專利名稱：用于無接觸式3d車輪校準的裝置、系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于無接觸式測量車輪校準的校準測量裝置、校準測量系統和校準測量方法。
本發明尤其涉及一種機動車輛等的車輪的校準測量裝置，通過懸掛車輛利用該裝置以無接觸方式測量、也就是對靜止(非旋轉)車輪進行非接觸式距離測量所安裝車輪的傾斜角、尤其是前束角和外傾角。
在本申請中，“車輪”應當被理解為包括車輪的輪轂、輪輻或者輪盤以及輪輞，尤其是輪輞的凸緣也被稱之為胎圈，在胎圈處的邊緣形成所安裝的輪胎之間的邊界。車輪可以采用適用的材料制成，目前大多數是鋁合金。車輪上安裝輪胎的部分是輪輞，輪輞的防止輪胎從輪輞脫開的邊緣是輪輞的胎圈。車輪的中部一般安裝在車軸上，是車輪的輪轂。在輪轂和輪輞之間的部分是車輪的輪輻或者輪盤，輪輻并入輪輞的區域是輪輻基部。在本說明書中，機動車輛通常是馬達驅動的車輛、摩托車、小汽車、卡車甚至是飛機，飛機的起落架也具有車輪。換句話說，帶有轉動車輪的任何物體，其車輪可以采用本發明的方法或者裝置。安裝至車輪的輪胎有時候也被視為車輪的一部分，但是為了調整機動車輛等上的車輪校準，測量車輪自身的校準是更可靠的，因為輪胎可能是不規則的。
一般來說，機動車輛車輪的正確校準要求測量用于顯示車輪相對于彼此和相對于機動車輛的各自安裝位置的各傾斜角。在本說明書中，前束角是車輪或者輪胎表面相對于車輛前進方向的傾斜角，外傾角是車輪或者輪胎表面相對于垂直平面的傾斜角，主銷后傾角是在車輪中心處的縱向和在中心銷軸的傾斜之間從車輪的側面直接觀看的角度。包括所有這些角度在內的準確測量和正確調整車輛校準是提升各車輛的駕駛性能、尤其是就輪胎磨損來說的一個重要因素。
前束角表示從車體上方看在前面或者是在后面輪胎是否分開得過寬，它涉及到前輪和后輪。如果車輪在前面分開得過寬，稱之為前輪負前束，如果車輪在后面分開得過寬，稱之為車輪前束。外傾角表示從車的正前方或者正后方看在頂部或者在底部車輪是否分開得過寬，它代表輪胎的地面接觸點的法線與沿著輪胎的直線之間的角度。當輪胎垂直于地面時，外傾角為0，當輪胎向內傾斜時，外傾角是負的，當輪胎向外傾斜時，外傾角是正的。測量外傾角用于方便操縱方向，較少車輛負載和防止車輪在底部變得過于分開。如果中心銷軸向后傾斜則涉及正的主銷后傾角，如果中心銷軸向前傾斜則涉及負的主銷后傾角，如果中心銷軸處于豎直位置則涉及0主銷后傾角。主銷后傾角用于保持直線穩定性。
背景技術：
美國專利US6,657,711披露了一種用于采用非接觸方式測量車輪校準的動態特性的裝置。激光源朝著車輪側面發出具有特定幾何圖案的激光束。激光束控制裝置按照僅照射車輪側面的預定范圍的方式控制激光束的寬度，特別是使用發出非平行激光束的兩個激光源。光電子檢測裝置接收車輪側面上的兩個激光束的幾何圖案，并將其轉換為對應的兩個圖像數據。處理單元根據兩個圖像數據計算在兩個圖像之間的距離，并且根據該距離計算車輪校準。
但是現有技術的非接觸測量裝置非常復雜，需要很多的電子和光-機可動零件、用于產生具有一定幾何圖案的激光束的類似光學部件、用于控制激光束的各部件以及如液晶光閘、硅微反射鏡或者電磁效應可變光闌光閘。這些零件或者裝置都非常容易損壞和/或調解不正確，因為汽修廠或者修理廠的環境是簡陋的。另外，現有技術的裝置要求旋轉車輪，這不僅是一個附加的技術要求，也需要用于防止事故的特定裝置。
發明內容
本發明的一個目的是，提供一種本說明書開頭部分所述的方法和裝置，利用它們可以采用簡單的方式確定機動車輛車輪的校準。
