CZ310096B6 - Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ310096B6
CZ310096B6 CZ2021-106A CZ2021106A CZ310096B6 CZ 310096 B6 CZ310096 B6 CZ 310096B6 CZ 2021106 A CZ2021106 A CZ 2021106A CZ 310096 B6 CZ310096 B6 CZ 310096B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
tire
laser
recording camera
recording
deformation
Prior art date
Application number
CZ2021-106A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2021106A3 (cs
Inventor
Pavol Koštial
CSc Koštial Pavol prof. RNDr.
Ivo Ĺ piÄŤka
Špička Ivo doc. Ing., Ph.D
Zora Koštialová Jančíková
CSc Koštialová Jančíková Zora prof. Ing.
Original Assignee
Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava filed Critical Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority to CZ2021-106A priority Critical patent/CZ310096B6/cs
Publication of CZ2021106A3 publication Critical patent/CZ2021106A3/cs
Publication of CZ310096B6 publication Critical patent/CZ310096B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu umožňuje bezkontaktní měření deformace dezénu pneumatik ve statickém i dynamickém režimu. Hlavními součástmi zařízení jsou čárový laser (2) a snímací kamera s optikou (12), které mohou tvořit jeden funkční celek a dále dva snímače (4, 5), které stanovují úhlové natočení a rychlost otáčení kompletního kola. Díky bezdrátovým technologiím zařízení umožňuje přenášet naměřená data bezdrátově do vyhodnocovacího zařízení, které na jejich základě vyhodnotí reálnou deformaci dezénu. Zařízení nevyžaduje přítomnost kontaktních senzorů umístěných přímo na plášti pneumatiky a měří s přesností na desetiny milimetru.

Description

Zpûsob bezkontaktniho mëfeni deformace dezénu pneumatik a zarizeni k provâdëni tohoto zpûsobu
Oblast techniky
Vynâlez se tÿkâ speciâlni mefici techniky pro gumârenskÿ prûmysl. Navrzené zarizeni umoznuje bezkontaktnë merit deformace dezénu pneumatik ve statickém i dynamickém rezimu a tim poskytuje cennâ data pro posouzeni a modifikaci jeji konstrukce. Tato diagnostika je bezkontaktni a je provâdëna v on-line rezimu.
Dosavadni stay techniky
Z hlediska soucasnÿch vyrobcû pneumatik je interakce mezi pneumatikou a vozovkou rozhodujici pro urceni dynamického chovani silnicniho vozidla. Tedy kontaktni sily povrchu vozovky a pneumatik jsou klicovÿmi promënnÿmi v konstrukci systémû fizeni trakce, brzdeni a stability vozidel. Tradicnë jsou kontaktni sily povrchu vozovky a pneumatik nepfimo odhadovâny z mefeni dynamiky vozidla (zrychleni podvozku, rychlosti vyboceni, vychyleni zaveseni atd.).
Vznik koncepce tzv. „inteligentni pneumatiky“ (pneumatika se zabudovanymi senzory a schopnosti digitalniho zpracovâni dat) v zâsadë umoznuje pfesnejsi odhad kontaktnich sil mezi vozidlem a povrchem vozovky. Vzhledem k tomu, ze tato technologie neni jestë v soucasné dobë pine rozvinutâ, a tedy i bëznâ, je jeji hlavni problém vÿbër vhodnÿch senzorû pro odhad kontaktni sily mezi vozidlem a povrchem vozovky.
Metody diagnostiky kontaktu pneumatiky s povrchem vozovky jsou v soucasnosti vpfevâzné mire zalozeny na pouziti kontaktnich senzorû. Pouziti optickÿch bezkontaktnich metod je mâlo frekventované nebo je systém jejich aplikace pfilis komplikovany.
Znepatentové literatury je znâm clânek Savaresi, S., M a koi.: Design and testing of an innovative measurement device for tyre-road contact forces, IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY Volume: 16 Issue: 4 (2008) Pages: 769-780, ve kterém je pouzit kodér koi a akcelerometr umistënÿ primo v pneumatice. Mëfeni zrychleni je pak pfenâseno bezdrâtovÿm kanalem. Klicovym inovativnim konceptem tohoto reseni je vyuziti fâzového posunu mezi kodérem kola a impulznimi signâly poskytovanymi senzory
Dalsi clânek z této oblasti pfedstavuje clânek kolektivu Cheli, F a koi.: Design and testing of an innovative measurement device for tyre-road contact forces, MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING Volume: 25 Issue: 6 (2011) Pages: 1956, kdy pracovni princip zarizeni na mefeni kontaktu pneumatika-povrch vozovky je zalozen na mëfeni tri deformaci râfku kola pomoci tenzometrû.
