一种轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及轮胎断面结构的测绘技术领域，具体涉及一种轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的测量装置。


背景技术：

2.如图1所示，目前轮胎外轮廓扫描采用激光探头扫描的方式，首先是将轮胎和轮辋组合体停放后，进行充气，然后装到扫描设备上。
3.激光探头沿着图示路径方向进行扫描，所得图像仅有轮辋以上部位的轮胎轮廓。接触位置由于轮辋遮挡，扫描结果为竖直直线。对于现有设备扫描出的扫描图像(如图2、3所示)，设计人员还需对图纸二次加工才可得到完整的轮胎外轮廓扫描图，来与所设计的产品进行对比。综上所述，现有设备因充气后轮辋遮挡无法进行扫描，因此现有设备无法直接扫描接触区域的轮廓。
4.因此，为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的测量装置。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的测量装置，其目的是使轮胎子口与轮辋接触区域也可扫描。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
7.本实用新型提供了一种轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的测量装置，包括测量模块、与所述测量模块配合使用的夹持模块；
8.所述测量模块包括总控机台及与所述总控机台相连的左右移动单元，所述左右移动单元上设置有可前后移动的第一测量结构、第二测量结构。
9.所述夹持模块包括轮辋支撑架、两块金属挡板、带有气门嘴的气囊，所述轮辋支撑架包括带有气门孔的轮辋支撑面、轮辐固定部。所述金属挡板的上半部与充满气时的待测轮胎断面内表面相吻合，所述金属挡板的下半部与充满气时的待测轮胎断面内表面不接触。两块金属挡板平行的固定在所述轮辋支撑面的两侧边缘。所述气囊设置在两块金属挡板之间，所述气门嘴从所述气门孔穿出。
10.进一步，所述测量模块还包括测量支架、箱体。
11.进一步，所述总控机台包括控制芯片、数据交换端口。
12.进一步，所述左右移动单元包括主导轨、滑动箱体、左右电动气缸。
13.进一步，所述第一测量结构包括带有滑槽的第一固定滑块、第一前后轨道、第一前后电动气缸、通过旋转结构设置在所述第一前后轨道靠近所述夹持模块那一端的激光探头ⅰ。
14.进一步，所述旋转结构包括伺服电机。
15.进一步，所述第二测量结构包括带有滑槽的第二固定滑块、第二前后轨道、第二前
后电动气缸、设置在所述第二前后轨道靠近所述夹持模块那一端的激光探头ⅱ。
16.进一步，所述夹持模块还包括夹持支架、夹持机台、固定座、转动机构。
17.进一步，所述转动机构包括带有若干卡槽的转轴、卡板。
18.进一步，所述轮辋支撑面的宽度为35mm。
19.本实用新型所达到的有益效果为：
20.1.本实用新型所测量的轮胎子口与轮辋接触区域可以很好的与现有技术结合，形成完整的轮胎外轮廓扫描图像。
21.2.本实用新型能够为轮胎结构设计工程师提供完整准确的轮胎外轮廓扫描图像，更好的与设计思路相比对，相比之前的测量结果，可以更加准确的判断设计与实际的差异。
22.3.提高了设备测量范围，解决了传统设备无法测量轮胎子口与轮辋接触区域的问题，给实验室测量技术提供了帮助，同时也提高了实验室检测能力。
23.4.通过测量轮胎子口与轮辋接触区域的图像后，可以结合轮辋的曲线，判断轮胎与轮辋接触区域的空隙大小，判断有无存在可能漏气的风险，以及是否有脱圈的风险。
附图说明
24.图1是现有轮胎外轮廓扫描方法示意图；图中，箭头方向代表激光探头的移动方向。
25.图2是现有技术扫描的轮胎外轮廓结果图。
26.图3是图2中被遮挡位置放大图。
27.图4是本实用新型总装图。
28.图5是第二前后轨道正在伸出时状态图。
29.图6是夹持模块结构示意图。
30.图7是轮辋支撑架处结构示意图。
