均勻性測試系統(tǒng)及其利用方法
【專利說明】均勻性測試系統(tǒng)及其利用方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本美國專利申請要求2013年5月14日提交的美國臨時申請61/823，261的優(yōu)先權(quán)，該公開內(nèi)容被認為是本臨時申請的一部分，且其全部公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種均勻性測試系統(tǒng)及其利用方法。
【背景技術(shù)】
[0004]本領(lǐng)域已知安裝輪胎-輪轂組件的幾個步驟。通常，實施這些步驟的傳統(tǒng)方法需要大量的資金投入和人力監(jiān)督。本發(fā)明通過提出簡單的與一個或多個組裝輪胎-輪轂組件的步驟關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)和方法，以克服與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個方面提供了一種器物測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括計算機資源、器物旋轉(zhuǎn)裝置、發(fā)光裝置和光接收裝置。器物旋轉(zhuǎn)裝置可旋轉(zhuǎn)地支撐器物，器物旋轉(zhuǎn)裝置可以連通地耦合至計算機資源，發(fā)光裝置可以連通地耦合至計算機資源，光接收裝置可以連通地耦合至計算機資源，器物旋轉(zhuǎn)裝置和器物可以設(shè)置在發(fā)光裝置和光接收裝置之間，發(fā)光裝置及光接收裝置可以與器物旋轉(zhuǎn)裝置和器物大致直線對齊，以便一旦激活發(fā)光裝置，發(fā)光裝置發(fā)出的光都指向器物和光接收裝置，從而光接收裝置捕捉發(fā)光裝置發(fā)出的一部分光對應(yīng)的圖像及至少一部分器物形成的陰影。對應(yīng)于另一部分光的陰影未被光接收裝置接收。光接收裝置傳送捕捉的圖像至計算機資源，以確定器物的均勻性或非均勻性。
[0006]本發(fā)明的實施例可以包括作為雙像素數(shù)字圖像的捕捉圖像。
[0007]此外，光接收裝置可以是產(chǎn)生雙像素圖像的數(shù)字光學(xué)成像裝置。
[0008]在一些實例中，數(shù)字光學(xué)成像裝置可以是將雙像素數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的電耦合裝置，電子信號可以從電耦合裝置傳送到計算機資源，以便有助于確定器物的均勻性或非均勻性。
[0009]在一些實施例中，計算機資源可以無線連通地耦合至器物旋轉(zhuǎn)裝置、發(fā)光裝置和光接收裝置之中的一個或多個。
[0010]在其他實施例中，計算機資源可以通過一條或多條電信管道有線地連接至器物旋轉(zhuǎn)裝置、發(fā)光裝置和光接收裝置之中的一個或多個。
[0011 ] 在一些實例中，器物旋轉(zhuǎn)裝置包括:具有近端和遠端的器物支撐部以及連接至器物支撐部近端的轉(zhuǎn)子。器物支撐部的遠端可以連接至器物，轉(zhuǎn)子傳遞旋轉(zhuǎn)運動至器物支撐部和器物。
[0012]本發(fā)明的實施例包含的器物可以為輪轂、輪胎、未充氣輪胎-輪轂組件及充氣輪胎-輪轂組件其中之一。
[0013]此外，轉(zhuǎn)子可以是液壓馬達、氣動馬達和電動馬達其中之一。
[0014]在一些實例中，計算機資源可以控制轉(zhuǎn)子，以便調(diào)整器物支撐部的旋轉(zhuǎn)速度。
[0015]在一些實施例中，器物旋轉(zhuǎn)裝置進一步包括可以設(shè)置在器物旋轉(zhuǎn)部之上或連接至器物旋轉(zhuǎn)部的角旋轉(zhuǎn)探測器，角旋轉(zhuǎn)探測器包括光盤和磁計數(shù)器其中之一。
[0016]在一些實施例中，計算機資源接收與角旋轉(zhuǎn)探測器關(guān)聯(lián)的或角旋轉(zhuǎn)探測器產(chǎn)生的信息，以便有助于確定器物的均勻性或非均勻性。
[0017]在一些實例中，發(fā)光裝置可以是白熾光源、發(fā)光二極管(LED)光源、紅外光源、閃光燈、激光、發(fā)出可見光或不可見光的鹵素?zé)羝渲兄弧?br>[0018]此外，該系統(tǒng)包括在X-Y-Z方向上空間可調(diào)整的一個或多個基座，所述一個或多個基座可以連接至器物旋轉(zhuǎn)裝置，發(fā)光裝置和光接收裝置之中的一個或多個，以便選擇性地調(diào)整器物旋轉(zhuǎn)裝置，發(fā)光裝置和光接收裝置之中的一個或多個的空間方向。
