車輪平衡機(jī)。
參照?qǐng)D23，其中示出一個(gè)安裝在圖22平衡機(jī)的軸桿104上的車輪120。車輪120包括一個(gè)安裝在金屬輪輞124上的橡膠輪胎122。軸桿104安裝在由車輪平衡機(jī)的基座102所支撐的軸承112上，并通過滑輪113而被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。一對(duì)力傳感器114在軸承112處安裝在基座102中，鄰近軸桿104并沿著軸桿104軸向地間隔開。力傳感器114機(jī)械地耦合到軸桿104并周期性地提供電子輸出信號(hào)，指示在軸桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)期間傳輸過軸桿的動(dòng)態(tài)不平衡力。在軸桿的每個(gè)完整周期中，軸桿104的角位置通過一個(gè)軸桿編碼器(未示)監(jiān)測(cè)。傳感器114輸出信號(hào)通常在平衡機(jī)內(nèi)的電子線路中數(shù)字化，并且該數(shù)字化后的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算以在軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的每個(gè)角度增量上獲得不平衡力的測(cè)量結(jié)果。對(duì)不平衡力進(jìn)行的計(jì)算需要對(duì)輪輞124和輪胎122在軸桿104上的安裝位置進(jìn)行特定測(cè)量。
從平衡機(jī)的物理構(gòu)造可以得知距離a′和b′。必須對(duì)距離c′和“w”進(jìn)行測(cè)量以獲得內(nèi)輪輞位置和外輪輞位置，使得適當(dāng)類型的夾裝校正配重可施加到輪輞124上以抵銷車輪120中的不平衡，所述不平衡當(dāng)車輪在軸桿104上旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)得?？蓮钠矫鍼上進(jìn)行所述輪輞測(cè)量，且還可以測(cè)量輪輞124的直徑“d”。掃描設(shè)備——例如示于圖24-圖27中的其中一個(gè)示例實(shí)施方式——可相對(duì)于一個(gè)以平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系進(jìn)行這些測(cè)量。
圖24為依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備130的一個(gè)示例實(shí)施方式的放大概略正視圖，所述設(shè)備130用于掃描車輪的輪輞，該設(shè)備可與本公開的裝置和方法以及圖22中的平衡機(jī)一起使用。掃描設(shè)備包括一個(gè)接收設(shè)備(pick-up)132，所述接收設(shè)備可借助于馬達(dá)134而沿水平方向(即平行于軸桿)移動(dòng)及借助于馬達(dá)136而沿豎直方向(即垂直于軸桿)移動(dòng)。接收設(shè)備132連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)(未示)。在操作時(shí)，接收設(shè)備132借助于所述兩個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置134、136而沿輪輞124的內(nèi)輪廓移動(dòng)，其中接收設(shè)備132的水平和垂直位置也通過所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備(例如步進(jìn)馬達(dá))本身檢測(cè)或通過合適的傳感器(未示)而檢測(cè)。接收設(shè)備132的輸出信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)整組的信號(hào)而估計(jì)(evaluate)輪輞124的所有點(diǎn)的內(nèi)輪廓。在一個(gè)省略了驅(qū)動(dòng)設(shè)備的較簡(jiǎn)單實(shí)施方式中，接收設(shè)備132沿著輪輞124的輪廓被手動(dòng)地導(dǎo)引，且接收設(shè)備132的水平和豎直位置通過傳感器來檢測(cè)。
