一种获取轮胎外轮廓变形的装置及取型方法与流程

1.本发明涉及轮胎轮廓测绘技术领域，特别是涉及一种获取轮胎外轮廓变形的装置及取型方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.全钢丝子午线轮胎作为结构较为复杂的橡胶制品，它是车辆的重要配件，为更好的了解和掌握它的设计工作，必须首先了解其外轮廓设计的变化趋势。
4.发明人发现，针对轮胎充气外轮廓，目前普遍采用扫描仪进行获取，常见的扫描仪有两种，一种为手持式外轮廓扫描设备，一种为机器式外轮廓扫描设备。虽然两种扫描仪可以获取不同气压下的轮胎外轮廓，但两款产品价格较高，手持式价格约为30万元，机器式价格约为50万元，大大增加了使用成本，对于小型企业并不合适。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种获取轮胎外轮廓变形的装置及取型方法，取型器由若干并排的顶针构成，并排的不同顶针的端部高度可根据轮胎外轮廓进行变化，通过并排顶针端部的变化来表述轮胎外轮廓，大大降低了使用成本，解决了现有轮胎外轮廓扫描装置使用成本高的问题。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.第一方面，本发明提供了一种获取轮胎外轮廓变形的装置，包括支撑架以及设置在支撑架上的取型器，所述支撑架上可拆卸安装有第一支撑轴，所述第一支撑轴水平设置，用于对轮胎的支撑；所述取型器通过第二支撑轴活动设置在支撑架上，所述第二支撑轴位于第一支撑轴的正上方且与第一支撑轴平行，所述取型器由第一固定板和第二固定板构成，所述第一固定板水平固定设置在第二支撑轴上，第一固定板的两端分别转动设有一个第二固定板，所述第一固定板和第二固定板上均活动设有若干并排的顶针。
8.作为进一步的实现方式，所述支撑架由底座和支架构成，所述支架竖向固定设置在底座上，所述支架上沿其长度方向间隔设有若干固定部，所述第一支撑轴与固定部可拆卸连接。
9.作为进一步的实现方式，所述底座上设有孔洞，所述孔洞内固定设有柔性支撑块，所述柔性支撑块的顶部与底座的顶部平齐，用于对轮胎底部的支撑。
10.作为进一步的实现方式，所述第二支撑轴的端部固定设有支撑座，所述支撑座套接在支撑架上，所述支撑座通过顶紧螺栓实现位置的固定。
11.作为进一步的实现方式，所述第二固定板的一端与其邻近的第一固定板的端部通过销轴转动连接，取型器整体可在直线型结构和u型结构之间进行变形转换。
12.作为进一步的实现方式，所述第一固定板和第二固定板均为双层板结构，所述顶针通过挤压的方式滑动设置在固定板内，同一固定板内的顶针之间以及顶针与固定板之间
均紧密接触。
13.作为进一步的实现方式，所述若干顶针的长度相同，非工作状态下同一固定板上的若干顶针的端部平齐。
14.作为进一步的实现方式，所述顶针的两端均为平面。
15.作为进一步的实现方式，还包括气压罐，所述气压罐与轮胎连接，用于向轮胎充气。
16.第二方面，本发明提供了一种取型方法，利用了上述的获取轮胎外轮廓变形的装置，具体如下：
17.步骤1、对轮胎进行轮辋的装配并充气，将装配好的轮胎放置在第一支撑轴上，使得轮胎的底部与柔性支撑块接触；
18.步骤2、移动第二支撑轴，使得取型器位于轮胎的上方；
19.步骤3、转动第一固定板两端的第二固定板，并分别对第一固定板和第二固定板上的顶针施加均匀水平的力，使得第一固定板和第二固定板上顶针的端部均与轮胎外轮廓紧密接触；
20.步骤4、取型完成后将取型器展开至水平状态，并移动第一支撑轴使得取型器脱离轮胎；
21.步骤5、将取下的取型器重新变形至u型结构，并将变形后的取型器放在图纸上，使用铅笔沿取型器上顶针的端部进行绘制；
22.步骤6、将绘制后的图形导入绘图软件中进行复原，同时将设计外轮廓的线条导入绘图软件中，进行线条的对比；
23.步骤7、改变轮胎内的气压，并重复步骤2-步骤6的操作，获取轮胎外轮廓充气变形的曲线；
24.步骤8、将轮胎从标准气压放气至0kpa，并重复步骤2-步骤6的操作，获取轮胎外轮廓放气变形的曲线。
25.上述本发明的有益效果如下：
26.(1)本发明取型器由若干并排的顶针构成，并排的不同顶针的端部高度可根据轮胎外轮廓进行变化，通过并排顶针端部的变化来表述轮胎外轮廓，可快速的实现外轮廓的描绘，且大大降低了使用成本，更加便于普及使用。
27.(2)本发明固定部在竖向上间隔的设置，使得第一支撑轴可以在支架的竖向上进行不同高度的调节，进而可以适应不同直径的轮胎，使得每种型号的轮胎均可处于无载荷负重的状态，保证轮胎不受外力的影响而变形，提高了检测的准确性。