Pozomost této problematice je vénovâna i v clânku autorû Erdogan, G a kol.: Estimation of TireRoad Friction Coefficient Using a Novel Wireless Piezoelectric Tire Sensor, IEEE SENSORS JOURNAL Volume: 11 Issue: 2 (2011) Pages: 267-279, kde se autofi zabÿvaji snimânim kontaktu pneumatika-povrch vozovky pomoci bezdrâtového piezoelektrického senzorû.
Problematika je rovnëz popisovâna prostfednictvim clânku Yi, J.,G. a kol.: A smart tire system fortire/road friction estimation, PROCEEDINGS OF THE ASME DYNAMIC SYSTEMS AND CONTROL CONFERENCE 2008, PTS A AND B (2009) Pages: 847-854, kde je popsân vÿvoj systému snimâni deformace pneumatik, kterÿ mûze poskytnout dûlezité informace pro odhad interakce pneumatika /povrch vozovky se zamefenim na mobilni roboty a vozidla. Senzor na bâzi
- 1 CZ 310096 B6 polyvinyldifluoridu (PVDF) je navrzen a vyroben tak, aby zapadal na vnitfni povrch bëhounu a je urcen pro mëfeni deformace pryzového bëhounu.
V râmci studie Matsuzaki, R. a koi.: Rubber-based strain sensor fabricated using photolithography for intelligent tires SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL Volume: 148 Issue: 1 (2008) Pages (9-13), kde je navrzen novÿ typ senzoru na bâzi kaucuku, kterÿ je vyroben pomoci fotolitografie. Gurnova zâkladna ma stejné mechanické vlastnosti jako povrch pneumatiky: senzor tedy neinterferuje s deformaci pneumatiky a mùze pfesnë monitorovat jeji chovani. Tato studie tedy podrobnë popisuje konstrukci a vÿrobu pryzového senzoru.
Vÿrobci automobilù mohou posoudit strukturu pneumatiky poslouchanim syntetizovaného zvuku, kterÿ by pneumatika vyzafovala, kdyz by se valila na urcitém typu povrchu vozovky, jak je uvedeno ve studii Ishihama, M. a koi.: Tire sound quality evaluation tool using sound synthesis with physical modeling, PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL MECHANICLA ENGINEERING CONGRESS AND EXPOSITION, VOL 3: DESIGN AND MANUFACTURING (2007) Pages 527-533
Nize uvedenâ studie navrhuje a experimentâlnë zkoumâ novÿ bezdrâtovÿ systém mëfeni napëti vyuzivajici zmënu elektrické kapacity pneumatik vyztuzenÿch ocelovÿm drâtem. V pneumatice je zabudovân malÿ oscilacni obvod CR. Deformace pneumatiky tedy zpùsobuje zmënu kapacity pneumatiky, kterâ zahrnuje ocelovÿ drât a pryz. Tyto zmëny kapacity zase mëni kmitajici kmitoëet oscilaëniho obvodu jsou popsâny v ëlânku Matsuzaki, R.,a koi: .: Wireless strain monitoring of tires using electrical capacitance changes with an oscillating circuit, SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL Volume: 119 Issue: 2 (2005) Pages: 323-331.
V ëlânku autorù Moon, K.,S a koi.: Tire tread deformation sensor and energy harvester development for Smart Tire applications, Sensors and Smart Structures Technologies for Civil, Mechanical, and Aerospace Systems 2007, Pts 1 and 2 Book Series: PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS (SPIE) Volume: 6529 (2007) Pages: U204-U215 je pfedstaven vÿvoj senzoru deformace bëhounu pneumatiky a kombajnu energie pro monitorovâni a kontrolu pneumatik v reâlném ëase. Mikrosenzor na bâzi polyvinyldifluoridu (PVDF) je navrzen a vyroben tak, aby zapadl dovnitf bëhounu pneumatiky a zmëfil deformaci bëhounu.