在圖25中，示出了用于對(duì)輪輞124進(jìn)行掃描的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備140的第二實(shí)施方式，其與前述的實(shí)施方式不同，不同之處在于接收設(shè)備包括一個(gè)距離表142，距離表142可手動(dòng)地或借助于驅(qū)動(dòng)設(shè)備134而沿水平方向移動(dòng)，距離表142以及標(biāo)注于輪輞124輪廓上的相應(yīng)點(diǎn)之間的距離得以檢測(cè)。然后，計(jì)算機(jī)根據(jù)這個(gè)檢測(cè)來估計(jì)輪輞124的整個(gè)輪廓，并在計(jì)算平衡值時(shí)將其考慮在內(nèi)。用于測(cè)量到標(biāo)注在輪輞輪廓處相應(yīng)點(diǎn)的距離的所述距離表可以是一個(gè)機(jī)械式、光學(xué)式、超聲波式或電子式(感應(yīng)式或電容式)的距離表。
在圖26中示出了用于對(duì)輪輞124進(jìn)行掃描的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備150的另一可能的實(shí)施方式，其包括一個(gè)樞轉(zhuǎn)安裝的距離表142。所述沿水平和豎直方向的運(yùn)動(dòng)由距離表142的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)替代，該距離表手動(dòng)地樞轉(zhuǎn)或借助于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)152樞轉(zhuǎn)。也是在這種情形下，得以檢測(cè)所述距離表和標(biāo)注于輪輞輪廓處的相應(yīng)點(diǎn)之間的距離，然后，計(jì)算機(jī)根據(jù)這個(gè)檢測(cè)而估計(jì)輪輞124的整個(gè)輪廓，并在計(jì)算平衡值時(shí)將其考慮在內(nèi)。
在圖27中示出了用于對(duì)輪輞124進(jìn)行掃描的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備160的又一可能的實(shí)施方式。設(shè)置有一個(gè)照相機(jī)162而不是距離表，該照相機(jī)的照相掃描區(qū)域選擇成使得可以完全地掃描輪輞124的內(nèi)輪廓。因此，照相機(jī)162不需要來回移動(dòng)或樞轉(zhuǎn)。照相機(jī)162將接收到的照片轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，在相連的計(jì)算機(jī)中以下述方式對(duì)所述電子信號(hào)進(jìn)行處理根據(jù)輪輞被掃描到的部分的照片而估計(jì)輪輞124的輪廓。
在圖24-27的所有實(shí)施方式中，顯示設(shè)備可連接到計(jì)算機(jī)，從而以圖像的形式示出所估計(jì)出的輪廓、以及由計(jì)算機(jī)所確定的在輪廓的相應(yīng)位置處的最佳平衡值。因此，通過所述顯示設(shè)備，可以以圖形的形式為操作人員示出在車輪輪輞上安裝平衡配重的最佳位置。
再次參考圖1，本公開的方法10的示例實(shí)施方式包括對(duì)車輪輪輞邊緣的尺寸進(jìn)行測(cè)量以產(chǎn)生測(cè)得尺寸，如標(biāo)號(hào)12處所示；將測(cè)得尺寸與不同類型的輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較，如標(biāo)號(hào)14處所示；基于所述測(cè)得尺寸與存儲(chǔ)尺寸之間的比較而確定車輪輪輞邊緣的類型，如標(biāo)號(hào)16處所示；以及基于所確定的輪輞邊緣的類型而指示適于施加在車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型，如標(biāo)號(hào)18處所示。
參照?qǐng)D2，本公開的裝置20的示例實(shí)施方式包括一個(gè)用于提供車輪輪輞邊緣的測(cè)得尺寸的掃描設(shè)備22、以及一個(gè)控制器24，所述控制器24編程成將測(cè)得尺寸與不同類型的輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較，基于所述測(cè)得尺寸與存儲(chǔ)尺寸之間的比較而確定車輪輪輞邊緣的類型，以及基于所確定的輪輞邊緣的類型而指示適于施加在車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