31.图8是去除金属挡板后轮辋支撑架处结构示意图。
32.图9是图8中a部放大图。
33.图中，1、总控机台；2、滑动箱体；21、第一前后轨道；211、激光探头ⅰ；22、第二前后轨道；221、激光探头ⅱ；3、夹持机台；4、轮辋支撑架；41、轮辋支撑面；42、轮辐固定部；5、金属挡板；6、气囊；61、气门嘴；7、轮胎断面。
具体实施方式
34.为便于本领域的技术人员理解本实用新型，下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
35.本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供一种测量充气轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的设备及方法，并与现有技术结合，能够更加真实地反映轮胎在充气状态下的外轮廓。
36.如图4～5所示，本实用新型提供了一种轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的测量装置，包括测量模块、与所述测量模块配合使用的夹持模块。
37.所述测量模块用于轮胎断面7外轮廓的完整扫描，以便于绘制出完整的轮胎外轮廓曲线，为轮胎结构设计工程师提供完整准确的轮胎外轮廓扫描图像，以便于更好的与设
计思路相比对。所述测量模块包括测量支架，设置在所述测量支架上的箱体，设置在所述箱体内的总控机台1及与所述总控机台1相连的左右移动单元，所述左右移动单元上设置有可前后移动的第一测量结构、第二测量结构。所述测量模块的左右移动单元可实现测量设备沿所述箱体左右方向移动，所述测量模块的第一测量结构、第二测量结构可实现测量设备沿所述箱体前后方向移动，本实用新型通过左右移动单元、第一测量结构、第二测量结构的相互配合，实现二轴联动，完成对轮胎断面7的完整测量。
38.进一步，所述总控机台1为本实用新型的控制核心，负责接收上位机的控制指令，并根据控制指令控制测量模块完成对待测轮胎断面7外轮廓的测量，为轮胎结构设计师的设计提供依据。同时，测量模块又负责将第一测量结构、第二测量结构分别测量的图像拼在一起，形成完整的轮胎外轮廓图像。拼接完成后总控机台1又会将测量得到的轮胎外轮廓完整图像上传至上位机。所述总控机台1包括控制芯片、与所述控制芯片相连的用于与上位机进行数据交换的数据交换端口。其中，所述控制芯片可以是可编程逻辑控制器，也可以是单片机等其他工业上常用的控制芯片；所述数据交换端口可以是usb接口，也可以是其他数据接口。
39.进一步，所述左右移动单元用来带动测量设备沿所述箱体左右方向移动。所述左右移动单元包括设置在所述箱体内顶部的主导轨、空心且在相对的两个侧面上上下平行设置有两个贯穿孔的滑动箱体2、左右电动气缸。所述滑动箱体2顶部设置有与所述主导轨相配的用来带动所述滑动箱体2沿所述主导轨左右滑动的滑动结构，所述滑动结构可以是滑轮，也可以是带有滑槽的滑块。所述左右电动气缸的底端固定在所述箱体上，所述左右电动气缸活塞杆顶端固定在所述滑动箱体2上。所述控制芯片所述左右电动气缸相连，用来控制所述左右电动气缸活塞杆的伸出与回缩。所述滑动箱体2在所述左右电动气缸的带动下沿所述主导轨左右滑动。
40.所述第一测量结构可以做前后运动，其上的下述激光探头ⅰ211可做旋转运动，因此所述第一测量结构可与轮胎断面7外轮廓一直保持一定距离，并沿着轮胎断面7外轮廓进行测量。所述第一测量结构用来测量轮胎断面7除轮辋遮挡处的外部轮廓。所述第一测量结构包括固定在所述滑动箱体2内的带有滑槽的第一固定滑块、与所述第一固定滑块滑槽相配的从所述滑动箱体2侧壁下面那个贯穿孔穿出的第一前后轨道21、底端固定在所述滑动箱体2内部且活塞杆顶端固定在所述第一前后轨道21上的第一前后电动气缸、通过旋转结构设置在所述第一前后轨道21靠近所述夹持模块那一端的激光探头ⅰ211。所述第一前后轨道21在所述第一前后电动气缸的带动下做前后运动，同时所述旋转结构可以带所述激光探头ⅰ211做旋转运动。