Vÿsledky testù vozidel a laboratomich experimentû umoznuji detailni pohled na zâkladni tfeci procesy pri brzdëni na suchÿch vozovkâch. Vysoké smykové sily, které se vyskytuji v situaci nouzového brzdëni, vytvâfeji typickÿ obrazec deformace pryzovÿch blokù v potisku pneumatiky, kterÿ vede k vÿraznÿm geometrickÿm zmënâm kontaktni oblasti ve srovnâni s potiskem za podminek volného vâlcovâni ëimz se zabÿvâ ëlânek autorù Kendziorra, N. a koi: On the dynamics oftire/road contact and the relevance for controlled braking, TIRE - CHASSISROADS Book Series: VDI BERICHTE Volume: 1791 (2003) Pages: 71.
Akustickâ mëfeni uvedenâ v dokumentu Donavan, P a kol.: Tire Noise Generation and Propagation over Porous and Nonporous Asphalt Pavements, TRANSPORTATION RESEARCH RECORD Issue: 2233 (2011) Pages: 135 byla provedena na nëkolika asfaltovÿch zkusebnich drahâch v testovaci stopë National Center for Asphalt Technology (NCAT). Vÿsledky mëfeni také ukâzaly, ze jednovrstvé porézni vozovky byly zvlâstë ùëinné pfi snizovâni sily zdroje hluku vozovky pro kmitoëty nad 1250 Hz pro nâvrhy o tloust’ce 18 az 33 mm. Pro silnëjsi dvouvrstvou porézni dlazbu se redukce sily zdroje prodlouzila az na 630 Hz. Bylo také zjistëno, ze porézni vozovky jsou ùëinné pfi snizovâni sily zdroje interakce vozovky s pneumatikami snizovânim nëkterÿch mechanismù hluku pneumatik a snizovânim hladiny akustického vÿkonu zdroje prostfednictvim mistni absorpce zvuku.
Pfispëvek autorù Kindt, P., a kol: Measurement and analysis of rolling tire vibrations, OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING Volume: 47 Issue: 3-4 Special Issue: SI (2009) Pages: 443
-2CZ 310096 B6
453, se zabÿvâ mëfenim a analÿzou vibraci pneumatik v dûsledku excitaci nârazu povrchu vozovky, jako jsou napfiklad dlâzdëné silnice, kfizovatky mezi betonovymi povrchy vozovek, zelezniëni pfejezdy. Vibrace povrchu pneumatiky v dûsledku buzeni vozovky zpûsobuji hlukové zâfeni ve frekvenënim pâsmu obvykle pod 500 Hz. Mëfeni vibraci pneumatik laserovÿm dopplerovskÿm vibrometrem je provâdëno online.
Clânek autorû Horvath, P a koi.: Measurement of deformation by means of correlation of speckle fields, EXPERIMENTAL MECHANICS Volume: 46 Issue: 6(2006) Pages: 713-723, pak obsahuje popis bezkontaktniho mëfeni deformace objektu pomoci korelace speckle poli. Tato optickâ metoda pouzivâ statistické vlastnosti vzorû skvm pro detekci slozek malého deformaëniho tenzoru elementami oblasti povrchu zkoumaného objektu.
Z patentové literatury je pak znâmo feseni pûvodnë evropského patentu, kterÿ je validovân pro CR jako PV 2007-18961 s nâzvem Zafizeni a zpûsob k detekci tvaru pneumatiky tÿkajici se mëfeni profilu pneumatik, mëfi jejich vnëjsi profil a neumoznuje mëfeni deformace pneumatiky vznikajici stykem pneumatiky s vozovkou. Toto feseni tedy umoznuje mëfit rozmëry rotujici pneumatiky ve tfech smërech ale bez kontaktu se skuteënou vozovkou.
