【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过进行重量补偿来平衡车轮的方法和机器。
技术介绍
众所周知，对车轮的平衡包括确定至少一个与轮轴垂直的平面，即所谓的平衡面，重 量在该平衡面处落在轮辋上。特别地，若要实现静态车轮的平衡，只需确定一个平衡面即可；而若要实现动态车轮 的平衡，则必须确定两个不同的平衡面，这两个平衡面沿轮轴彼此相隔一段距离。平衡机的测量组件与电子计算器相连，该电子计算器用于检测车轮的不平衡并根据平 衡面的位置、以及落在这些平衡面上的重量的角度位置来计算重量的实体。通常，在将车轮固定到平衡机上之后，通过测量要被平衡的车轮的轮毂的一些特征几何参数来确定平衡面。所述几何参数一般为每一平衡面处的轮毂直径，以及每一平衡面与平衡机的固定参考 面之间的距离。通常这些测量都由平衡机上的触须来完成，所迷触须由操作员根据轮毂上的点手动安 装，所述轮毂上的点位于所述平衡面上、处于操作员想使重量着落的位置。触须元件从预定初始位置移开的位移由专门的电子系统来测量，该电子系统将测量值 传输给所述电子计算器，然后由电子计算器对这些数据进行处理。近来车轮平衡机研究领域有篇文献，是关于如何获得平衡过程的最大自动控制，从而 优化结果、降低失误、减少操作员的手动干预。在该文献中，设计了一种平衡机，该平衡机可全自动地读取最佳平衡面，在该最佳平 衡面处，所述重量落在轮辋上。这些平衡机通常具有专门的提取装置，这些提取装置与电子计算器相连，能够扫描轮 毂的外形，获得进行平衡操作所需的、轮毂上每一点的几何参数。所述提取装置通常用于检测轮辋上点的空间位置，检测时不与所述点直接接触，例如 测量距离的光学装置。这样...
【技术保护点】
一种用重量（１８）平衡车轮的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 用摄像头（５、６、２０６）框住车轮轮毂（１０１）表面的将被施加重量（１８）的部分； 在摄像头（５、６、２０６）拍摄的轮毂（１０１）的图像上，定位至少一个垂直于车轮的旋转轴线（Ａ）的平衡面（Ｅ１、Ｅ２）； 操控至少一个提取装置（８、９、２０９），使该至少一个提取装置（８、９、２０９）对准轮毂（１０１）的属于平衡面（Ｅ１、Ｅ２）的一点（Ｐ１、Ｐ２）； 通过提取装置（８、９、２０９）检测平衡面（Ｅ１、Ｅ２）处轮毂（１０１）的特征几何参数； 测量车轮的不平衡； 用电子计算器（４、２０４）计算要被施加到轮毂（１０１）上、平衡面（Ｅ１、Ｅ２）处的至少一个重量（１８）的实体，以及计算所述重量（１８）在平衡面（Ｅ１、Ｅ２）内的角度位置（Ｔ１、Ｔ２）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.11 IT RE2006A0001011. 一种用重量(18)平衡车轮的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤用摄像头(5、6、206)框住车轮轮毂(101)表面的将被施加重量(18)的部分；在摄像头(5、6、206)拍摄的轮毂(101)的图像上，定位至少一个垂直于车轮的旋转轴线(A)的平衡面(E1、E2)；操控至少一个提取装置(8、9、209)，使该至少一个提取装置(8、9、209)对准轮毂(101)的属于平衡面(E1、E2)的一点(P1、P2)；通过提取装置(8、9、209)检测平衡面(E1、E2)处轮毂(101)的特征几何参数；测量车轮的不平衡；用电子计算器(4、204)计算要被施加到轮毂(101)上、平衡面(E1、E2)处的至少一个重量(18)的实体，以及计算所述重量(18)在平衡面(E1、E2)内的角度位置(T1、T2)。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述轮毂(101)的、位于车轮轴线(A) 的垂直平面处的特征几何参数包括轮毂(101)的位于平衡面处的直径，和 所述垂直平面相对于已知参照系统(XYZ)的位置。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测轮毂(101)的位于车轮轴线(A) 的垂直平面处的特征几何参数包括测量轮毂(101)上属于所述垂直平面的点在预定的 已知参照系统(XYZ )中的空间位置。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位平衡面(El、 E2)的步骤包括 使至少一个摄像头(5、 6)拍摄的图像显示在屏幕(7)上，和在屏幕(7)显示的图像上任意选择平衡面(El、 E2)。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对提取装置(8、 9)的操控包括使提 取装置(8、 9)在其对准的轮毂(101)的表面上产生光迹(200),并使提取装置(8、 9) 移动，直到光迹(200)在所述图像上的投影(20)到达预定的平衡面(El、 E2)处为止。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用由操作员直接启动的手动选择器(14) 控制所述提取装置(8、 9)的移动，所述操作员通过屏幕(7)观察所述图像中光迹(200) 的投影(20)的移动。