[0019]本發(fā)明的另一方面提供一種利用系統(tǒng)的方法。該方法可以包括步驟:設(shè)置器物旋轉(zhuǎn)裝置在發(fā)光裝置和光接收裝置之間；設(shè)置器物在器物旋轉(zhuǎn)裝置的器物支撐部之上；激活發(fā)光裝置，以便發(fā)光裝置發(fā)出的光都指向器物和光接收裝置；接收至少一部分器物表面部分上的第一部分發(fā)射光，接收光接收裝置上的第二部分發(fā)射光，以便器物在光接收裝置上投射陰影；激活器物旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)裝置，以便傳遞旋轉(zhuǎn)運動至器物旋轉(zhuǎn)裝置和器物；采用光接收裝置捕捉第二部分發(fā)射光以及器物在至少旋轉(zhuǎn)一周時形成的陰影定義的至少一個圖像；采用計算機資源分析捕捉到的至少一個圖像，以便確定器物的均勻性或非均勻性。
[0020]本發(fā)明的實施例可以包括在激活旋轉(zhuǎn)裝置之后，所述方法包括步驟:增加器物支撐部的旋轉(zhuǎn)速度；在增加器物支撐部的旋轉(zhuǎn)速度之后，該方法可以包括步驟:確定器物支撐部是否達到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，如果器物支撐部未達到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，該方法可以循環(huán)返回到增加旋轉(zhuǎn)速度的步驟，一旦器物支撐部達到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，該方法退出循環(huán)，前進到捕捉至少一個圖像的步驟。
[0021]此外，該方法進一步包括步驟:當器物旋轉(zhuǎn)一周使一系列捕捉圖像中的每張捕捉圖像和器物的絕對角度位置同步時，采用連接至器物旋轉(zhuǎn)裝置的角旋轉(zhuǎn)探測器對器物的角度位置進行編碼。
[0022]在一些實例中，捕捉至少一個圖像的步驟可以包括捕捉幀速率范圍在約每秒30幀至每秒1000幀之間的圖像。
[0023]在一些實例中，捕捉至少一個圖像可以是至少一個雙像素數(shù)字圖像。
[0024]在一些實例中，光接收裝置可以是產(chǎn)生至少一個雙像素數(shù)字圖像的數(shù)字光學(xué)成像
目.ο
[0025]在一些實例中，數(shù)字光學(xué)成像裝置可以是將至少一個雙像素圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的電耦合裝置。該方法也可以包括步驟:從電耦合裝置傳送至少一個雙像素圖像至計算機資源。
[0026]本發(fā)明的又一方面提供在非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)上編碼的且包含指令的計算機程序產(chǎn)品，當數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行時使數(shù)據(jù)處理設(shè)備運行操作。該操作可以包括:激活發(fā)光裝置，使來自于發(fā)光裝置的發(fā)射光都指向器物和光接收裝置，以便在至少一部分器物表面部分上接收第一部分發(fā)射光，接收光接收裝置上的第二部分發(fā)射光，以便器物在光接收裝置上投下陰影；激活器物支撐部的旋轉(zhuǎn)裝置，以便傳遞旋轉(zhuǎn)運動至器物支撐部和器物，捕捉第二部分發(fā)射光以及器物在至少旋轉(zhuǎn)一周形成的陰影定義的至少一個圖像；傳送來自于光接收裝置的至少一個捕捉圖像至計算機資源；以及分析捕捉的至少一個圖像，以便確定器物的均勻性或非均勻性。
[0027]本發(fā)明的器物可以包括在激活旋轉(zhuǎn)裝置之后，計算機程序產(chǎn)品進一步包括操作，該操作包括:增加器物支撐部的旋轉(zhuǎn)速度；在增加器物支撐部的旋轉(zhuǎn)速度之后，確定器物支撐部是否達到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，如果器物支撐部仍未達到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，進一步增加旋轉(zhuǎn)速度，一旦器物支撐部達到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，進行捕捉至少一個圖像的步驟。
[0028]此外，操作可以包括:當器物旋轉(zhuǎn)一周使一系列捕捉圖像中的每張捕捉圖像和器物的絕對角度位置同步時，編碼器物的角度位置。
[0029]本發(fā)明的一個或多個器物的詳細內(nèi)容參考下述附圖及描述。其他方面、特征及優(yōu)勢將從描述、附圖及權(quán)利要求得以顯現(xiàn)。
【附圖說明】
[0030]圖1A是與輪轂交互的示例性均勻性測試系統(tǒng)的透視圖。
[0031]圖1B是與輪胎交互的示例性均勻性測試系統(tǒng)的透視圖。
[0032]圖1C是與未充氣輪胎-輪轂組件交互的示例性均勻性測試系統(tǒng)的透視圖。
[0033]圖1D是與充氣輪胎-輪轂組件交互的示例性均勻性測試系統(tǒng)的透視圖。
[0034]圖2A是圖1A中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與平衡旋轉(zhuǎn)的、均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上無缺陷的輪轂對應(yīng)的圖像。