本發明的另一個目的是提供一種校準測量裝置，它能夠處理各種不同設計和尺寸的機動車輛車輪，高精度地測量和調整車輪校準。
在另一個方面，提供一種能長時間不用維護的裝置，它耐用而且簡單，以適應汽修廠或者修理廠的簡陋環境。
根據本發明的第一種實施方案，用于無接觸式測量車輪校準的校準測量裝置包括一個支撐體，一個載體在所述支撐體處繞旋轉點可旋轉安裝；至少一個測量單元，安裝在該載體上，從而測量單元具有一個限定的幾何位置，并被構成用于以非接觸的方式測量車輪上的測量點相距各測量單元的距離數據，其中測量單元可繞軸線樞轉，該軸線與和載體裝置繞安裝點的旋轉平面相對應的參考平面平行，并垂直于從旋轉點到測量單元的半徑；控制裝置，用于控制載體裝置的旋轉和至少一個測量單元的樞轉，從而測量點在車輪上處于輪輞的胎圈區域中；以及處理裝置，用于根據所提供的至少三個測量點的測量距離數據以及各至少一個測量單元的各幾何位置和各樞轉角、載體的各旋轉角計算車輪校準數據。
在一種具體實施方案中，該裝置包括支撐體處的可控制的載體樞轉裝置，載體可操作地安裝在其上。樞轉裝置被設置成從載體的受控樞轉可以直接確定各樞轉角度。例如，載體樞轉裝置可以是一個具有作為各樞轉角的參考位置的至少一個預定的樞轉位置的步進馬達。參考位置可以是可以由微開關等測量的步進馬達的靜止位置。或者載體樞轉裝置可以是一個設有用于測量載體的實際樞轉角度的樞轉傳感器裝置的馬達。這種樞轉傳感器可以用于馬達中，或者可以是馬達或者載體處的一個單獨元件。
根據本發明的第二種實施方案，用于無接觸地測量車輪校準的裝置包括至少三個測量單元，設置在載體上，從而它們的幾何位置限定了參考平面，每個測量單元用于以非接觸的方式測量車輪上的各測量點相距各測量單元的距離數據；支撐體，在此處將載體安裝在安裝點上，其中每個測量單元可以繞各軸線樞轉，所述軸線與參考平面平行并與從至少三個測量單元的幾何位置的幾何中心起的半徑垂直；以及控制裝置，用于控制每個測量單元的樞轉，從而車輪上的各測量點處于輪輞的胎圈區域中；以及處理裝置，用于根據所提供的至少三個測量點的測量距離數據以及各測量單元的各幾何位置和各樞轉角計算車輪校準數據。
在一個實施方案中，該裝置包括三個測量單元，它們彼此相對于參考平面中的參考點設置，從而相鄰的兩個測量單元相距120度角。
根據本發明第一方面或者第二方面的裝置的測量單元，在一種具體的形式中包括被設置成可以確定各測量單元的各樞轉角的樞轉裝置。該樞轉裝置優選是一個步進馬達，具有作為各樞轉角的參考位置的至少一個預定的樞轉位置。但是也可以使用普通的馬達，作為樞轉裝置，它設有各樞轉傳感器，如上面結合載體樞轉裝置所述。
作為測量單元，在第一和第二種實施方案中，測量單元可以包括光學三角測量裝置，這種三角測量裝置是例如EP-A2-1174698所披露的，可以用于非接觸掃描以及距離測量。該三角測量裝置不僅可以通過掃描功能確定車輪輪廓，尤其是可以確定車輪上的所需位置，作為輪輞的胎圈或者凸緣位置。例如當開始校準操作時，測量單元開始樞轉，并同時掃描車輪，以提供允許辨別作為校準測量的最佳測量點的輪輞邊緣的數據。一旦測量單元指向可以從各觀察點看到的邊緣附近的輪輞部分，該單元連續測量在各測量單元和所屬的測量點之間的距離。因此在校準操作中，可以持續更新機動車輛車輪的各實際校準數據。另外，可以進行周期性的快速輪輞掃描，以保持輪輞的胎圈上的最佳測量點。
控制裝置用于控制至少一個測量單元的樞轉，從而在樞轉過程中測量單元提供的測量數據可以由處理裝置評估，來檢測車輪輪輞表面上的測量點，如上所述它優選處于輪輞的胎圈上。另外，控制裝置用于連續調整測量單元的樞轉(快速輪輞掃描)，從而將車輪輪輞表面上的各測量點保持在輪輞的胎圈處。