7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用电子计算器(4)控制所述提取装置 (8、 9)的移动，所述电子计算器(4)处理摄像头(5、 6)拍摄的所述图像，以检测光迹(200)的投影(20)和预先选定的平衡面(El、 E2)的投影(El'、 E2')在相对于所 述图像为固定的预定二维参照系统(xy)内的位置。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)计算距离(D),该距 离(D)为所述图像的参照系统(x, y)内、光迹(200)的投影(20)和预先选定的平衡 面(El、 E2)的投影(El'、 E2，)之间的距离，电子计算器(4)移动提取装置(8、 9), 并再次重复前述过程，直到所述距离(D)小于预定的阈值时为止。9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)计算距离(D)，该距 离(D)为所述图像的参照系统(xy)内、光迹(200)的投影(20)和预先选定的平衡面(El、 E2)的投影(El'、 E2，)之间的距离，电子计算器(4)移动提取装置(8、 9),并 再次重复前述过程，直到所述距离(D)减小，在所述距离首次上升时，使提取装置(8、 9)返回到一个位置，在该位置时计算出的距离(D)最小。10. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过在所述图像中、在第一个预先选 定的平衡面(El、 E2)处选择点(P1，、 P2，)来进行所述平衡面(El、 E2)的选择。11. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)处理摄像头(5、 6) 拍摄的图像，该计算器(4)被编程、能够在所述图像中选择所述点(P1'、 P2')。12. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述选择通过与屏幕(7)上的点的 物理接触来实现。13. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，电子计算器(4)处理摄像头(5、 6) 拍摄的图像，该计算器(4)被编程、以进行下述步骤记忆摄像头(5、 6)拍摄的车轮表面的基准图像；移动提取装置(8、 9)，使得光迹(200)沿预定轨线在被摄像头(5、 6)拍摄的所述 表面上移动；在所述图像的预定二维参照系统(xy)内、沿所述轨线在多个不同位置检测光迹(200 ) 的投影(20)的坐标值；在每个光迹(200)的投影(20)的坐标值被检测的位置处，记忆提取装置(8、 9) 的空间位置；使所述基准图像显示在屏幕(7)上，并在图像上标记那些其瞬时坐标值已被检测过 的点。14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在基准图像上标记那些被检测过的点 的过程包括在基准图像上的每个被检测过的点的坐标处生成图形元素。15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，每个图形元素均由取代基准图像中有 关被检测点的坐标处的至少 一个像素而获得，所述至少 一个像素具有至少 一个可与基准图像中的像素视觉区分的特征。16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，基准图像的位于被检测点的坐标处的 至少一个像素被至少一个有色像素取代。17. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，平衡面(El、 E2)的选择步骤通过从 基准图像上的被标记的点中选择一个位于预先选定的平衡面(El、 E2)上的点来进行。18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述点的选择通过物理接触屏幕(7) 上的点来进行。19. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，定位提取装置(8、 9)的步骤包括 将提取装置(8、 9)安置在已记忆的空间位置中，在该位置，光迹(200)的投影(20) 处于基准图像上的选定点处。20. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定位平衡面(El、 E2)的步骤包括 在摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像中，识别至少一条与轮毂(101)表面的周线 相对应的参考线(C)。21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述参考线(C)的识别包括电子 计算器(204)获得至少一张由摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像，并对所述图像 进行分析处理，以识别图像中的预定参考线(C )。22. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述预定参考线(C )对应于轮毂(101 ) 的轮辋边缘(109)。23. 根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，分析处理所述图像的目的是在 图像中识别轮毂(101)与轮胎(104)之间的转换区域。24. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括图像的颜色分析。25. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括图像的亮度分析。26. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述图像在这种情形下获得轮毂 (101)的被摄像头(209)拍摄的部分被至少一个光源照亮。27. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述图像在这种情形下获得可见光 条照射到轮毂(101)的被摄像头(209)拍摄的部分上，所述可见光条的走向相对于所述 车轮(100)为纵向。28. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括对所述图像上的可 见光条进行颜色分析。29. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述分析处理包括分析所述图像上的 所述可见光条的形状。30. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，定位平衡面(E1、 E2)的步骤还包括 确定平衡面(El、 E2)与轮毂(101)的周线之间的距离(Ll、 L3),所述轮毂(101)的 周线由标记在图像上的参考线(C)代表。31. 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，确定平衡面(El)与轮毂(101)的 周线之间的距离的工作包括影响所述距离(Ll )。32. 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，确定平衡面(E2)与轮毂(01)的 周线之间的距离的工作包括设定平衡面(E2)与垂直于车轮(100)的轴线(A)的已知参考面之间的距离(L2); 计算所述已知参考面与所述轮毂(101)的周线之间的距离，所述周线由标记在图像 上的参考线(C)代表；以及计算轮毂(101)的所述周线与所述平衡面(E2)之间的距离(L3)。33. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，操控所述提取装置(209)的步骤包 括移动提取装置(209),直到该提取装置(209)指向轮毂(101)上属于所述周线的点 为止，所述周线由标记在图像上的参考线(C)代表。34. 根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述提取装置(209)在其指向的轮 毂(101)的表面上产生光迹，且该提取装置(209)向上移动，直到图像上光迹的投影(230) 到达参考线(C)处为止。35. 根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述提取装置(209)的移动由电子 计算器(204)控制，该计算器(204)处理摄像头(206)拍摄的图像，以在图像的预定 二维参照系统(xy)中检测由提取装置(209)产生的光迹的投影的位置和已识别的参考 线(C)。36. 根据权利要求30和33所述的方法，其特征在于，操控所迷提取装置(209)的步 骤包括进一步使提取装置(209)在平行于车轮(100)的轴线(A)的方向上移动，移 动距离等于平衡面(El、 E2)与标记在图像上的参考线(C)所代表的轮毂(101)的周线 之间的距离(Ll、 L3)。37. 根据权利要求36所述的方法，其特征在于，操控所述提取装置(209)的步骤还 包括计算提取装置(209)对准的轮毂(101)的点(S)与平衡面(El、 E2)之间的距离 (Ls);使提取装置(209)在平行于车轮(100)的轴线(A)的方向上进一步移动，移动距 离等于计算出的所述距离(Ls);以及重复进行上述两步骤，直到计算出的距离(Ls)小于预定的阈值时为止。38. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，定位平衡面(El、 E2)的步骤包括 在摄像头(206)拍摄的车轮图像内，识别多个参考面(C4-C7),每个参考面代表属于车轮(100)的预定环形带内的一条周线；移动提取装置(209),使其对准车轮(100)的多个点，每个点属于车轮(100)的所 述环形带内的其中 一条周线，且所述点由标记在图像上的所述参考线(C4-C7)单独代表；用提取装置(209)测量在所述点处轮毂(101)的特征参数。39. 根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述车轮的环形带包括轮毂(101) 的边缘。