專利名稱：輪胎動平衡測量中的主軸不平衡量測量方法及輪胎平衡機的制作方法
技術領域：
本發明涉及輪胎動平衡測量領域，尤其涉及輪胎動平衡測量中的主軸不平衡量測 量方法及輪胎平衡機。
背景技術：
隨著中國汽車工業的發展，中國汽車市場的不斷壯大，對輪胎平衡機的需求越來 越大，但國內對輪胎平衡機的研發和生產相對比較落后。不平衡是由于慣性力或離心慣性力沒有消除造成的。不平衡量是矢量。在輪胎制 造過程中輪胎的重心不與旋轉軸中心重合，其繞車軸旋轉時，在各個方向上產生大小不同 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 時會產生交變的徑向力，偶不平衡量產生交變的側向力，從而導致車輛在行駛過程中產生 上下顛簸和左右擺動，影響車輪舒適性和安全性，加快汽車零部件損壞，增加油耗和對環境 的污染，更嚴重的甚至引發交通事故。輪胎的動平衡性能是衡量輪胎質量好壞的重要指標。 輪胎平衡機就是通過測量輪胎的不平衡量的大小和位置，然后指示人們對輪胎作補償使輪 胎達到平衡的儀器。但如果主軸本身存在不平衡量時，就會疊加到輪胎上，這樣測量出的不平衡量就 是主軸和輪胎的不平衡量的合力，大大影響測量結果，從而不能準確地對輪胎的動不平衡 量的進行補償。
發明內容
本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種輪胎動平衡測量中的主軸不平 衡量測量方法及輪胎平衡機，能夠在進行輪胎動平衡測量過程中，測量得到主軸所產生的 不平衡量。為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種輪胎動平衡測量中的主軸不平 衡量測量方法，包括
進行第一次輪胎動平衡測量，并計算得到在輪胎相應校正面的第一次測量的等效不平 衡力矢量值，所述第一次測量的等效不平衡力矢量值包括由輪胎和與輪胎相連接的主軸在 第一次動平衡測試過程中在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力的合力的矢量值；
在主軸固定不變的情況下，將與所述主軸相連接的輪胎旋轉特定角度后，進行第二次 輪胎動平衡測量，計算得到在輪胎相應校正面的第二次測量的等效不平衡力矢量值，所述 第二次測量的等效不平衡力矢量值包括由輪胎和與輪胎相連接的主軸在第二次動平衡測 試過程中在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力的合力的矢量值；
根據所述第一次測量的等效不平衡力矢量值和所述第二次測量的等效不平衡力矢量 值計算得到在輪胎相應校正面的主軸等效不平衡力矢量值；
根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大小，并 確定其在主軸上的方向角度。
相應地，本發明實施例還提供了一種輪胎平衡機，包括
計算模塊，用于在進行第一次輪胎動平衡測量后，對測量得到的原始數據進行計算，計 算得到在輪胎相應校正面的第一次測量的等效不平衡力矢量值，并且，在主軸固定不變的 情況下，將與所述主軸相連接的輪胎旋轉特定角度后，進行第二次輪胎動平衡測量后，對測 量得到的原始數據進行計算，計算得到在輪胎相應校正面的第二次測量的等效不平衡力矢 量值，所述第一次測量的等效不平衡力矢量值和所述第二次測量的等效不平衡力矢量值包 括由輪胎和與輪胎相連接的主軸在相應的動平衡測試過程中所產生的等效不平衡力的合 力的矢量值；
主軸等效不平衡力計算模塊，用于根據所述計算模塊得到的第一次測量的等效不平衡 力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值，計算得到在輪胎相應校正面的主軸等效不 平衡力矢量值；
主軸不平衡量計算模塊，用于根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力計算模塊得到 的主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大小，并確定其在主軸上的方向角度。實施本發明實施例，具有如下有益效果