28.(3)本发明第二固定板与第一固定板转动连接，使得取型器具有变形的能力，不仅方便了取型器的使用，还提高了取型器的适应能力，使得取型器可以适应不同规格的轮胎。
29.(4)本发明第一固定板和第二固定板均为双层板结构，顶针通过挤压的方式安装在双层板结构内部，使得同一固定板内的顶针之间以及顶针与固定板之间均紧密接触，保证顶针仅可在外力的推动下滑动，而不会出现自行滑动的现象，避免了取型器变形或取下时顶针出现移动，保证了后续轮廓线描绘的准确性。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种获取轮胎外轮廓变形的装置的整体结构示意图；
32.图2是本发明根据一个或多个实施方式的取型器的结构示意图；
33.图3是本发明根据一个或多个实施方式的轮胎外轮廓手绘线条示意图；
34.图4是本发明根据一个或多个实施方式的轮胎外轮廓对比线条示意图；
35.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
36.其中，1、底座；2、支架；3、第一支撑轴；4、固定部；5、第二支撑轴；6、支撑座；7、取型器；8、气压罐；9、第一固定板；10、第二固定板；11、顶针。
37.图4中的线条注释：
38.线条1：设计外轮廓；
39.线条2:930kpa气压外轮廓；
40.线条3:100kpa气压外轮廓。
具体实施方式
41.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
42.正如背景技术所介绍的，针对轮胎充气外轮廓，目前普遍采用扫描仪进行获取，常见的扫描仪有两种，一种为手持式外轮廓扫描设备，一种为机器式外轮廓扫描设备。虽然两种扫描仪可以获取不同气压下的轮胎外轮廓，但两款产品价格较高，手持式价格约为30万元，机器式价格约为50万元，大大增加了使用成本，对于小型企业并不合适的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种获取轮胎外轮廓变形的装置及取型方法。
43.实施例1
44.本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出一种获取轮胎外轮廓变形的装置，包括，支撑架，支撑架由底座1和支架2构成，支架2上活动设有取型器7。
45.其中，支架2由两根相对竖向设置的钢管组成，支架2的底部固定设有底座1，用于提高支架2的支撑稳定性，支架2与底座1可采用焊接的方式固定连接。
46.支架2的两根钢管上均沿各自的长度方向间隔设有若干固定部4，两根钢管上同一位置处的固定部4处于同一水平高度，用于第一支撑轴3的安装，以使得第一支撑轴3相对于地面水平。
47.本实施例中固定部4为环状结构，通过焊接的方式固定在支架2上，第一支撑轴3的两端分别插入与其邻近的环状的固定部4，利用环状的固定部4对第一支撑轴3的两端进行支撑；
48.在其他实施例中，固定部4也可以为l型、u型等结构形式，具体的结构形式这里不做过多的限制，只要能够保证第一支撑轴3能够可拆卸的水平安装在支架2上即可。
49.第一支撑轴3用于轮胎的支撑，具体的，当进行轮胎外轮廓的检测时，对轮胎进行
轮辋的装配，第一支撑轴3从轮辋中穿过，利用第一支撑轴3对轮辋进行支撑，进而实现轮胎的支撑。
50.需要注意的是，在进行第一支撑轴3的安装时，第一支撑轴3的高度根据轮胎的直径进行确定，需要保证轮胎安装到位后，轮胎的底部刚好与底座1接触，使得轮胎均处于无载荷负重的状态，避免轮胎受外力的影响而变形。
51.第一支撑轴3设有两个，两个第一支撑轴3位于同一水平高度，两个第一支撑轴3均从轮辋中穿过，以提高轮胎的支撑稳定性。
52.为了进一步避免底座1支撑对轮胎外轮廓变形的影响，在底座1上还开设有孔洞，当轮胎安装到位后，底座1上的孔洞位于轮胎的正下方，孔洞内固定安装有柔性支撑块，该柔性支撑块的顶部与底座1的顶部平齐，通过柔性支撑块对轮胎的底部进行支撑。
53.本实施例中，柔性支撑块由橡胶等柔性材料制成，具有可变形的能力。
54.固定部4在竖向上间隔的设置，使得第一支撑轴3可以在支架2的竖向上进行不同高度的调节，进而可以适应不同直径的轮胎，使得每种型号的轮胎均可处于无载荷负重的状态，保证轮胎不受外力的影响而变形，提高了检测的准确性。
55.支架2上还设有第二支撑轴5，第二支撑轴5位于第一支撑轴3的上方，用于取型器7的固定安装。