Dalsim fesenim obsazenÿm v patentové literatufe je IP 2007010405A Method and device for measuring of dynamic landing shape of tire , zde je monitor pneumatik umistën v podbëhu kola a nakonfigurovân tak, aby promital paprsek (paprsky laseru) na pneumatiku, mëfil odraz paprsku (paprskû). Procesory jsou nakonfigurované tak, aby na zâkladë odrazû vytvofily dvourozmëmÿ (2D) profil pneumatiky, porovnaly hloubky vytvofeného profilu s hloubkami pfedpjatého profilu a na zâkladë srovnâni posoudily opotfebeni pneumatiky. Procesory jsou nastaveny tak, aby urcovaly jizdni vÿsku vozidla na zâkladë odrazû. Procesory jsou rovnëz nastaveny tak, aby mohly srovnat shodu s pfednastavenÿm profilem pfed provedenim srovnâni a dâle umi urcit shodu porovnânim sifky (sifek) zabudovaného profilu se sifkou (sifkami) pfedpjatého profilû. lednâ se o laboratomi zafizeni, které obsahuje zafizeni pro emitovâni paprskû na dezén pneumatiky, disponuje databâzi pfednastavenÿch vzorû pneumatik. Zafizeni neni urëeno pro mëfeni zmën dezénu pneumatik pfi kontaktu s vozovkou.
Vÿse uvedenâ zafizeni a metody spadaji svou oblasti do interferenënich metod, jednâ se o laboratomi zafizeni a tato zafizeni vyzaduji vëtsinou aplikaci dotykovÿch senzorù, coz mûze bÿt z hlediska praktického vyuziti urëitou nevÿhodou. Mëfeni je obvykle provâdëno prostfednictvim sklenëné desky, na kterou je umistëna pneumatika, kterâ je postupnë zatëzovâna. Nevÿhodou takovéhoto typu mëfeni je, ze se jednâ pouze o simulaci, nikoliv o reâlnâ mëfeni. Dalsi nevÿhodou je pouzitÿ materiâl podlozky, kterÿm v tëchto pfipadech bÿvâ sklo, a to mâ zcela jiné vlastnosti nez reâlnÿ povrch vozovky.
Podstata vynâlezu
Nize popsanÿ vynâlez lze rozdëlit do dvou ëâsti - prvni - pfedstavujici zpûsob mëfeni a vyhodnoceni, kterÿ se zabÿvâ mëfenim deformace pneumatiky zevnitf a druhé, coz je zafizeni, jehoz souëâsti jsou ëârovÿ laser, snimaci kamera snimajici ëârovou stopu laseru a dva snimaëe, které stanovuji ûhlové natoëeni a rychlost otâëeni kompletniho kola. Stopa ëârového laseru je vlnoplochou, tedy plochou konstantni fâze kopirujici zevnitf deformaci dezénu, kterÿ je v kontaktu s podlozkou, v nasem pfipadë, vozovkou. Zafizeni je schopné pfenâset namëfenâ data do vyhodnocovaciho zafizeni bezdrâtovë a nâslednë na jejich zâkladë vyhodnotit reâlnou deformaci dezénu. Zafizeni nevyzaduje pfitomnost kontaktnich senzorù umistënÿch pfimo na plâsti pneumatiky a mëfi s pfesnosti na desetiny milimetru.
Zafizeni sestâvâ z fidici jednotky, kterâ je bezdrâtovë propojena se snimaci kamerou a s ëârovÿm laserem a zâroven synchronizuje expozici kazdého snimku, zapinâni laseru a fidi pfenos namëfenÿch dat ze snimaci kamery. Bezdrâtovë propojeni je realizovâno technologiemi jako je
-3 CZ 310096 B6 napfiklad Wi-fi, Bluetooth, GSM apod. Ridici jednotka je vybavena baterii. K ridici jednotce jsou dale napojeny snimac polohy a snimac otâcek, pricemz ridici jednotka tyto snimace soucasnë napaji. Oba snimace jsou umisteny na naprave vozidla, na vnejsi strane kola. Snimaci kamera je dale bezdrâtovë propojena se zaznamovou a vyhodnocovaci jednotkou. Snimaci kamera a cârovÿ laser jsou pak napâjeny prostfednictvim extern! baterie. Snimaci kamera a cârovÿ laser jsou rozebiratelnë, avsak pevnë pfichyceny z vnitfni strany k disku pneumatiky a to tak, aby emitovanÿ paprsek ëârového laseru byl kolmo k vnitfnimu povrchu pneumatiky a zâroven tak, aby snimaci kamera mohla zaznamenat prostfednictvim svého snimaciho ùhlu jeho svëtelnou stopu. Snimaci kamera je vybavena pamet’ovou kartou, USB konektorem a vysilacem pro bezdrâtové pfipojeni z vÿse uvedené skupiny napf. Wi-fi.