通過兩次進行輪胎動平衡測量得到相應的等效不平衡力矢量值，根據得到兩個等效不 平衡力矢量值，便可簡單方便地得到輪胎動平衡測量過程中主軸所產生的不平衡量的大小 以及該不平衡量在主軸上位置，從而方便測試人員進行相應的如貼鉛等對主軸不平衡量的 補償操作，以減小主軸所產生的等效不平衡力帶來的誤差，得到較為準確的輪胎動平衡量， 或者方便測試人員根據測得的輪胎不平衡量以及輪胎動平衡測量過程中主軸所產生的不 平衡量的大小進行相應的計算，從而得到較為準確的輪胎動平衡量；同時，由于在每次進行 了主軸不平衡量的補償后，再次進行主軸不平衡量測量時，均進行粗標定系數的再標定，使 得相應的粗標定系數越來越精確，這樣一來，計算得到的相應壓力傳感器檢測到的感應力 也會越來越精確，主軸不平衡量的大小則更為精確，進一步的使得測試人員能夠更為準確 地對主軸不平衡量進行補償操作，或者得到更為精確的輪胎動不平衡量。
圖1是本發明實施例的輪胎平衡機的結構組成示意圖； 圖2是本發明實施例的輪胎平衡機各計算參數示意圖3是本發明實施例的輪胎動平衡測量中的主軸不平衡量測量方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。請參見圖1，是本發明實施例的輪胎平衡機的結構組成示意圖，輪胎的相應校正面 包括輪胎外側和內側，本實施例以輪胎外側進行說明。該輪胎平衡機包括第一壓力傳感器 1、第二壓力傳感器2、存儲模塊3，計算模塊4，主軸等效不平衡力計算模塊5，主軸不平衡量計算模塊6，其中
所述第一壓力傳感器1和所述第二壓力傳感器2設置在主軸上兩個特定位置，與所述 計算模塊4相連接，用于在主軸隨被測輪胎轉動時，檢測在輪胎旋轉過程中在主軸上產生 的感應力，該感應力為輪胎所產生的感應力和主軸所產生的感應力的合力；所述第一壓力 傳感器1和所述第二壓力傳感器2得到感應力合力的原始數據即感應電信號后，所述計算 模塊4對該感應電信號進行計算得到相應的在輪胎外側的等效不平衡力矢量值，具體得到 包括由輪胎和與輪胎相連接的主軸在第一次動平衡測試過程中所產生的在輪胎外側的等 效不平衡力的合力的矢量值，即第一次測量的等效不平衡力矢量值，和包括由輪胎和與輪 胎相連接的主軸在第二次動平衡測試過程中所產生的等效不平衡力的合力的矢量值，即第 二次測量的等效不平衡力矢量值。在進行輪胎動平衡測量之前，標定壓力傳感器的感應電信號和感應力之間的粗標 定系數，具體的，取一個標準輪胎裝卡在主軸上，進行壓力傳感器系數粗標定，得到第一壓 力傳感器1和所述第二壓力傳感器2的第一組粗標定系數K1和K2，并將所述粗標定系數存 儲于存儲模塊3中，以便于所述計算模塊4能夠根據所述存儲模塊3存儲的粗標定系數以 及兩個壓力傳感器檢測得到的感應電信號，計算得到相應的在輪胎外側的第一次測量的等 效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值。所述存儲模塊3可存儲多組粗標 定系數，以便于在多次進行的主軸不平衡的測量過程中，所述運算模塊4實現對原始數據 的計算得到相應面如輪胎外側的等效不平衡力矢量值。由于本次標定是在存在主軸所產生 的不平衡量的情況下進行的，標定的相應系數并不是很精確，因此稱之為粗標定系數。另外，該輪胎平衡機還可包括一個旋轉套筒，在進行輪胎動平衡檢測時固定在主 軸上，其用于實現主軸不平衡量的貼鉛補償，具體請參見圖2，旋轉套筒上貼鉛位置距輪胎 內側距離為dm。所述計算模塊4，用于在進行第一次輪胎動平衡測量后，對測量得到的原始數據進 行計算，得到在輪胎相應校正面的第一次測量的等效不平衡力矢量值，并且，在主軸固定不 變的情況下，將與所述主軸相連接的輪胎旋轉特定角度，進行第二次輪胎動平衡測量后，對 測量得到的原始數據進行計算，得到在輪胎相應校正面的第二次測量的等效不平衡力矢量 值，所述第一次測量的等效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值包括由輪 胎和與輪胎相連接的主軸在相應的動平衡測試過程中所產生的等效不平衡力的合力的矢 量值。具體的，所述計算模塊4是根據存儲模塊3中存儲的為本次主軸測量標定的粗標 定系數K1和K2，對原始數據進行計算的。可采用如下方式測量得到相應的第一次測量的等 效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值