[0035]圖2A’是圖1A中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與不平衡旋轉(zhuǎn)的、非均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上有缺陷的輪轂對應(yīng)的圖像。
[0036]圖2B是圖1B中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與平衡旋轉(zhuǎn)的、均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上無缺陷的輪胎對應(yīng)的圖像。
[0037]圖2B’是圖1B中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與不平衡旋轉(zhuǎn)的、非均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上有缺陷的輪胎對應(yīng)的圖像。
[0038]圖2C是圖1C中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與平衡旋轉(zhuǎn)的、均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上無缺陷的未充氣輪胎-輪轂組件對應(yīng)的圖像。
[0039]圖2C’是圖1C中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與不平衡旋轉(zhuǎn)的、非均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上有缺陷的未充氣輪胎-輪轂組件對應(yīng)的圖像。
[0040]圖2D是圖1D中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與平衡旋轉(zhuǎn)的、均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上無缺陷的充氣輪胎-輪轂組件對應(yīng)的圖像。
[0041]圖2D’是圖1D中的系統(tǒng)光接收裝置的一部分示意圖，顯示與不平衡旋轉(zhuǎn)的、非均勻的，或為了實現(xiàn)預(yù)期目的在某些其它方式上有缺陷的充氣輪胎-輪轂組件對應(yīng)的圖像。
[0042]圖3是利用圖1A-1D中的系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
[0043]圖4A是示例性輪胎的頂視圖。
[0044]圖4B是根據(jù)圖4A的線4B-4B的橫截面示意圖；
[0045]圖4C是圖4A中的輪胎側(cè)視圖。
[0046]圖4D是圖4A中的輪胎俯視圖。
[0047]圖5A是示例性輪轂的頂視圖。
[0048]圖5B是圖5A中的輪轂的側(cè)視圖。
[0049]圖6是與圖5A-5B的輪轂結(jié)合的圖4A-4D中的輪胎的頂視圖。
[0050]各附圖中的相同附圖標記表示相同元件。
【具體實施方式】
[0051]在描述本發(fā)明的實施例之前，參照圖4A-4D，其闡述了示例性輪胎T。進一步地，在描述本發(fā)明的實施例中，可以參照輪胎T的“上”、“下”、“左”、“右”、“側(cè)”。盡管這樣的術(shù)語可以用于描述輪胎T的特定部分或方面，關(guān)于用于支撐/嚙合輪胎T的機構(gòu)(器物旋轉(zhuǎn)裝置14)的取向，可以采用這樣的術(shù)語。據(jù)此，上述術(shù)語不應(yīng)用于限制本發(fā)明的范圍，而在此處用于描述本發(fā)明的實施例的示例性目的。
[0052]在一實施例中，輪胎T包括上側(cè)壁表面Tsu (例如，見圖4A)，下側(cè)壁表面Ta(例如，見圖4D)以及將上側(cè)壁表面Tsu與下側(cè)壁表面T %結(jié)合的胎面Tt(例如，見圖4B-4C)。參照圖4B，上側(cè)壁表面Tsu從胎面T τ上升至高點，繼而斜坡下降至并形成周向上胎圈T BU；同樣地，下側(cè)壁表面Ta從胎面T τ上升至高點，繼而斜坡下降至并形成周向下胎圈T『胎面Tt也可以定義輪胎T的高度，其在上側(cè)壁表面Tsu和下側(cè)壁表面T a之間延伸。
[0053]如圖4B所示，當輪胎T處于松馳未偏移狀態(tài)時，上胎圈Tbu形成圓形的上輪胎開口I?;同樣地，當輪胎τ處于松馳未偏移狀態(tài)時，下胎圈IV形成圓形的下輪胎開口 τα。將理解的是當外力作用于輪胎T，可物理操作輪胎T，從而一個或多個上輪胎開口 Tl3u和下輪胎開口 Ta可被暫時性擾動，使一個或多個上輪胎開口 Tl3u和下輪胎開口 TaF是完全的圓形，但是可以被操作成非圓形，例如橢圓形。
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