該裝置的支撐體是一個支架，載體安裝在該支架上，從而參考平面與支架的底座(footprint)基本垂直。換句話說，參考平面在正常使用條件下與處于正常乘坐位置中時安裝在機動車輛的車輪的輪盤或者輪輻的方向基本平行。
在另一種實施方案中，該裝置還包括至少兩個附加的光學角度測量單元，用于追蹤該裝置相對于至少一個另一個相鄰裝置的相對方向。由此可以具有與車輛的車輪數量相對應的多個裝置，以構成可以測量車輛的車輪的整體校準的校準測量系統。因此，本發明的測量裝置可以用于構建一個用于無接觸式整體校準機動車輛的所有車輪的校準測量系統。
在該系統的一種實施方案中，校準裝置可動安裝至一個升降機上，該升降機用于提升其車輪待校準的機動車輛。校準裝置可以可動安裝在升降機的側面，從而可以將其位置調節至升降機上的車輪位置。
在該系統的另一種實施方案中，每個校準測量裝置還包括至少兩個附加的角度測量單元，用于追蹤各裝置相對于該系統的兩個不同的其它相鄰裝置的相對方向。角度測量單元可以是任何適當的類型，例如是如同CCD角度測量裝置的光學類型。
在該系統中，系統的校準裝置連接至用于相對于預定參考角度計算總體車輪校準所需要的各車輪的各傾斜角的中央處理裝置。為此，校準裝置可以通過無線或者有線等方式與中央處理裝置互連。由于該系統各車輪校準車輛裝置的連續測量，可以按照非接觸方式對機動車輛的所有車輪進行總體車輪校準，這樣避免傳統接觸式的爭論，也較少地影響機械磨損和損壞。
關于機動車輪的確定校準方法，該方法基本包括，控制非接觸測量裝置以檢測車輪輪輞的胎圈上的至少三個不同的測量點，并分別測量從測量裝置至各測量點的距離和角度；以及根據該至少三個不同測量點的距離和角度，計算車輪的校準。
非接觸測量裝置的控制還包括連續測量車輪輪輞上的測量點的距離，以提供校準過程中的實時校準數據。
非接觸測量裝置的控制還包括，在車輪輪輞上的測量點距離的連續測量之間，周期性的進行快速輪輞掃描，以保持在車輪輪輞的胎圈上的位置。
通過計算每個車輪相對于彼此的各傾斜角，可以實現相對于預定參考角的整體車輪校準。因此，為了總體車輪校準系統的實時調整和測量，該方法還包括非接觸式地跟蹤車輛所有車輪的校準相對于彼此的相對方向；以及計算車輛所有車輪的總體車輪校準。
從以下結合附圖的詳細描述中可以清楚了解其它目的和特征。但是應當理解，這些附圖僅做圖示之用，不是對本發明的限制，本發明的范圍由所附權利要求限定。還應當理解，附圖僅是用于概念性地顯示此處描述的結構和程序。
圖1顯示了優選實施方案帶有三個測量單元的車輪校準測量裝置的載體結構。
圖2顯示了從上面看具有一個車輪和本發明的一個距離測量單元的剖面圖，顯示了用于掃描和檢測車輪胎圈上的最佳測量點的測量單元的樞轉范圍。
圖3是由本發明的四個車輪校準測量裝置構成的車輪校準系統的透視圖，這些車輪校準測量裝置的設置形成了一個用于所有車輪校準的矩形參考結構。
圖4是如圖3所構成的車輪校準系統的透視圖，其中每個車輪校準測量裝置還裝有附加的角度測量裝置，用于確定每個裝置相對于相鄰一個的相對位置和方向。
具體實施例方式
以下參考附圖詳細的解釋本發明。在所有的圖中，同樣的附圖標記分別表示同樣或者對應的元件。但是在實施方案中所描述的元件的尺寸、材料、形狀或者相對位置僅是示意性的，不是用于限制本發明的范圍，除非另有說明。