轉動裝卡在主軸上的輪胎，使其氣門嘴處于向上正中位置，然后運行一次輪胎不平衡 量檢測，所述第一壓力傳感器1和所述第二壓力傳感器2檢測在主軸上產生的感應力的原 始數據即感應電信號，獲取到所需數據后，踩住剎車，所述運算模塊4根據所述存儲模塊3 中存儲的粗標定系數以及原始數據即感應電信號，計算得到第一次測試過程中輪胎和主軸 共同產生的在輪胎外側的等效不平衡力矢量值，即第一次測量的等效不平衡力矢量值；
保持主軸位置不動，松開輪胎裝卡，讓輪胎轉動特定角度180度后即輪胎的氣門嘴在 向下正中位置，再次運行輪胎不平衡量的檢測，所述第一壓力傳感器1和所述第二壓力傳
8感器2記錄在主軸上產生的感應力的原始數據即感應電信號，獲取到所需數據后，踩住剎 車，所述運算模塊4根據所述存儲模塊3中存儲的粗標定系數以及原始數據即感應電信號， 計算得到第二次測試過程中輪胎和主軸共同產生的在輪胎外側的等效不平衡力矢量值，即 第二次測量的等效不平衡力矢量值。主軸等效不平衡力計算模塊5，用于根據所述計算模塊4得到的第一次測量的等 效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值，計算得到在輪胎相應校正面的主 軸等效不平衡力矢量值；
具體的，所述主軸等效不平衡力計算模塊5可包括
第一計算子單元，用于根據所述第一次測量的等效不平衡力矢量值、所述第二次測量 的等效不平衡力矢量值以及力學模型，并對預設的計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式 進行平方和相加，計算得到第一次動平衡測量和第二次動平衡測量過程中主軸在輪胎相應
校正面所產生的等效不平衡力的大小^^ ；
第二計算子單元，用于根據所述第一計算子單元計算得到的^#計算得到第一次動 平衡測量和第二次動平衡測量過程中的主軸所產生的等效不平衡力的方向角度值，以 得到主軸等效不平衡力矢量值；
所述計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式具體為
權利要求
1.一種輪胎動平衡測量中的主軸不平衡量測量方法，其特征在于，包括進行第一次輪胎動平衡測量，并計算得到在輪胎相應校正面的第一次測量的等效不平 衡力矢量值，所述第一次測量的等效不平衡力矢量值包括由輪胎和與輪胎相連接的主軸在 第一次動平衡測試過程中在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力的合力的矢量值；在主軸固定不變的情況下，將與所述主軸相連接的輪胎旋轉特定角度后，進行第二次 輪胎動平衡測量，計算得到在輪胎相應校正面的第二次測量的等效不平衡力矢量值，所述 第二次測量的等效不平衡力矢量值包括由輪胎和與輪胎相連接的主軸在第二次動平衡測 試過程中在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力的合力的矢量值；根據所述第一次測量的等效不平衡力矢量值和所述第二次測量的等效不平衡力矢量 值計算得到在輪胎相應校正面的主軸等效不平衡力矢量值；根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大小，并 確定其在主軸上的方向角度。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一次測量的等效不平衡力 矢量值和所述第二次測量的等效不平衡力矢量值計算得到在輪胎相應校正面的主軸等效 不平衡力矢量值的步驟，具體包括根據所述第一次測量的等效不平衡力矢量值、第二次測量的等效不平衡力矢量值以及 力學模型，并對預設的計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式進行平方和相加，計算得到 第一次動平衡測量和第二次動平衡測量過程中主軸在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力大小，同時，計算得到第一次動平衡測量和第二次動平衡測量過程中的主軸在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力的方向角度值，以得出主軸等效不平衡力矢量 ；所述計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式具體為F1 siii Ζ +F2sm Z2= 2F_ smZ&J71CosZI +J72CosZ 2 =平方和相加得到的方程式為(J71 siii Zl+ F2 sin Z2)2 +(J71 cosZl+ F2 cosZ2f = 4^2^其中，冉為所述第一次測量的等效不平衡力矢量值對應的等效不平衡力的大小，Zl 為朽的方向角度值，巧為第二次測量的等效不平衡力矢量值對應的等效不平衡力的大小，Z2為巧的方向角度值。