專利名稱：一種輪胎動(dòng)平衡的不平衡量測(cè)量方法及輪胎平衡機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎動(dòng)平衡測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種輪胎動(dòng)平衡的不平衡量測(cè)量方法 及輪胎平衡機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)輪胎平衡機(jī)的需求越來(lái)越大，但國(guó)內(nèi)對(duì)輪胎平衡機(jī) 的研發(fā)和生產(chǎn)相對(duì)比校落后。不平衡是由于慣性力或離心慣性力沒(méi)有消除造成的。不平衡量是矢量。在輪胎制 造過(guò)程中輪胎的重心不與旋轉(zhuǎn)軸中心重合，其繞車軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在各個(gè)方向上產(chǎn)生大小不同 的慣性力。輪胎不平衡分為兩種靜不平衡和偶不平衡。存在靜不平衡的輪胎在高速旋轉(zhuǎn) 時(shí)會(huì)產(chǎn)生交變的徑向力，偶不平衡量產(chǎn)生交變的側(cè)向力，從而導(dǎo)致車輛在行駛過(guò)程中產(chǎn)生 上下顛簸和左右擺動(dòng)，影響車輪舒適性和安全性，加快汽車零部件損壞，增加油耗和對(duì)環(huán)境 的污染，更嚴(yán)重的甚至引發(fā)交通事故。輪胎的動(dòng)平衡性能是衡量輪胎質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。 輪胎平衡機(jī)就是通過(guò)測(cè)量輪胎的不平衡量的大小和位置，然后指示人們對(duì)輪胎作補(bǔ)償使輪 胎達(dá)到平衡的儀器。動(dòng)平衡的測(cè)量按支承特性的不同可以分為軟支承和硬支承。軟支承的平衡轉(zhuǎn)速高 于轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的固有頻率，傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)位移成正比。硬支承的 平衡轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的固有頻率，支承剛度大，傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振 動(dòng)力成正比。輪胎平衡機(jī)的工作轉(zhuǎn)速比校低，遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的固有頻率，屬于硬支 承平衡機(jī)。目前的輪胎動(dòng)平衡的實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，由于不確定因素較多，使得檢測(cè)數(shù)據(jù)的誤 差較大，這樣一來(lái)，增加了動(dòng)平衡的檢測(cè)時(shí)間和難度，影響到輪胎檢測(cè)效率及測(cè)量準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種輪胎動(dòng)平衡的不平衡量測(cè)量方 法及輪胎平衡機(jī)，可簡(jiǎn)單方便地測(cè)量并計(jì)算得到高精度的動(dòng)平衡的不平衡量的大小和相 位。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輪胎動(dòng)平衡的不平衡量測(cè)量方 法，包括實(shí)時(shí)檢測(cè)與被檢測(cè)輪胎相連接的主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)力，獲得與所述感 應(yīng)力對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電信號(hào)；當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且所述主軸上的標(biāo)識(shí)達(dá)到特定位 置時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣信息對(duì)所述感應(yīng)電信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得離散數(shù)據(jù)；根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位；根據(jù)感應(yīng)力和感應(yīng)電信號(hào)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性模型，并根據(jù)所述計(jì)算得到的感應(yīng) 電信號(hào)的幅度和相位計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)力的大小和相位；
根據(jù)所述感應(yīng)力的大小和相位，并根據(jù)平衡原理計(jì)算出所述輪胎在相應(yīng)校正面上 的不平衡量的大小和相位。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位的步驟， 包括對(duì)得到的所述離散數(shù)據(jù)做HR低通濾波算法處理，其中，采樣得到的離散數(shù)據(jù)包 括叫、B1^a2........ι+其中，m為采樣速度閾值，η為采樣次數(shù)閾值；對(duì)做HR低通濾波算法處理后得到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，根據(jù) (a0+a1+a2+……+ ^)/k得到平均值A(chǔ)1，并將所有的離散數(shù)據(jù)分別減去所述平均值A(chǔ)1得到 第一組中間數(shù)據(jù)^pb1A2........Iwi ；根據(jù)Ck= (b k+bm+k+bm*2+k+……+bm* ( .D+k) /n對(duì)所述第一組中間數(shù)據(jù)進(jìn)