41.所述旋转结构包括伺服电机，所述伺服电机的控制端与所述控制芯片相连，可在所述控制芯片的控制下旋转。所述激光探头ⅰ211固定在所述伺服电机的输出轴上，所述激光探头ⅰ211与所述第一前后轨道21垂直。
42.如图5所示，所述第二测量结构可以做前后运动，用来测量轮胎断面7被轮辋遮挡处的外部轮廓。所述第二测量结构包括固定在所述滑动箱体2内的带有滑槽的第二固定滑块、与所述第二固定滑块滑槽相配的从所述滑动箱体2侧壁上面那个贯穿孔穿出的第二前后轨道22、底端固定在所述滑动箱体2内部且活塞杆顶端固定在所述第二前后轨道22上的第二前后电动气缸、固定在所述第二前后轨道22上的激光探头ⅱ221。所述第二前后轨道22
完全伸出时，所述激光探头ⅱ221平行位于下述金属挡板5的正上方，所述激光探头ⅱ221从上面扫描轮胎断面7被轮辋遮挡处的外部轮廓。
43.如图6～9所示，所述夹持模块是本实用新型的一个重点，用来配合测量模块使用。所述夹持模块主要用来固定轮胎断面7。所述夹持模块包括夹持支架、固定在所述夹持支架上的夹持机台3、可转动的设置在所述夹持机台3上的并可锁死位置的转动机构、固定在所述转动机构端部的固定座、可拆卸的固定在所述固定座上的轮辋支撑架4、两块金属挡板5、带有气门嘴61的气囊6。所述轮辋支撑架4包括带有气门孔的轮辋支撑面41、轮辐固定部42，所述轮辋支撑面41为经过切割加工处理后的部分轮辋，所述轮辋支撑面41的宽度为35mm。所述轮辐固定部42为被保留下来的一半用于与固定座固定的轮辐，所述轮辐固定部42固定在所述固定座上。
44.所述金属挡板5是为轮胎断面7提供初步支撑，因此所述金属挡板5的上半部与充满气时的待测轮胎断面7内表面相吻合。但是为了不对轮胎子口与轮辋接触区域的轮胎断面7贴合情况产生影响，所述金属挡板5的下半部与充满气时的待测轮胎断面7内表面不接触，这样可以观察真实情况下充满气时轮胎子口与轮辋接触区域的贴合情况。两块金属挡板5平行的固定在所述轮辋支撑面41的两侧边缘，所述轮胎断面7套在两块金属挡板5上并将轮胎子口与轮辋接触区域的轮胎断面7暴露出来，以方便激光探头ⅱ221的扫描。所述气囊6设置在两块金属挡板5之间，所述气门嘴61从所述气门孔穿出。所述气囊6为轮胎断面7提供最终的支撑力，在充满气的情况下，所述气囊6与轮胎断面7内表面紧紧贴合，可以百分百的模拟内胎在充满气的情况。
45.进一步，所述转动机构包括带有若干卡槽的转轴、卡板。优选的，所述转轴上设置有一个卡槽。同时，所述夹持机台3的侧壁上设置有两个相互垂直的与所述卡槽相配的凹槽，所述卡槽与凹槽可组成一个卡板插入的插入区域，以便于锁定转轴。初始状态下，所述金属挡板5与水平面垂直，此时可以更加方便的放置轮胎断面7，并为气囊6充满气。当气囊6充满气后，移除挡板，将转轴旋转90
°
，使金属挡板5朝向测量模块并与水平面平行，再次将金属挡板5插入相应的插入区域内，完成转轴的锁定，以方便后续测量工作。
46.一种测量轮胎子口与轮辋接触区域外轮廓的方法，包括以下步骤：
47.1.首先用打磨机对轮胎断面7进行打磨，打磨断面两侧平面使其表面保证平整。
48.2.然后将轮胎断面7放置在两块金属挡板5上。
49.3.通过气门嘴61对气囊6进行充气，当给气囊6充入目标气压后，气囊6随之膨胀，撑起轮胎断面7使其接触轮辋。
50.4.激光探头ⅰ211首先行进至轮胎与轮辋子口交界处，激光探头ⅰ211在旋转结构的带动下，自动照射轮胎断面7外表面，之后激光探头ⅰ211沿着轮胎断面7的外围进行扫描，可以测量轮胎断面7除轮辋遮挡处的外部轮廓。激光探头ⅰ211扫描时，激光探头ⅱ221保持不动，两个探头均有各自独立的导轨，互不干涉。激光探头ⅰ211扫描结束后，激光探头ⅱ221开始动作。
51.5.激光探头ⅱ221沿轨道向前移动至轮胎断面7子口处后，进行左右移动扫描，可将轮胎断面7子口位置处清晰扫描。
52.6.整体扫描完毕后可以与现有技术的扫描结果进行重合对比验证，并且可以提供完整的轮胎外轮廓扫描图。
53.以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。