在圖2的示例實(shí)施方式中，掃描設(shè)備22包括兩個(gè)激光器26a、26b，每個(gè)激光器都可以通過步進(jìn)馬達(dá)28a、28b而相對(duì)于車輪移動(dòng)，所述步進(jìn)馬達(dá)28a、28b通過驅(qū)動(dòng)設(shè)備30a、30b運(yùn)轉(zhuǎn)。激光器26a、26b可用于確定車輪輪輞的基本尺寸(例如車輪的寬度w及直徑d)、及車輪輪輞邊緣的尺寸。激光器26a、26b及驅(qū)動(dòng)設(shè)備30a、30b連接到控制器24，該控制器24可通過一個(gè)連接設(shè)備32連接到平衡機(jī)、并且可通過一個(gè)連接設(shè)備34連接到用戶界面。
在本發(fā)明的裝置和方法的一個(gè)可選實(shí)施方式中，激光器和馬達(dá)可簡(jiǎn)單地結(jié)合至車輪平衡機(jī)內(nèi)并應(yīng)用該車輪平衡機(jī)的微控制器，所述微控制器可重新編程以實(shí)施本發(fā)明的方法。如果車輪平衡機(jī)已經(jīng)具有一個(gè)掃描設(shè)備，那么，車輪平衡機(jī)的微控制器可簡(jiǎn)單地重新編程以實(shí)施本發(fā)明的方法。
依據(jù)一個(gè)示例實(shí)施方式，微控制器24包括一個(gè)PIC16C63A DeviceCMOS OTP-based的8位微控制器——其可從Microchip TechnologyIncorporated of Chandler，Arizona(www.microchip.com)獲得，而驅(qū)動(dòng)設(shè)備30a、30b包括UCN5804步進(jìn)馬達(dá)變換驅(qū)動(dòng)設(shè)備——其可從AllegroMicrosystems，Inc.of Worcester，MA(www.allegromicro.com)獲得。在一個(gè)示例實(shí)施方式中，尺寸掃描激光器26a、26b具有659nm的波長(zhǎng)、小于1mW的輸出功率(等級(jí)II)、5V的輸入電壓、大于或等于100kHz的TTL調(diào)制、一個(gè)圓形或橢圓形的點(diǎn)透鏡(spot lens)、在距離所述模塊在90-550mm的范圍內(nèi)大約為0.2mm的準(zhǔn)直線光束尺寸、小于3mrad的指示精度、以及直徑大約為15mm而長(zhǎng)度大約為44mm的尺寸。這種激光器的通常價(jià)格為$100，并可從Stockeryale，Inc.of Salem，NH(www.stockeryale.com)以及Laser Components Instrument Group ofWilmington，MA(www.laser-components.com)獲得。
圖8為車輪輪輞邊緣輪廓模型的一個(gè)示意圖，其示出了作為本公開的裝置及方法的一部分的待掃描輪輞邊緣的尺寸。如圖所示，所述邊緣包括過渡點(diǎn)A、B、C、D和F。待掃描輪輞邊緣的尺寸可包括例如在點(diǎn)A和B之間延伸的一段輪輞邊緣的角度“α”；在點(diǎn)B和C之間延伸的一段輪輞邊緣的長(zhǎng)度“a”；在點(diǎn)C和D之間延伸的一段輪輞邊緣的長(zhǎng)度“b”；在點(diǎn)D和E之間延伸的一段輪輞邊緣的長(zhǎng)度“c”；以及在點(diǎn)E和F之間延伸的一段輪輞邊緣的角度“β”。
圖9-16示出了不同類型的輪輞邊緣的尺寸a、b、c、α、β的實(shí)際值。在此，這些值也在表I中示出。

表I對(duì)于不同類型夾裝校正配重的輪輞邊緣的尺寸這些數(shù)值儲(chǔ)存在圖2中裝置20的微控制器24的存儲(chǔ)器中，并與掃描得出的尺寸進(jìn)行比較以確定被掃描的車輪輪輞邊緣的類型。帶有星號(hào)的數(shù)值是用來辨認(rèn)車輪輪輞邊緣類型的關(guān)鍵。例如，一個(gè)大的“c”值以及一個(gè)小的“a”值指示所掃描的車輪輪輞邊緣為T型或TN型；如果“c”值小于8.0而“a”值小于4.7，則所掃描的車輪輪輞邊緣為T型。如果β值等于40°，則所掃描的車輪輪輞邊緣為L(zhǎng)H型。如果α值等于0°且“c”值小于4.0，則所掃描的車輪輪輞邊緣為ALC型。如果“b”值大而“c”值小，則所掃描的車輪輪輞邊緣為ALC-MC型。如果“a”值和“c”值幾乎相等，則所掃描的車輪輪輞邊緣為ALC-IW型。如果α值等于30°且“a”值最小，則所掃描的車輪輪輞邊緣為ALC-EN型。如果α的值等于45°且“a”值大約等于6，則所掃描的車輪輪輞邊緣為ALC-FN型。
圖17到圖24為Y′-X曲線圖，示出對(duì)于不同類型輪輞邊緣的尺寸a、b、c、α、β的實(shí)際值的導(dǎo)數(shù)。所述導(dǎo)數(shù)包括在曲線圖第一峰值處的y′值、在曲線圖第二峰值處的x值、在曲線圖第二峰值處的y′、以及在曲線圖平臺(tái)(如果有的話)處的y′。在表II中也示出了這些數(shù)值。