40. 根据权利要求38所述的方法，其特征在于，包括通过确定第一和第二界限面(Il、 12)在预定的已知参照系统(XYZ)中的位置来选择车轮(100)的环形带，所述第一和第 二界限面(11、 12)垂直于车轮(100)的轴线(A)。41. 根据权利要求40所述的方法，其特征在于，通过确定车轮(100)的轮胎(104) 的侧部(111)在预定的已知参照系统(XYZ)中的位置来确定第一界限面(II)的位置。42. 根据权利要求40所述的方法，其特征在于，通过设定第二界限面(12)与第一界 限面(II)之间的距离来确定所述第二界限面(12)的位置。43. 根据权利要求40所述的方法，其特征在于，移动提取装置(209)的过程包括 定位提取装置(209)、使其指向车轮(100)的属于第一界限面(II)的点，并使提取装置(209)向第二界限面(12)移动。44. 根据权利要求43所述的方法，其特征在于，提取装置(209 )在其指向的车轮(100) 的表面上产生光迹，该提取装置(209)的移动过程还包括以下步骤每次当图像上光迹的投影(230)与参考线(C4-C7)中的一条相交时，停止侧部提取 装置(209),以便计算轮毂(101)在每个停止点处的特征参数。45. 根据权利要求44所述的方法，其特征在于，用电子计算器(204)控制提取装置(209)的移动，该电子计算器(204)处理摄像头(206)拍摄的图像，以在图像的预定 二维参照系统(xy)中检测由提取装置(209)产生的光迹的投影的位置和已识别的参考 线(C4-C7 )。46. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下操作步骤 修正已计算出的、要施加到平衡面(El、 E2)上的重量(18)的实体，从实际可用的实体的有限数目中作出选择；用电子计算器(4 )在平衡面(El 、 E2 )的非常小的框(E1MIN-E1MAX， E2MIN-E2MAX) 内确定要施加合适重量(18)的最佳平衡面的位置，以及所述合适重量(18)在所述最佳 平衡面内的角度位置。47. 根据权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括检测轮毂(101 )上多个平 面处的特征几何参数，所述多个平面垂直于车轮的轴线(A),并分別属于第一预选平衡面(El)的框(E1MIN-E1MAX)。48. 根据权利要求47所述的方法，其特征在于，检测轮毂(101 )上、第一平衡面(El ) 的框(E1MIN-E1MAX )的所述平面处的几何参数的过程通过以下步骤实现使提取装置(8)指向轮毂(101)上属于第一预选平衡面(El)的点(Pl); 用提取装置(8)测量所述点(Pl)在相对于车轮为固定的预定参照系统(XYZ)内 的空间位置；测量轮毂(101)上多个点在预定参照系统(XYZ)内的空间位置，所述多个点处在 属于预先第一平衡面(El)的点(Pl)的非常小的框(P1MIN-P1MAX)内。49. 根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括用电子计算器(4)对所获 得的测量值进行插补，以推出属于所述框(P1MIN-P1MAX)的所有点的空间位置。50. 根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括用电子计算器(4)对所获 得的测量值进行插补，以推出第一预选平衡面(El)的所述框(E1MIN-E1MAX)内、轮 毂(101)的轮廓形状的特征参数。51. 根据权利要求51所述的方法，其特征在于，在第一平衡面(El)的所述框 (E1MIN-E1MAX)内，所述方法包括在所述框内、轮毂(101)的轮廓形状的特征参数的基础上，用电子计算器(4)计算 轮毂(101)的相应区域是否适合承受重量，以及从所述框内除去那些处在不适合承受重量(18)的区域的平面。52. 根据权利要求51所述的方法，其特征在于，所述轮毂(101)的轮廓形状的特征 参数包括所述轮廓相对于车轮轴线(A)的倾斜度，对轮毂(101)的区域是否适合承受重量(18)的计算包括将所述倾斜度与一个阈值进行比较，如果倾斜度超过所述阈值，则轮 毂(101)的相应区域被认为不适合承受重量。53. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括利用摄像头(206)拍摄的轮毂(101)的图像，定位两个垂直于车轮轴线(A)的不 同平衡面(El、 E2);操控至少一个提取装置(209),使其指向轮毂(101)的两个点(Pl、 P2)，该两个点 (Pl、 P2)分别属于所述平衡面(El、 E2);用至少一个提取装置(209)来检测轮毂(101 )上平衡面(El、 E2)处的特征几何参 数，和在对车轮的不平衡进行测量之后，用电子计算器(204)计算施加到轮毂(101 )上所述平衡面(El、 E2)处的至少两个 重量(18)的实体，以及计算在各自的平衡面(El、 E2)处每个重量(18)的角度位置(T1、 T2)...
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