行計(jì)算得到第二組中間數(shù)據(jù)cQ、C1^C2........Cnri ；對(duì)第二組中間數(shù)據(jù)中相差32個(gè)位置的數(shù)據(jù)做平方和運(yùn)算，得到第三組中間數(shù)據(jù) d0、d” d2、.......dm/2-i ；對(duì)所述第三組中間數(shù)據(jù)根據(jù)((!。+屯+屯+......+(1^)/^/2-1)得到平均值A(chǔ)2，對(duì)
所述A2開平方根，得到的正值即為相應(yīng)感應(yīng)電信號(hào)的幅度E ；根據(jù)所述第三組中間數(shù)據(jù)，并根據(jù)公式arCSin(C(l/E)，確定相應(yīng)感應(yīng)電信號(hào)的相 位。優(yōu)選地，所述當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且所述主軸上的標(biāo)識(shí)達(dá)到 特定位置時(shí)具體是根據(jù)以下步驟判斷得到通過(guò)光柵傳感器檢測(cè)所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角信息，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)角信息和時(shí)間值計(jì)算 得到主軸的轉(zhuǎn)速，并將所述轉(zhuǎn)速與所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值進(jìn)行比校以判斷所述主軸的轉(zhuǎn)速是 否達(dá)到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，其中，所述主軸上的標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)到所述光柵傳感器所在的位置時(shí)轉(zhuǎn) 動(dòng)角度計(jì)為ο度，轉(zhuǎn)動(dòng)一周即轉(zhuǎn)動(dòng)角度為360度時(shí)定義為一個(gè)周期。優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的采樣信息包括采樣速度閾值和采樣周期數(shù)。相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種輪胎平衡機(jī)，包括壓力傳感器，用于檢測(cè)與被檢測(cè)輪胎相連接的主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)力， 獲得與所述感應(yīng)力對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電信號(hào)；采樣模塊，用于當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且所述主軸上的 標(biāo)識(shí)達(dá)到特定位置時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣信息對(duì)所述壓力傳感器檢測(cè)獲得的感應(yīng)電信號(hào)進(jìn)行 采樣，獲得離散數(shù)據(jù)；運(yùn)算模塊，用于根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位；根據(jù) 感應(yīng)力和感應(yīng)電信號(hào)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性模型，并根據(jù)所述計(jì)算得到的感應(yīng)電信號(hào)的幅度 和相位，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)力的大小和相位；以及根據(jù)所述感應(yīng)力的大 小和相位，并根據(jù)平衡原理計(jì)算出所述輪胎在相應(yīng)校正面上的不平衡量的大小和相位。優(yōu)選地，所述運(yùn)算模塊包括低通濾波算法處理單元，用于對(duì)所述采樣模塊獲得的所述離散數(shù)據(jù)做HR低通濾
波算法處理，其中，采樣得到的離散數(shù)據(jù)包括徹、 、 ........a^，其中，m為采樣速度閾
值，η為采樣次數(shù)閾值；算術(shù)平均運(yùn)算處理單元，用于對(duì)由所述低通濾波算法處理單元進(jìn)行HR低通濾波
6算法處理后得到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，根據(jù)( + + +……+BmriVk得到平均 值A(chǔ)1，并將所有的離散數(shù)據(jù)分別減去所述平均值A(chǔ)1得到第一組中間數(shù)據(jù)=I^bpb2........bmn-1;第一計(jì)算單元，用于根據(jù)
權(quán)利要求
1.一種輪胎動(dòng)平衡的不平衡量測(cè)量方法，其特征在于，包括實(shí)時(shí)檢測(cè)與被檢測(cè)輪胎相連接的主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)力，獲得與所述感應(yīng)力 對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電信號(hào)；當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且所述主軸上的標(biāo)識(shí)達(dá)到特定位置 時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣信息對(duì)所述感應(yīng)電信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得離散數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位； 根據(jù)感應(yīng)力和感應(yīng)電信號(hào)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性模型，并根據(jù)所述計(jì)算得到的感應(yīng)電信 號(hào)的幅度和相位計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)力的大小和相位；根據(jù)所述感應(yīng)力的大小和相位，并根據(jù)平衡原理計(jì)算出所述輪胎在相應(yīng)校正面上的不 