Zpûsob mëfeni deformace dezénu pneumatiky, tedy spoëivâ v tom, ze snimaci kamera svou optikou snimâ svëtelnou stopu, kterou na vnitfnim povrchu pneumatiky zanechâvâ cârovÿ laser.
Laserovÿ paprsek je promitân v kolmé rovinë k pneumatice, pfiëemz tato rovina prochâzi stfedem otâëeni pneumatiky, a to vëetnë jejiho râfku.
Snimaci kamera je tedy umistëna v mistë posunutém o takovÿ ùhel tak, aby byl snimân celÿ laserovÿ paprsek promitanÿ ëârovÿm laserem na vnitfni povrch pneumatiky. Expozice snimaci kamery je fizena prostfednictvim fidici jednotky, kterou pfedstavuje mikrokontroler umistënÿ vnë pneumatiky, na vnëjsi strana kola).
Pfi kalibraci snimaci kamery, v zâvislosti na konkrétnich podminkâch mëfeni, tedy na pouzité optice kamery, rozmëru râfku a pneumatiky, které urëuji mista pro montâz laseru a kamery, je dosazeno jednoznaëného pfevodu jednotlivÿch obrazovÿch bodû snimace kamery, kterÿ je jeji pfirozenou soucâsti, na soufadnice v prostoru roviny vyzafovaného laserového paprsku.
Pozice kola je vyhodnocovâna obëma snimaci, a to snimaëem polohy a snimaëem otâcek. Mezi vyslânim povelu k expozici a vlastni expozici existuje ëasovÿ interval (zpozdëni), kterÿ je dân pouzitÿm softwarevÿm a hardwarevÿm vybavenim kamery. Z namëfené rychlosti otâceni kola mëfené snimacem otâcek a z ëasového intervalu, kdy se pneumatika nachâzela v mëfici pozici (pozice pro spustëni laseru, viz obr. 2) je zjistën cas zaëâtku expozice snimaci kamery (pozice pro spustëni kamery viz obr. 2). Tedy v dobë, kdy je pneumatika natoëena do ideâlni pozice pro mëfeni, probihâ jiz zâznam obrazù. Vnitfni prostor pneumatiky je v této fâzi mëfeni zcela bez osvëtleni nâsledkem ëehoz ëip snimaci kamery nezaznamenâvâ zâdnÿ obraz. V okamziku, kdy snimaë polohy vyhodnoti, ze poloha pneumatiky pro snimâni je ideâlni, tj. poloha, kdy je pneumatika natoëena tak, aby emitor laserového paprsku smëfoval kolmo k vozovce (pozice pro spustëni laseru viz obr. 2), je na pfesnë definovanou dobu, kterâ je odvislâ od citlivosti snimaëe kamery, spustën emitor ëârového laseru, jehoz laserovÿ paprsek promitne na vnitfni stënu pneumatiky svëtelnou stopu. V tomto okamziku, je tedy emitor paprsku ëârového laseru vkolmici k vozovce a na pneumatice dochâzi k projevùm deformace spojené sjejim odvalovânim po povrchu, tedy vozovce. Nâslednë jsou nasnimané kfivky softwarovë vyhodnoceny a prostfednictvim ëasovÿch znaëek jsou jednoznaënë ztotoznëny s polohou pneumatiky, jak je znâzomëno na obr. 4.
Snimaci kameru s jeji optikou a ëârovÿ laser Ize také zapouzdfit do jednoho celku, coz velmi vhodné pro manipulaci zejména u pneumatik mensich rozmërû.
Vÿhodou vynâlezu je, ze nevyzaduje aplikaci dotykovÿch senzorû, je tedy bezkontaktni, plnë automatické amâ relativnë vysokou pfesnost (rozliseni 1 mm ±0,2 mm). Rovnëz je vÿhodné, ze zanzeni je mozné aplikovat na sirokou skâlu typû pneumatiky napfiklad zâvodni motocykly, motocyklové trojkolky, zâvodni automobily, bëzné automobily az po nâkladni vozidla.
-4CZ 310096 B6
Objasneni vÿkresù
Na obr. 1 se nachazi schéma zarizeni. Na obr. 2 je schematicky zobrazen zpùsob mereni s jednotlivÿmi pozicemi. Obr. 3 pak predstavuje laserovou stopu na vnitrni strane pneumatiky a obr. 4 pak graf vyhodnoceni mereni.