圖1顯示了根據優選實施方案的帶有三個測量單元10、20、30的車輪校準測量裝置的載體結構100。每個測量單元10、20、30具有各自的掃描裝置和距離測量裝置，它們結合用于形成各測量單元10、20、30，這些測量單元安裝在載體結構100上。測量單元10顯示得更詳細些，以下對其進行描述，另兩個測量裝置20、30僅以虛線框表示。
從圖中可以看出，載體結構100被形成為具有三個臂110、120、130，它們在載體100的公共中心101處彼此連接。在每個臂110、120、130的各自端部處，分別有一個測量單元10、20、30。本發明的所有實施方案涉及使用至少一個光學測量單元。
因此，測量單元10包括產生掃描光束例如激光束的掃描裝置110。為了測量車輪校準，可以通過樞轉該單元10將激光束指向車輪表面上的測量點上。測量點優選位于車輪輪輞的胎圈或者凸緣上。另外，測量單元10包括用于接收來自各反射激光束的從各測量點反射的光的距離測量裝置12。距離測量裝置12產生各自的測量信號，該信號與測量點至作為參考位置的各測量單元10的預定和已知位置的距離成比例。
現在參考圖1和圖2描述測量單元10，其中單元10顯示得更詳細些，圖2中顯示了從上方看帶有車輪200和測量單元10的剖面圖，尤其是通過箭頭A顯示了測量單元10用于在車輪200的胎圈210上掃描和檢測最佳測量點212的樞轉操作。單元10包括結合在一起的掃描裝置11和距離測量裝置12，它們形成三角測量裝置，例如EP-A2-1174698所披露的。三角測量裝置具有掃描裝置11，它是光源形式，CCD傳感器作為間距測量裝置12。在操作中，從掃描裝置11發出的可以是脈沖形式的激光束將會從車輪上的各掃描的測量點反射。反射的激光通過接收光學裝置聚焦到距離測量裝置12內的CCD傳感器上的給定位置。CCD傳感器可以用于單獨檢測照明強度功能的多個局部最大值。從測量點反射的光束的方向取決于測量點相對于掃描裝置11的距離。因此反射的光束通過接收光學裝置到達CCD傳感器上的給定位置，它由此產生與距離相關的測量信號。換句話說，各反射光由距離測量裝置12接收，并轉換為對應的距離測量信號。該信號提供給處理裝置、電子評定系統等用于進一步處理。
為了檢測車輪200上的最佳測量點，測量單元10繞樞軸15可樞轉地安裝。通過受到該裝置的控制單元控制的步進馬達16來進行樞轉。在測量單元10的非操作位置，通過微開關感測和確定開始樞轉角度或零樞轉角度。由于使用了受限定的步進控制信號來轉動或者控制步進馬達16，因此從步進控制信號提前可以直接獲知測量單元10的各樞轉角度。
樞軸15與三個測量單元10、20、30的位置所限定的參考平面平行，如圖1所示。載體結構100基本位于參考平面中。另外，樞軸15垂直于從載體結構100的中心101至測量單元10的位置處的半徑R。在非操作設置中，測量單元10的掃描裝置11指向載體結構100的中心101，這對應于圖1和圖2中的位置。
現在參考圖2，當開始掃描和測量操作時，控制測量單元10繞其樞軸15連續樞轉，直到掃描裝置12的激光束照射到車輪上的最佳測量點201為止。需要指出，測量單元的各位置此處被稱之為測量位置，與車輪上的測量點相對。
在這種情況下，該裝置包括可旋轉載體結構，也通過旋轉角度傳感器(未顯示)為一個或者多個測量單元的各測量位置確定各旋轉角度。另外，每個測量單元(圖1中的10、20、30和圖2中的10)包括用于確定各測量單元繞各自的樞軸的各樞轉角度的樞轉角度傳感器。
旋轉角度傳感器、至少一個距離測量單元以及各樞轉角度傳感器電連接至電子評定系統，它可以是一個計算機、微控制器或者微計算機(未顯示)。所述計算機根據距離測量值以及各相關的樞轉角度值(以及關于各測量點從設置在車輪胎圈表面上的測量點位置各相關的旋轉角度值)計算一個平面，該平面的方向代表實際的車輪校準。