表II對(duì)于不同類型夾裝校正配重的車輪輪輞邊緣的導(dǎo)數(shù)這些值儲(chǔ)存在圖2中裝置20的微控制器24的存儲(chǔ)器中，并與掃描得出的尺寸導(dǎo)數(shù)進(jìn)行比較以判斷被掃描的車輪輪輞邊緣的類型。帶有星號(hào)的數(shù)值是用來辨認(rèn)車輪輪輞邊緣類型的關(guān)鍵。依據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方式，該方法包括通過掃描器獲得y＝y(tǒng)(x)、計(jì)算y′＝y(tǒng)′(x)、將表I和II中的關(guān)鍵值(帶有星號(hào)的值)與y和y′的值相比較，以及基于該比較而指示被掃描的車輪輪輞的類型。
圖20為用戶界面設(shè)備40的一個(gè)示例實(shí)施方式的正視圖，其用作本公開的裝置和方法的一部分。用戶界面設(shè)備40的尺寸和形狀設(shè)計(jì)成可方便地持握在使用者的手中，并可例如(通過線纜或無線地)連接到圖2中裝置20的控制器24。設(shè)備40包括顯示元件——例如七段發(fā)光二級(jí)管42，用于顯示待施加到正被平衡中車輪輪輞邊緣上的校正配重的重量；還包括開關(guān)44以允許用戶輸入。設(shè)備40還包括顯示元件——例如發(fā)光二級(jí)管46，用于提供待施加的夾裝校正配重的類型指示。
圖21為計(jì)算機(jī)顯示屏50的一個(gè)示例實(shí)施方式的正視圖，其用作本公開的裝置和方法的一部分。顯示屏50例如可由圖2中裝置20的控制器24形成在計(jì)算機(jī)顯示器上，并包括一個(gè)包括輪輞和輪胎的車輪橫截面的顯示52、待施加到各車輪輪輞邊緣上的校正配重的量的顯示54、以及待固定到車輪輪輞邊緣上的夾裝校正配重的適合類型的顯示56。
從而，本公開提供了與車輪平衡器一起使用的方法和裝置，用于自動(dòng)地對(duì)車輪的輪輞邊緣進(jìn)行分析以及建議要固定在車輪輪輞邊緣上的夾裝校正配重的合適類型。在本說明書中所描述的示例實(shí)施方式是例示性的、而不是限制的，且本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可進(jìn)行各種修改、結(jié)合及替換而不會(huì)偏離本公開較廣泛的、以及在所附權(quán)利要求所提出的精神或范疇。在此所公開的所有方法和裝置、從而所有的構(gòu)件落在至少一項(xiàng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍中。本文所公開的方法和裝置中的構(gòu)件沒有一個(gè)是不要求保護(hù)的。
權(quán)利要求
1.一種用于確定校正配重的類型的方法，該校正配重用于施加到車輪輪輞邊緣上以校正車輪的不平衡，所述方法包括對(duì)車輪輪輞邊緣的尺寸進(jìn)行測(cè)量以形成測(cè)得尺寸；將所述測(cè)得尺寸與不同類型的輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較；基于所述測(cè)得尺寸與存儲(chǔ)尺寸之間的比較而確定車輪輪輞邊緣的類型；以及基于所確定的輪輞邊緣的類型而指示適于施加到車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校正配重包括一種夾裝校正配重。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用至少一個(gè)激光式、機(jī)械式、光學(xué)式、超聲波式、以及感應(yīng)式、或者電容式的距離表測(cè)量所述車輪輪輞邊緣的尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)所述車輪輪輞的附加尺寸進(jìn)行測(cè)量并應(yīng)用該附加尺寸來獲得車輪的不平衡數(shù)據(jù)，且該不平衡數(shù)據(jù)用于確定施加到車輪輪輞邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述車輪輪輞的附加尺寸包括所述輪輞的寬度以及所述輪輞的直徑。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括為人類用戶電子地顯示所測(cè)得輪輞輪廓的圖示；以及電子地顯示適于施加到車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中至少兩個(gè)校正配重平面位置位于輪輞的相對(duì)的邊緣上。