Priklady uskutecneni vynalezu
Priklad 1
Zarizeni sestâvâ z ridici jednotky 1, ktera je bezdratove propojena se snimaci kamerou 3 a s carovÿm laserem 2 a zaroven synchronizuje expozici kazdého snimku snimaci kamery 3, spousti carovÿ laser 2 a ridi prenos namerenÿch dat ze snimaci kamery 3. Bezdratové propojeni je realizovano prostrednictvim Wi-fi. Ridici jednotka 1 je vybavena baterii. K ridici jednotce 1 jsou dale napojeny snimac 4 polohy a snimac 5 otacek, pricemz ridici jednotka 1 tyto snimace 4,5 soucasne napaji. Oba snimace 4, 5 jsou umisteny na naprave osobniho vozidla, na vnejsi strane kola. Snimaci kamera 3 je dale bezdratove propojena se zaznamovou a vyhodnocovaci jednotkou 6. Snimaci kamera 3 a carovÿ laser 2 jsou napajeny prostrednictvim externi baterie. Snimaci kamera 3 a carovÿ laser 2 jsou rozebiratelne, avsak pevne prichyceny z vnitrni strany k disku pneumatiky prostrednictvim drzackù a paskù a to tak, aby emitovanÿ laserovÿ paprsek 10 carového laseru 2 byl kolmo k vnitrnimu povrchu pneumatiky a zaroven tak, aby snimaci kamera 3 mohla zaznamenat prostrednictvim svého snimaciho ùhlu jeho svetelnou stopu na vnitrnim povrchu pneumatiky. Laserovÿ paprsek 10 je tak promitan v kolmé rovine k pneumatice, pricemz tato rovina prochazi stredem otaceni pneumatiky, a to vcetne jejiho rafku. Snimaci kamera 3 je vybavena pamet’ovou kartou, USB konektorem a vysilacem pro bezdratové pripojeni Wi-fi.
Snimaci kamera 3 je tak umistena v miste posunutém o ùhel, kterÿ umoznuje snimani celé stopy laserového paprsku 10 promitaného carovÿm laserem 2 na vnitrni povrch pneumatiky. Expozice snimaci kamery 3 je rizena prostrednictvim ridici jednotky 1.
Pred samotnÿm merenim je snimaci kamera 3 kalibrovana. Pri kalibraci snimaci kamery 3, v zavislosti na konkrétnich podminkach mereni, je dosazeno jednoznacného prevodu jednotlivÿch obrazovÿch bodù snimace snimaci kamery 3 na souradnice v prostoru roviny vyzarovaného laserového paprsku 10.
Pozice kola je vyhodnocovana obema snimaci a to snimacem 4 polohy a snimacem 5 otacek. Z namerené rychlosti otaceni kola merené snimacem otacek 4 a z casového intervalu, kdy se pneumatika nachazi v merici pozici, kterou predstavuje pozice 8 pro spusteni carového laseru 2 je zjisten cas pocatku expozice snimaci kamery 3. Tedy v dobe, kdy je pneumatika natocena do idealni pozice pro mereni, probiha jiz zaznam obrazu, kterÿ byl spusten v pozici 9 pro spusteni snimaci kamery 3. Vnitrni prostor pneumatiky je v této fazi mereni zcela bez osvetleni nasledkem cehoz cip snimaci kamery nezaznamenâvâ zadnÿ obraz.
V okamziku, kdy snimac polohy 4 vyhodnoti polohu pneumatiky pro snimani jako idealni tj. poloha, kdy je pneumatika natocena tak, aby emitor laserového paprsku 10 smeroval kolmo k vozovce 11, je na dobu, ktera je odvisla od citlivosti snimace snimaci kamery 3, spusten emitor carového laseru 2 a jeho laserovÿ paprsek 10 promita na vnitrni stenu pneumatiky svetelnou stopu, pricemz na pneumatice dochazi k projevùm deformace spojené s jejim odvalovanim po povrchu, tedy vozovce 11. Nasledne jsou nasnimané svetelné stopy laserového paprsku 10 v podobe krivky softwarove vyhodnoceny a prostrednictvim casovÿch znacek jsou jednoznacne ztotozneny s polohou pneumatiky, jak je znazorneno na obr. 4.