因此，可以通過已知的數學方法根據至少三個代表性測量點的位置計算前束角和外傾角。如果在車輪表面上可以有多于三個的測量點，例如由于使用多于三個的測量點或者使用可旋轉的載體結構，更多的距離和角度測量值允許更準確地確定車輪校準，例如通過采用各種統計方法例如最小二乘法擬合減少系統誤差。尤其是，具有多于三個的單元的裝置可能是更耐用的，即使在其中一個掃描裝置或者接收裝置不發生作用的情況下，也允許進行一致的校準讀取。因此，整個系統將會更準確和更耐用。另一方面，該裝置的帶有可旋轉載體結構的實施方案將允許僅有一個測量單元，這使得整個系統更加便宜，因此對于不常使用該裝置的修理廠來說，可以用更有競爭力和合理的價格來提供該系統。
可以從所有車輪的結合校準數據以及各校準測量裝置的相對位置，獲得每個車輪的位置，尤其是獲得車輛的整個車輪校準。為此，本發明的無接觸式校準測量裝置可以構建用于整個車輪校準的校準測量系統。
下面參考圖3，該圖是通過本發明的四個車輪校準測量裝置301、302、303、304構建的車輪校準系統的簡化透視圖，其中測量校準裝置設置成用于具有四個車輪的車輛的整個車輪校準的矩形參考結構，圖4是通過本發明的四個車輪校準測量裝置401、402、403、404構建的車輪校準系統的簡化透視圖，其中每個測量校準裝置裝有另外的角度測量裝置411、412、421、422、431、432、441、442，用于確定每個裝置401、402、403、404相對于相鄰裝置的相對位置和方向。
從圖3和4可以看出，載體結構100利用底座125連接至支架120。為了清楚起見，僅在圖3和4的左上角中的裝置具有附圖標記，即測量單元10、20和30、載體100、支架120和底座125。
在圖3中，裝置301、302、303、和304相對彼此被設置成輪廓分明的取向，優選使得相鄰裝置之間的虛擬連接線例如在裝置301和302之間的線L1和在裝置301和304之間的線L2彼此垂直。換句話說，測量裝置301、302、303和304被設置為矩形結構。這種結構可以實現，其中裝置301、302、303、304安裝在用于機動車輛(未顯示)的升降機(未顯示)的側面。另外，在這種情況下，如果所有的或者至少一對(例如裝置302、303)裝置可以是可移動的，以調整在兩對之間的距離，從而與在升降機上的機動車輛的前軸和后軸之間的間距相配，就可以用于整個車輪的校準。
在圖4中，四個車輪校準測量裝置401、402、403、404分別裝有另外的角度測量裝置411、412、421、422、431、432、441、442，它們使得控制該系統的計算機能確定每個裝置401、402、403、404相對于相鄰裝置的相對位置和方向，例如通過裝置401的角度測量裝置411，可以確定相對于裝置402的位置和方向，通過裝置401的角度測量裝置412，可以確定相對于裝置404的位置和方向。因此，盡管該系統略微有點復雜，但是它更靈活，尤其是對于汽車修理廠來說，在這里不是總需要構建校準系統。
本發明提供一種用于機動車輛車輪的3D無接觸式測量校準的校準測量裝置、由幾個裝置形成的用于機動車輛所有車輪的整個車輪校準的系統、以及用于實時進行3D無接觸車輪校準的方法。幾種實施方案提供了一種用于通過非接觸掃描、尤其是整個車輪校準的實時測量進行車輪校準操作的全面診斷工具，并能實現各自無爭議的調整操作。