56.第二支撑轴5位于支架2的两根钢管之间，第二支撑轴5的端部固定设有一个支撑座6，支撑座6套接在与其邻近的支架2的钢管上，可在竖向上移动，使得取型器7的高度可根据实际需求进行调节；支撑座6上还设有顶紧螺栓，当支撑座6移动到位后，可在顶紧螺栓的作用下实现位置的固定。
57.可以理解的是，第二支撑轴5可以是一个端部设置支撑座6，也可以是在第二支撑轴5的两端上均设置支撑座6，具体的设置方式根据设计要求进行选择，这里不做过多的限制。
58.如图2所示，取型器7由第一固定板9和第二固定板10组成，第一固定板9固定设置在第二支撑轴5上，第一固定板9的长度方向与第二支撑轴5的长度方向相同。
59.第一固定板9的两端分别设有一个第二固定板10，第二固定板10的一端与其邻近的第一固定板9的端部通过销轴转动连接，非工作状态下，第一固定板9与其两侧的第二固定板10共同组成一个直线型结构；在工作状态下，第一固定板9两侧的第二固定板10转动，第一固定板9与其两侧的第二固定板10共同组成u型结构，用于对轮胎的顶部及轮胎的两侧轮廓进行检测。
60.第一固定板9和第二固定板10上均活动设有若干顶针11，第一固定板9上的若干顶针11与第一固定板9相互垂直，且顶针11沿第一固定板9的长度方向并排设置；同理，第二固定板10上的若干顶针11与第二固定板10相互垂直，且顶针11沿第二固定板10的长度方向并排设置。
61.具体的，第一固定板9和第二固定板10均为双层板结构，顶针11滑动设置在双层板结构内部，顶针11通过挤压的方式安装在双层板结构内部，使得同一固定板内的顶针11之间以及顶针与固定板之间均紧密接触，保证顶针11仅可在外力的推动下滑动，而不会出现自行滑动的现象。
62.需要注意的是，所有顶针11的长度均相同，且在非工作状态下同一固定板上的若
干顶针的端部平齐。
63.其中，同一固定板内顶针11并排设置且顶针之间紧密接触的设置方式，使得顶针与轮胎接触的一端能够形成连续的曲线，便于后续轮廓曲线的描绘。
64.为了便于理解，本实施例以顶针11与轮胎接触的一端作为顶端，顶针11的顶端和尾端均为平面结构。
65.在实际应用中，顶针11的顶端与轮胎接触，轮胎加气变形后会推动对应位置处的顶针11移动，从而可通过若干顶针11顶端的移动形成一个曲面以反映出轮胎的变形。
66.还设有气压罐8，气压罐8主要用于向轮胎充气，用于进行不同气压下轮胎外轮廓的变化试验。
67.实施例2
68.本发明的一种典型的实施方式中，如图3-图4所示，提出一种取型方法，采用了实施1所描述的获取轮胎外轮廓变形的装置，以用于获取轮胎外轮廓的变形轮廓线，具体方法如下：
69.步骤1、对轮胎进行轮辋的装配并充气，将装配好的轮胎放置在第一支撑轴3上，并将第一支撑轴3水平固定在支架2上，使得轮胎的底部与底座1上的柔性支撑块接触，保证轮胎处于无载荷负重的状态；
70.步骤2、移动第二支撑轴5，使得第一固定板9位于轮胎的上方；
71.步骤3、转动第一固定板9两端的第二固定板10，使得第二固定板10与第一固定板9垂直，并分别对第一固定板9和第二固定板10上的顶针11施加均匀水平的力，使得第一固定板9和第二固定板10上顶针11的端部均与轮胎外轮廓紧密接触；
72.步骤4、取型完成后将取型器7展开至水平状态，并移动第一支撑轴3使得取型器7脱离轮胎；
73.取型器7展平的具体过程为，转动第二固定板10，使得第一固定板9两端的第二固定板10均与第一固定板9处于同一水平线上。
74.步骤5、将取下的取型器7重新变形至u型结构，并将变形后的取型器7放在模块化图纸上，使用铅笔沿取型器7上顶针11的端部进行绘制；
75.需要注意的是，铅笔描绘的是顶针11与轮胎接触的一端端部。
76.步骤6、将绘制后的图形导入绘图软件中进行复原，同时将设计外轮廓的线条导入绘图软件中，进行线条的对比；
77.本实施例中，绘图软件采用cad，规定设计外轮廓为白色线条，充气气压对应的外轮廓为红色线条，标准气压外轮廓为黄色线条，通过线条的对比确定轮胎的外轮廓变化。
78.步骤7、改变轮胎内的气压，并重复步骤2-步骤6的操作，获取轮胎外轮廓充气变形的曲线；
79.步骤8、将轮胎从标准气压放气至0kpa，并重复步骤2-步骤6的操作，获取轮胎外轮廓放气变形的曲线。
80.使用该方法获取轮胎不同气压下的外轮廓，结合设计轮廓，可以清晰的看出胎侧弧及胎冠弧的变化趋势，得到外轮廓的变形情况，从而指导轮胎设计，获取轮胎外轮廓用时约30min，与传统方式相比，大大提高了效率。
81.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。