- 5 CZ 310096 B6
Priklad 2
Priklad 2 se od prikladu 1 odlisuje tim, ze je zarizeni pouzito pro mereni na pneumatikach nakladniho vozidla. V tomto pripade je bezdrâtovÿ prenos prostrednictvim Bluetooth technologie.
Priklad 3
Pnklad 3 se od prikladu 1 odlisuje tim, ze carovÿ laser 2, snimaci kamera 3 a jeji optika 12 jsou zapouzdreny do plastového pouzdra. Mereni je provedeno na pneumatikach zavodniho motocyklu.
Priklad 4
Priklad 4 se od prikladu 2 odlisuje tim, ze carovÿ laser 2, snimaci kamera 3 a jeji optika 12 jsou zapouzdreny do plastového pouzdra, které je nasledne aplikovano na pneumatiky zavodniho automobilu typu Formule 1.
Prûmyslova vyuzitelnost
Zarizeni je urceno pro specializovana mereni pro vÿrobce pneumatik (gumarenskÿ prûmysl) a umoznuje tak posuzovat a nasledne modifikovat konstrukce pneumatik.

Claims (8)

1. Zpùsob bezkontaktniho mereni deformace dezénu pneumatik, vyznacujici se tim, ze svetelnâ stopa laserového paprsku je promitnuta na vnitrni nekalibrovanou gumovou stenu pneumatiky v okamziku, kdy je laserovÿ paprsek (10) v kolmici k vozovce (11) a pneumatika je deformovâna svÿm odvalovânim po vozovce (11), pricemz je tato promitanâ laserova stopa nasnimana snimaci kamerou (3) v podobe nejméne jedné okamzité krivky do zâznamové a vyhodnocovaci jednotky (6), kde je vyhodnocena a nasledne jsou ji prirazeny casové znacky pro jednoznacné ztotozneni s polohou pneumatiky pri odvalovani a je tak ziskan vÿslednÿ okamzitÿ vnitrni profil zachycené aktuâlni laserové stopy ve dvourozmerném prostoru.
2. Zpùsob bezkontaktniho mereni deformace podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze ridici jednotka (1) spusti cârovÿ laser (2) v okamziku, kdy snimac polohy (4) odesle do ridici jednotky (1) informaci, ze emitor cârového laseru je v kolmé pozici k vozovce (11).
3. Zpùsob bezkontaktniho mereni deformace podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze cas pocâtku expozice snimaci kamery (3) v pozici (9) pro spusteni snimaci kamery (3) je definovân jako prùnik rychlosti otâceni kola ze snimace otâcek (5) a casového intervalu, kdy je pneumatika v pozici (8) pro spusteni laseru.
4. Zarizeni pro bezkontaktni mereni deformace dezénu pneumatik zpùsobem podle nâroku 1, jehoz soucâsti je snimaci kamera, vyznacujici se tim, ze ridici jednotka (1) zarizeni je bezdrâtove propojena se snimaci kamerou (3) a cârovÿm laserem (2) a dâle je propojena se snimacem (4) polohy a snimacem (5) otâcek, pricemz ridici jednotka (1) je vybavena interni baterii, na kterou jsou napojeny oba snimace (4, 5) a dâle snimaci kamera (3) a cârovÿ laser (2) jsou napojeny na externi baterii, snimaci kamera (3) je jeste obousmerne propojena se zâznamovou a vyhodnocovaci jednotkou (6) pro rizeni prenosu namerenÿch dat.
5. Zarizeni pro bezkontaktni mereni deformace dezénu podle nâroku 4, vyznacujici se tim, ze soucâsti snimaci kamery (3) je optika (12), USB konektor, vysilac pro bezdrâtové pripojeni a pamefové médium.
6. Zarizeni pro bezkontaktni mereni deformace dezénu podle nârokù 4 a 5, vyznacujici se tim, ze snimaci kamera (3) a cârovÿ laser (2) jsou samostatnÿmi jednotkami nebo jsou zapouzdreny dojednoho celku.
7. Zarizeni pro bezkontaktni mereni deformace dezénu podle nâroku 6, vyznacujici se tim, ze snimaci kamera (3) a cârovÿ laser (2) nebo jejich zapouzdrenÿ celek jsou uzpùsobeny pro uchyceni k disku pneumatiky.