盡管已經顯示、描述和指出了本發明用于實施方案的基礎特征，但是可以理解，本領域的技術人員可以在此處描述的裝置和方法的形式和細節中作出各種省略、替換和改變，而不會脫離本發明。例如希望按照基本相同的方式執行基本相同的功能和實現基本相同的結果的元件和/或方法步驟的所有結合都包括在本發明的范圍中。另外，應當認識到，此處顯示和/或結合任何公開內容描述的結構和/或元件和/或方法可以用于任何其它披露和/或描述或建議形式或者實施方案，作為設計選項的一般主題。因此希望僅由所附的權利要求的范圍來進行限定。
用于執行此處的其中一個所描述的方法的裝置的實施方案包括或者采用任何適當的電壓或者電流源，例如電池、交流發電機、燃料電池等，提供任何適當的電流和/或電壓，例如大約12V，大約42伏等。
權利要求
1.一種用于無接觸式測量車輪校準的校準測量裝置，該裝置包括一個支撐體，一個載體在所述支撐體處繞旋轉點以可旋轉的方式安裝；至少一個測量單元，安裝在所述載體上，所述測量單元具有一個限定的幾何位置并被構成用于以非接觸方式測量車輪上的測量點相距各測量單元的距離數據，其中所述測量單元能夠圍繞軸線樞轉，所述軸線與和所述載體裝置繞安裝點的旋轉平面相對應的參考平面平行并垂直于從所述旋轉點到所述測量單元的半徑；控制裝置，用于控制所述載體裝置的旋轉和所述至少一個測量單元的樞轉，使測量點在車輪上處于輪輞的胎圈區域中；以及處理裝置，用于根據所提供的至少三個測量點的測量距離數據以及相應的所述至少一個測量單元的相應幾何位置和相應樞轉角、所述載體的相應旋轉角計算車輪校準數據。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置包括所述支撐體處的可控制的載體樞轉裝置，所述載體可操作地安裝在該載體樞轉裝置上，所述樞轉裝置被設置成能夠從所述載體的受控樞轉直接確定相應樞轉角度。
3.如權利要求2所述的裝置，其中，所述載體樞轉裝置是一個步進馬達，其具有作為相應樞轉角的參考位置的至少一個預定樞轉位置。
4.如權利要求2所述的裝置，其中，所述載體樞轉裝置是一個馬達，其設有用于測量所述載體的實際樞轉角度的樞轉傳感器裝置。
5.如權利要求1所述的裝置，其中，所述測量單元(10，20，30)包括光學三角測量裝置(11，12)。
6.如權利要求1所述的裝置，其中，所述測量單元(10，20，30)包括布置成能夠確定相應的樞轉角度的樞轉裝置。
7.如權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置包括三個測量單元(10，20，30)，它們相對于參考平面中的參考點(101)相對彼此設置，使相應的兩個相鄰測量單元間隔120度的角度。
8.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制裝置構成為控制所述至少一個測量單元(10，20，30)的樞轉，使在樞轉過程中由所述測量單元提供的測量數據由所述處理裝置評估，以便檢測所述車輪(200)的輪輞(202)表面上與輪輞(202)的胎圈(210)對應的測量點。
9.如權利要求1所述的裝置，其中，所述支撐體(120)為支架(120)，并且所述載體(100)安裝在所述支架(120)上，使所述參考平面與所述支架(120)的底座(125)基本上垂直。
10.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制裝置構成為連續調節測量單元(10，20，30)的樞轉，從而保持在所述輪輞(202)的胎圈(210)處、在所述輪子(200)的輪輞(202)表面上的相應測量點。