平衡量的大小和相位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng) 電信號(hào)的幅度和相位的步驟，包括對(duì)得到的所述離散數(shù)據(jù)做HR低通濾波算法處理，其中，采樣得到的離散數(shù)據(jù)包括％、B1^a2........a^，其中，m為采樣速度閾值，η為采樣次數(shù)閾值；對(duì)做FIR低通濾波算法處理后得到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，根據(jù) (a0+a1+a2+……+ ^)/k得到平均值A(chǔ)1，并將所有的離散數(shù)據(jù)分別減去所述平均值A(chǔ)1得到 第一組中間數(shù)據(jù)^pb1A2........Iwi ；根據(jù)Ck= (b k+ bm+k+bm*2+k+……+bm* (n.i)+k) /n對(duì)所述第一組中間數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到第二組中間數(shù)據(jù)CQ、Cl、C2........(V1 ；對(duì)第二組中間數(shù)據(jù)中相差32個(gè)位置的數(shù)據(jù)做平方和運(yùn)算，得到第三組中間數(shù)據(jù)dQ、 d” d2、.......dm/2-i ；對(duì)所述第三組中間數(shù)據(jù)根據(jù)(屯+屯+屯+......+(1^)/^/2-1)得到平均值A(chǔ)2,對(duì)所述A2開平方根，得到的正值即為感應(yīng)電信號(hào)的幅度E ；根據(jù)所述第三組中間數(shù)據(jù)，并根據(jù)公式arCSin(C(l/E)，確定相應(yīng)感應(yīng)電信號(hào)的相位。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且 所述主軸上的標(biāo)識(shí)達(dá)到特定位置時(shí)具體是根據(jù)以下步驟判斷得到通過(guò)光柵傳感器檢測(cè)所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角信息，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)角信息和時(shí)間值計(jì)算得到 主軸的轉(zhuǎn)速，并將所述轉(zhuǎn)速與所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值進(jìn)行比校以判斷所述主軸的轉(zhuǎn)速是否達(dá) 到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，其中，所述主軸上的標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)到所述光柵傳感器所在的位置時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角 度計(jì)為0度，轉(zhuǎn)動(dòng)一周即轉(zhuǎn)動(dòng)角度為360度時(shí)定義為一個(gè)周期。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的采樣信息包括采樣速度閾值和 采樣周期數(shù)。
5.一種輪胎平衡機(jī)，其特征在于，包括壓力傳感器、采樣模塊以及運(yùn)算模塊，其中，所述壓力傳感器，用于檢測(cè)與被檢測(cè)輪胎相連接的主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)力， 獲得與所述感應(yīng)力對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電信號(hào)；所述采樣模塊，用于當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且所述主軸上的 標(biāo)識(shí)達(dá)到特定位置時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣信息對(duì)所述壓力傳感器檢測(cè)獲得的感應(yīng)電信號(hào)進(jìn)行 采樣，獲得離散數(shù)據(jù)；所述運(yùn)算模塊，用于根據(jù)所述采樣模塊獲得的離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)的 幅度和相位；根據(jù)感應(yīng)力和感應(yīng)電信號(hào)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性模型，并根據(jù)所述計(jì)算得到的 感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)力的大小和相位；以及根 據(jù)所述感應(yīng)力的大小和相位，并根據(jù)平衡原理計(jì)算出所述輪胎在相應(yīng)校正面上的不平衡量 的大小和相位。
6.如權(quán)利要求5所述的輪胎平衡機(jī)，其特征在于，所述運(yùn)算模塊包括低通濾波算法處理單元，用于對(duì)所述采樣模塊獲得的所述離散數(shù)據(jù)做HR低通濾波算法處理，其中，采樣得到的離散數(shù)據(jù)包括徹、B1^a2........a,”其中，m為采樣速度閾值，η為采樣次數(shù)閾值；算術(shù)平均運(yùn)算處理單元，用于對(duì)由所述低通濾波算法處理單元進(jìn)行HR低通濾波算法 處理后得到的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，根據(jù)( + + +……+Bnm^1) /k得到平均值A(chǔ)1, 并將所有的離散數(shù)據(jù)分別減去所述平均值A(chǔ)1得到第一組中間數(shù)據(jù)=Ivb1A2........bn ；第一計(jì)算單元，用于根據(jù)Ck= (b k+bm+k+bm*2+k+……+bm* (n.i, +k) /n對(duì)所述算術(shù)平均運(yùn)算處理單元計(jì)算獲得的第一組中間數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到第二組中間數(shù)據(jù)C(I、C1, C2、.......Ciii-l ‘第二計(jì)算單元，用于對(duì)所述第一計(jì)算單元計(jì)算獲得的第二組中間數(shù)據(jù)中相差32個(gè)位 置的數(shù)據(jù)做平方和運(yùn)算，得到第三組中間數(shù)據(jù)=C^dpd2........Clffl72^1 ；第三計(jì)算單元，用于對(duì)所述第二計(jì)算單元計(jì)算獲得的所述第三組中間數(shù)據(jù)根據(jù)(do+d^d^......