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，與主軸相連的輪胎進行的兩次輪胎動平衡 測量過程中采用了兩個壓力傳感器設置在主軸上，以對主軸上產生的感應力進行檢測，并 在主軸上設置旋轉套筒以進行貼鉛補償；所述根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大 小，并確定其在主軸上的方向角度的步驟，具體包括根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力矢量值，并根據預設的計算主軸不平衡量的方程式，得到在主軸旋轉套筒上指定的貼鉛位置的動不平衡量〃4 ；確定在所述貼鉛位置上進行動不平衡量補償的方向角度值為； 所述計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式具體為 P1 *B + N1 *(p+ -iss) + Fjs (￡ + ρ + dis)= 0B+F1 主鍤 *dis+ N1 + NR{L + ρ +dis) = 0( + P^m * ε β)*Β + N1*(ρ+dis)+Nm(I+ρ + dis) = 0,主楊m擁R ω2 = m!主鋪r Φ2 *dis / B其中，P1為輪胎不平衡量和主軸不平衡量在輪胎相應校正面上的合力的矢量值，dis為輪胎至平衡機的距離^力輪胎寬度，R為輪胎半徑，M1為第一個壓力傳感器檢測得到的感應力矢量值，Nr為第二個壓力傳感器檢測到的感應力矢量值，P為平衡機機箱壁到第 一個壓力傳感器的距離力兩個壓力傳感器之間的距離， 為輪胎在測試過程中的角速 度值，選取在輪胎平衡機機箱壁邊緣處的主軸的旋轉套筒處進行貼鉛補償，貼鉛位置距輪胎內側距離為，旋轉套筒的半徑為^ , F^為主軸不平衡量在輪胎相應校正面的等效不 平衡力矢量值，等效不平衡質量為, 為旋轉套筒貼鉛位置的主軸等效力矢量值，等效不平衡質量為。
4.如權利要求2或3所述的方法，其特征在于，在進行第一次輪胎動平衡測量之前，建 立用于檢測主軸上的感應力的兩個壓力傳感器的感應電信號和感應力大小之間的第一組 粗標定系數，以便于計算得到在輪胎相應校正面的等效不平衡力矢量值，所述根據動平衡 條件和所述主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大小，并確定其在主軸上 的方向角度的步驟之后，還包括根據計算得到的主軸上的動不平衡量以及確定的方向角度，對主軸進行不平衡量補償；建立兩個壓力傳感器的感應電信號和感應力大小之間的第二組粗標定系數，重復執行 上述的主軸測量步驟，直至所述主軸上動不平衡量達到預設的誤差范圍內。
5.一種輪胎平衡機，其特征在于，包括計算模塊，用于在進行第一次輪胎動平衡測量后，對測量得到的原始數據進行計算，得 到在輪胎相應校正面的第一次測量的等效不平衡力矢量值，并且，在主軸固定不變的情況 下，將與所述主軸相連接的輪胎旋轉特定角度，進行第二次輪胎動平衡測量后，對測量得到 的原始數據進行計算，得到在輪胎相應校正面的第二次測量的等效不平衡力矢量值，所述 第一次測量的等效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值包括由輪胎和與 輪胎相連接的主軸在相應的動平衡測試過程中所產生的等效不平衡力的合力的矢量值； 主軸等效不平衡力計算模塊，用于根據所述計算模塊得到的第一次測量的等效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值，計算得到在輪胎相應校正面的主軸等效不 平衡力矢量值；主軸不平衡量計算模塊，用于根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力計算模塊得到 的主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大小，并確定其在主軸上的方向角度。