8. Zarizeni pro bezkontaktni mereni deformace dezénu podle predchozich nârokù, vyznacujici se tim, ze snimaci kamera (3) a cârovÿ laser (2) jsou vùci sobe posunuty tak, aby optika (12) snimaci kamery (3) svirala s cârovÿm laserem (2) ùhel pro snimâni celé délky stopy laserového paprsku na vzoru prosté vnitrni gumové stene pneumatiky.
CZ2021-106A 2021-03-08 2021-03-08 Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ310096B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-106A CZ310096B6 (cs) 2021-03-08 2021-03-08 Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-106A CZ310096B6 (cs) 2021-03-08 2021-03-08 Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2021106A3 CZ2021106A3 (cs) 2022-10-05
CZ310096B6 true CZ310096B6 (cs) 2024-08-07

Family

ID=83447604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2021-106A CZ310096B6 (cs) 2021-03-08 2021-03-08 Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ310096B6 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020166371A1 (en) * 2000-02-22 2002-11-14 Alessandro Ratti Method and system for monitoring the deformations of a tyre in motion
US20080243335A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Rao Manoharprasad K Vehicle Stability Control System With Tire Monitoring
US7502124B2 (en) * 2006-02-15 2009-03-10 Michelin Recherche Et Technique S.A. Wheel and tire assembly and method of dynamically measuring topological parameters of the inside surface of the pertinent portion of the tire

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020166371A1 (en) * 2000-02-22 2002-11-14 Alessandro Ratti Method and system for monitoring the deformations of a tyre in motion
US7502124B2 (en) * 2006-02-15 2009-03-10 Michelin Recherche Et Technique S.A. Wheel and tire assembly and method of dynamically measuring topological parameters of the inside surface of the pertinent portion of the tire
US20080243335A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Rao Manoharprasad K Vehicle Stability Control System With Tire Monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2021106A3 (cs) 2022-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moreno-Gomez et al. Sensors used in structural health monitoring
Elhattab et al. Drive-by bridge damage monitoring using Bridge Displacement Profile Difference
CN101044386B (zh) 轮胎磨损分析方法
Zhao et al. Continuous measurement of tire deformation using long-gauge strain sensors
CA3023640A1 (en) Fiber-optic based traffic and infrastructure monitoring system
Duncan et al. SPIE smart structures and materials+ nondestructive evaluation and health monitoring
Nagayama et al. Road condition evaluation using the vibration response of ordinary vehicles and synchronously recorded movies
CN114729513B (zh) 用于评估路段的不平整参数的方法和系统
Bruns et al. From oscillation to impact: the design of a new force calibration device at PTB
Zeng et al. Reconstruction of vehicle-induced vibration on concrete pavement using distributed fiber optic
Boronakhin et al. Inertial method of railway track diagnostics incorporating the condition of rolling surfaces of the railcar’s wheels
Mishra et al. Design and development of wagon load monitoring system using fibre Bragg grating sensor
JP5154437B2 (ja) 舗装路面の形状を三次元で測定する方法及び当該方法を実施するための装置
CN114322911A (zh) 一种联合卡尔曼滤波的桥梁路面平整度间接精准识别方法
CZ310096B6 (cs) Způsob bezkontaktního měření deformace dezénu pneumatik a zařízení k provádění tohoto způsobu
CN107128329B (zh) 一种基于应变量测反演变形加速度响应的轨距动态变化监测装置与设计方法
Zhang et al. Analytical analysis of interaction between a heavy vehicle and a simply supported light bridge based on frequency modulation
Farroni et al. Experimental Methodology for Tire Ride Analysis Based on Outdoor Cleat Testing
Larsen et al. Laboratory for validation of rolling-resistance models
Marashi et al. Estimating the mode shapes of a bridge using short time transmissibility measurement from a passing vehicle
EP4058306B1 (en) Method and system for estimating a vehicle body motion during the running of a vehicle along a road segment
KR101885967B1 (ko) 동적 접촉 실험 장치
CN101196438B (zh) 轮胎的水膜现象测量装置
Pegram et al. Full-field strain measurement of the contact patch via the inside tyre surface
Nosko et al. Temperature measurements at tyre tread rubber on sandpaper oscillatory sliding contacts using acicular grindable thermocouples