+(1^)/^/2-1)得到平均值A(chǔ)2，對(duì)所述A2開平方根，得到的正值即為相應(yīng)感應(yīng)電信號(hào)的幅度E ；相位計(jì)算單元，根據(jù)所述第三組中間數(shù)據(jù)，并根據(jù)公式arcsin (c0/E)，確定相應(yīng)感應(yīng)電 信號(hào)的相位；感應(yīng)力計(jì)算單元，用于根據(jù)感應(yīng)力和感應(yīng)電信號(hào)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性模型，并根據(jù)所 述第三計(jì)算單元和相位計(jì)算單元計(jì)算得到的感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位，計(jì)算得到所述感應(yīng) 電信號(hào)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)力的大小和相位；不平衡量運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述感應(yīng)力計(jì)算單元計(jì)算得到的感應(yīng)力的大小和相位， 并根據(jù)平衡原理計(jì)算出所述輪胎在相應(yīng)校正面上的不平衡量的大小和相位。
7.如權(quán)利要求6所述的輪胎平衡機(jī)，其特征在于，還包括光柵傳感器，轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)算模塊， 其中，所述光柵傳感器，用于檢測(cè)所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角信息；所述轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)算模塊，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)角信息和時(shí)間值計(jì)算得到主軸的轉(zhuǎn)速，并將所 述轉(zhuǎn)速與所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值進(jìn)行比校以判斷所述主軸的轉(zhuǎn)速是否達(dá)到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值， 其中，所述主軸上的標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)到所述光柵傳感器所在的位置時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)為0度，轉(zhuǎn)動(dòng) 一周即轉(zhuǎn)動(dòng)角度為360度時(shí)定義為一個(gè)周期。
8.如權(quán)利要求7所述的輪胎平衡機(jī)，其特征在于，所述壓力傳感器包括用于檢測(cè)所述 主軸上的由于輪胎旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的徑向力得到相應(yīng)的感應(yīng)電信號(hào)的第一壓力傳感器和第二 壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器設(shè)置在所述主軸上的具有一定距 離的兩個(gè)特定位置上。
9.如權(quán)利要求8所述的輪胎平衡機(jī)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的采樣信息包括采樣速度閾值和采樣周期數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種輪胎動(dòng)平衡的不平衡量測(cè)量方法，包括實(shí)時(shí)檢測(cè)與輪胎相連接的主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的感應(yīng)電信號(hào)；當(dāng)所述主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速閾值，且所述主軸上的標(biāo)識(shí)達(dá)到特定位置時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣信息對(duì)所述感應(yīng)電信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得離散數(shù)據(jù)；根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)的幅度和相位；根據(jù)感應(yīng)力和感應(yīng)電信號(hào)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性模型，計(jì)算得到所述感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)力的大小和相位；根據(jù)所述感應(yīng)力的大小和相位，并根據(jù)平衡原理計(jì)算出所述輪胎在相應(yīng)校正面上的不平衡量的大小和相位。本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種輪胎平衡機(jī)。采用本發(fā)明，可簡(jiǎn)單方便地測(cè)量并計(jì)算得到高精度的動(dòng)平衡的不平衡量的大小和相位。
文檔編號(hào)G01M1/16GK102121862SQ20101057982
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉均, 林鋼 申請(qǐng)人:深圳市元征軟件開發(fā)有限公司