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述校正配重的類型包括T、TN、ALC、ALC-MC、ALC-IW、ALC-EN、ALC-FN、以及LH中的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述類型的校正配重用于施加到鋼或合金制造的輪輞上。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用導(dǎo)數(shù)分析來將所述測(cè)得尺寸和不同類型輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較。
11.一種裝置，其用于確定施加到車輪輪輞邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的類型，所述裝置包括一個(gè)掃描設(shè)備，用于提供車輪輪輞邊緣的測(cè)得尺寸；一個(gè)存儲(chǔ)器，其儲(chǔ)存不同類型輪輞邊緣的實(shí)際尺寸；以及一個(gè)連接到所述掃描設(shè)備和存儲(chǔ)器的控制器，所述控制器編程為將所述輪輞邊緣的測(cè)得尺寸與不同類型的輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較；基于所述測(cè)得尺寸與存儲(chǔ)尺寸之間的比較而確定所述車輪輪輞邊緣的類型；以及基于所確定的輪輞邊緣的類型而指示適于施加到所述車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述校正配重包括一種夾裝校正配重。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中使用至少一個(gè)激光式、機(jī)械式、光學(xué)式、超聲波式、以及感應(yīng)式、或者電容式的距離表來測(cè)得所述車輪輪輞邊緣的尺寸。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中對(duì)所述車輪輪輞的附加尺寸進(jìn)行測(cè)量并應(yīng)用該附加尺寸來獲得車輪的不平衡數(shù)據(jù)，且該不平衡數(shù)據(jù)用于確定施加到所述車輪輪輞邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的值。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述車輪輪輞的附加尺寸包括所述輪輞的寬度以及所述輪輞的直徑。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，進(jìn)一步包括為人類用戶電子地顯示所測(cè)得的輪輞輪廓的圖示；以及電子地顯示適于施加到所述車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中至少兩個(gè)校正配重平面位置位于所述輪輞的相對(duì)的邊緣上。
18.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述校正配重的類型包括T、TN、ALC、ALC-MC、ALC-IW、ALC-EN、ALC-FN、以及LH中的至少一個(gè)。
19.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述校正配重的類型用于施加到鋼或合金制造的輪輞上。
20.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中應(yīng)用導(dǎo)數(shù)分析將所述的測(cè)得尺寸和不同類型輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較。
全文摘要
一種用于確定施加到車輪輪輞邊緣上以校正車輪不平衡的校正配重的類型的方法，所述方法包括測(cè)量車輪輪輞邊緣的尺寸以形成測(cè)得尺寸；將所述測(cè)得尺寸與不同類型的輪輞邊緣的實(shí)際尺寸進(jìn)行比較；基于所述測(cè)得尺寸與存儲(chǔ)尺寸之間的比較而確定車輪輪輞邊緣的類型；以及基于所確定的輪輞邊緣的類型而指示適于施加到車輪輪輞邊緣上的校正配重的類型。
文檔編號(hào)G01M1/08GK1898542SQ200480035526
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者威廉·大衛(wèi)·卡勒姆, 周文鈺, 弗雷德里克·J·羅杰斯 申請(qǐng)人:斯耐普昂公司