11.如權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置(401，402，403，404)還包括至少兩個附加的光學角度測量單元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其被構成用來跟蹤所述裝置(401，402，403，404)相對于至少一個其它相鄰裝置(401，402，403，404)的相對取向。
12.一種用于無接觸地測量車輪(200)的校準的裝置，包括設置在載體(100)上的至少三個測量單元(10，20，30)，它們的幾何位置限定一個參考平面，每個測量單元(10，20，30)用于以非接觸方式測量車輪(200)上的各測量點(212)相距相應測量單元(10)的距離數據；支撐體(120)，在該支撐體處將載體(100)安裝在安裝點上，其中每個測量單元(10，20，30)能夠繞相應軸線(15)樞轉，所述軸線與所述參考平面平行并與從所述至少三個測量單元的幾何位置的幾何中心(101)開始的半徑(R)垂直；以及控制裝置，用于控制每個測量單元(10，20，30)的樞轉，使車輪(200)上的各測量點處于所述輪輞(202)的胎圈(210)區域中；以及處理裝置，用于根據所提供的所述至少三個測量點的測量距離數據以及各測量單元的相應幾何位置和相應樞轉角計算車輪校準數據。
13.如權利要求12所述的裝置，其中，所述樞轉裝置為一個步進馬達，其具有作為各樞轉角的參考位置的至少一個預定樞轉位置。
14.如權利要求12所述的裝置，其中，所述測量單元(10，20，30)包括光學三角測量裝置(11，12)。
15.如權利要求12所述的裝置，其中，所述測量單元(10，20，30)包括布置成能夠確定相應的樞轉角度的樞轉裝置。
16.如權利要求12所述的裝置，其中，所述裝置包括三個測量單元(10，20，30)，它們相對于參考平面中的參考點(101)相對彼此設置，從而相應的兩個相鄰測量單元間隔120度的角度。
17.如權利要求12所述的裝置，其中，所述控制裝置構成為控制所述至少一個測量單元(10，20，30)的樞轉，從而在樞轉過程中由所述測量單元提供的測量數據由所述處理裝置評估，以便檢測所述車輪(200)的輪輞(202)表面上與輪輞(202)的胎圈(210)對應的測量點。
18.如權利要求12所述的裝置，其中，所述支撐體(120)為支架(120)，并且所述載體(100)安裝在所述支架(120)上，從而所述參考平面與所述支架(125)的底座(125)基本上垂直。
19.如權利要求12所述的裝置，其中，所述控制裝置構成為連續調節測量單元(10，20，30)的樞轉，從而保持在輪輞(202)的胎圈(210)處、在所述輪子(200)的輪輞(202)表面上的相應測量點。
20.如權利要求12所述的裝置，其中，所述裝置(401，402，403，404)還包括至少兩個附加的光學角度測量單元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其構成用來跟蹤所述裝置(401，402，403，404)相對于至少一個其它相鄰裝置(401，402，403，404)的相對取向。
21.一種用于無接觸式校準機動車輛的車輪的校準測量系統，所述系統包括至少四個根據權利要求1-11中任一項所述的校準裝置(301，302，303，304，401，402，403，404)。
22.如權利要求21所述的系統，其中，所述校準裝置(301，302，303，304)以可動的方式安裝至一個升降機上，該升降機用于提升其車輪待校準的機動車輛，其中所述校準裝置以可動的方式安裝在所述升降機的各個側面，其位置能夠被調節至所述升降機上的車輛的車輪位置。