6.如權利要求5所述的輪胎平衡機，其特征在于，所述主軸等效不平衡力計算模塊具 體包括第一計算子單元，用于根據所述第一次測量的等效不平衡力矢量值、所述第二次測量 的等效不平衡力矢量值以及力學模型，并對預設的計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式 進行平方和相加，計算得到第一次動平衡測量和第二次動平衡測量過程中主軸在輪胎相應校正面所產生的等效不平衡力的大小；第二計算子單元，用于根據所述第一計算子單元計算得到的計算得到第一次動 平衡測量和第二次動平衡測量過程中的主軸所產生的等效不平衡力的方向角度值，以 得到主軸等效不平衡力矢量值;所述計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式具體為F1 siii Zl+F2 sin Z2= 2F織 sin ΖθF1CosZl + i 2cosZ2 = 2F^cosZ θ平方和相加得到的方程式為(F1 sin Zl+ F2 siri Ζ2)2 +(巧 cosZl+ F2 cosZ2f = AF2^m其中，巧為所述第一次測量的等效不平衡力矢量值對應的等效不平衡力的大小，一 1 為朽的方向角度值，巧為第二次測量的等效不平衡力矢量值對應的等效不平衡力的大/J，Z2為巧的方向角度值。
7.如權利要求6所述的輪胎平衡機，其特征在于，還包括設置在機箱壁邊緣處主軸上的旋轉套筒，其用于實現貼鉛補償； 兩個壓力傳感器，設置在主軸上的兩個特定位置，與所述計算模塊相連接，用于檢測主 軸上產生的感應力得到原始數據；所述主軸不平衡量計算模塊具體包括第三計算子單元，用于根據動平衡條件和所述主軸等效不平衡力計算模塊計算得到的 主軸等效不平衡力矢量值，并根據預設的計算主軸動不平衡量的方程式，計算得到主軸的旋轉套筒上貼鉛位置的動不平衡量,同時確定在所述貼鉛位置上進行動不平衡量補償的方向角度值為；所述計算主軸等效不平衡力矢量值的方程式具體為 Fl *B + N1 *(p+dis) + NA(L + p + dis) = O* 5 + *dis + NL*{p + dis.)+ Nii {L +ρ + dis) = O( + F^ *dis/s)*B + M1 *(ρ+dis、+ Nm(L+p + dis)- 0,主飧=尹插* —丨B m主鍵Ra - m1 主稀r 來dis / B其中，- 為輪胎不平衡量和主軸不平衡量在輪胎相應校正面上的合力的矢量值，dis 為輪胎至平衡機的距離力輪胎寬度 力輪胎半徑，M1為第一個壓力傳感器檢測得到的感應力矢量值，Mr為第二個壓力傳感器檢測到的感應力矢量值，P為平衡機機箱壁到第一個壓力傳感器的距離-力兩個壓力傳感器之間的距離，為輪胎在測試過程中的角速 度值，選取在輪胎平衡機機箱壁邊緣處的主軸的旋轉套筒處進行貼鉛補償，貼鉛位置距輪胎內側距離為—，旋轉套筒的半徑為^ ,妄—為主軸不平衡量在輪胎相應校正面的等效不 平衡力矢量值，等效不平衡質量為, Ft^為旋轉套筒貼鉛位置的主軸等效力，等效不平衡質量為〃4 。
8.如權利要求6或7所述的輪胎平衡機，其特征在于，還包括 存儲模塊，用于存儲設置的粗標定系數以便于所述計算模塊計算得到相應的第一次測 量的等效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值。
全文摘要
本發明實施例公開了一種輪胎動平衡測量中的主軸不平衡量測量方法，包括進行第一次輪胎動平衡測量，計算得到第一次測量的等效不平衡力矢量值；在主軸固定不變的情況下，將與主軸相連接的輪胎旋轉特定角度后，進行第二次輪胎動平衡測量，計算得到第二次測量的等效不平衡力矢量值；根據第一次測量的等效不平衡力矢量值和第二次測量的等效不平衡力矢量值計算得到主軸等效不平衡力矢量值；根據動平衡條件和主軸等效不平衡力矢量值，計算得到主軸不平衡量的大小，并確定在主軸上的位置。本發明實施例還公開了一種輪胎平衡機。采用本發明，可方便測試人員在輪胎動平衡量過程中過濾掉主軸所產生的不平衡量帶來的測量誤差，得到較為準確的輪胎不平衡量。
文檔編號G01M1/16GK102072797SQ20101059488
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者劉均, 林鋼 申請人:深圳市元征軟件開發有限公司