23.如權利要求21所述的系統，其中，所述系統的所述校準裝置連接至中央處理裝置，該中央處理裝置用于相對于預定參考角度計算總體車輪校準所需要的各車輪的相應傾斜角。
24.如權利要求21所述的系統，其中，每個所述校準測量裝置還包括至少兩個附加的光學角度測量單元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其構成用來跟蹤相應裝置(401，402，403，404)相對于所述系統的另一個裝置(401，402，403，404)的相對取向。
25.一種用于無接觸式校準機動車輛的車輪的校準測量系統，所述系統包括至少兩個根據權利要求12-20中任一項所述的校準裝置(301，302，303，304，401，402，403，404)。
26.如權利要求25所述的系統，其中，所述校準裝置(301，302，303，304)以可動的方式安裝至一個升降機上，所述升降機用于提升車輪待校準的機動車輛，其中所述校準裝置以可動的方式安裝在所述升降機的各個側面，其位置能夠被調節至所述升降機上的車輛車輪位置。
27.如權利要求25所述的系統，其中，所述系統的所述校準裝置連接至中央處理裝置，所述中央處理裝置用于相對于預定參考角度計算總體車輪校準所需要的各車輪的相應光學角度。
28.如權利要求25所述的系統，其中，每個所述校準測量裝置還包括至少兩個附加的光學角度測量單元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其構成用來跟蹤相應裝置(401，402，403，404)相對于所述系統的另一個裝置(401，402，403，404)的相對取向。
29.一種確定機動車輛校準的校準測量方法，該方法包括以下步驟控制非接觸測量裝置以檢測車輪輪輞的胎圈上的至少三個不同的測量點，并分別測量從測量裝置至各測量點的距離和角度；以及根據所述至少三個不同測量點的距離和角度計算車輛車輪的校準。
30.如權利要求29所述的方法，其中，所述非接觸測量裝置的控制還包括連續測量所述車輪輪輞上的測量點的距離，以提供校準操作過程中的實時校準數據。
31.如權利要求29所述的方法，其中，所述非接觸測量裝置的控制還包括如下步驟，在所述測量點距離的連續測量之間，周期性的進行快速輪輞掃描，以保持在所述車輪輪輞的胎圈上的位置。
32.如權利要求29所述的方法，還包括計算出整體車輪校準所需的每個車輪相對于預定參考角度的相應傾斜角度。
33.如權利要求29所述的方法，還包括如下步驟，非接觸式地跟蹤所述車輛所有車輪的校準相對于彼此的相對方向；以及計算所述車輛所有車輪的總體車輪校準。
全文摘要
本發明提供了一種用于3D無接觸測量機動車輛車輪(200)校準的校準測量裝置(301，302，303，304；401，402，403，404)，由幾個裝置(301，302，303，304；401，402，404)形成的用于對機動車輛的所有車輪進行整體車輪校準的系統以及用于實時進行3D無接觸車輪校準的相應方法。幾種實施方案提供了通過無接觸掃描尤其是進行實時測量以便進行整體車輪校準來提供用于車輪的校準操作的綜合診斷工具，并且能夠進行相應的無干擾調節操作。
文檔編號G01B11/26GK101055230SQ20071009108
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月9日 優先權日2006年4月10日
發明者F·布拉格希羅利 申請人:施耐寶儀器股份有限公司