用于测量轮胎的胎纹深度的装置和方法制造方法及图纸

一种用于对轮胎（12）的胎面的胎纹进行测量的装置拥有多个测量模块（26），所述测量模块横向于所述轮胎（12）的滚动方向（F）来布置并且与一个共同的测评机构（30）相连接，其中每个测量模块（26）都具有至少一个照明机构（4）和至少一个图像拍摄机构（18），其中所述照明机构如此构成和布置，使得其在运行中将至少一条光线（6）投影到有待测量的胎纹上，并且其中所述图像拍摄机构构造用于拍摄有待测量的胎纹的、至少一个区域的至少一张图像。所述至少一个照明机构（4）和所述至少一个图像拍摄机构（18）如此构成和布置，使得所述照明机构（4）的照明方向与所述图像拍摄机构（18）的图像拍摄方向既不彼此平行地定向，也不正交于所述轮胎（12）的胎面定向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量轮胎的胎纹深度的装置和方法
本专利技术涉及用于对至少一个轮胎、尤其是机动车轮胎的胎纹深度进行测量的一种装置和一种方法。
技术介绍
为了测量轮胎的胎纹深度，知道不同的、用于进行人工的或者自动的胎纹深度测量的方法、机械地或者无接触地测量的方法以及用于在车辆或者轮胎停止或者滚动时进行测量的方法。比如在DE19705047A1和EP1394503B1中说明了用激光扫描仪在辊式试验台中进行胎纹深度测量的三角测量法。DE4316984说明了一种用于在停止状态中或者在驶到测量装置上时测量胎纹深度的方法。在此，沿着横向于所述轮胎的滚动方向的线条来移动布置在活动的滑座上的三角测量传感器。WO97/07380A2说明了将光隙法用一个或者多个光断面（Lichtschnitte）在从上面驶过时进行测量的情况，在从上面驶过时所述测量装置与所述车辆一起运动。DE1809459说明了一种用于在从上面驶过时测量胎纹深度的光隙法。在此沿着一条单个的、平行于轮胎的旋转轴线的光线来测量所述胎纹深度。所述方法主要基于对于胎纹的、由倾斜入射的光源所产生的阴影的研究。EP0469948A1同样说明了一种用于对处于流动的交通中的机动车的胎纹深度进行自动的检测的装置。所述测量装置处于路面的下面。不是对横向于轮胎的滚动方向的光线而是对多个光点进行测量，并且根据所成像的点的亮度区别来推断出胎纹深度。为了提高精度，沿着行驶方向先后布置多个测量机构。DE102009016498A1公开了一种用于检测车辆轮胎的胎纹深度的方法，其中所述轮胎被安装在车辆上，对于该方法来说所述轮胎液到测量站上面或者放在所述测量站上。在至少一条横向于所述轮胎的滚动方向的测量线上以光学方式对轮胎的胎纹进行扫描，其中从光源上发出的扇形射束被传感器接收并且借助于三角测量法对所反射的扇形射束的信号进行测评。DE102006062447A1同样借助于光隙-三角测量法在轮胎在缝隙上面滚动的过程中测量胎纹的一个区域。该方法规定，借助于以较高的速度在胎面上滚动的棱柱来横向于车轮的滚动方向导引照明线（Beleuchtungslinie）。通过平行地移动的照明行（Beleuchtungszeile），可以在处于所述缝隙上的轮胎表面相对于所述测量装置处于静止状态中时连续地并且以较高的密度对轮胎的整个断面进行扫描。EP0469948B1、EP1952092B1和US7578180B2说明了其它用于在从上面驶过时进行胎纹测量的三角测量法的变型方案。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供用于对尤其是机动车的车轮的胎纹深度进行测量的、一种得到改进的装置和一种得到改进的方法，所述装置和方法适合于大量的轮胎宽度、具有较高的测量精度并且可以容易地操作或者执行。该任务通过一种按下文所述的用于对轮胎的胎面的胎纹深度进行测量的装置以及一种按下文所述的用于对轮胎的胎面的胎纹深度进行测量的方法得到解决。下文还描述了一种按本专利技术的装置的以及一种按本专利技术的方法的可能的实施方式。按本专利技术的、用于对轮胎的胎面的胎纹进行测量的装置具有多个测量模块，所述测量模块横向于所述轮胎的滚动方向来布置并且与一个共同的测评机构相连接。每个测量模块都具有至少一个照明机构和至少一个图像拍摄机构，其中所述照明机构如此构成和布置，使得其在运行中将至少一条光线投影到有待测量的胎纹上，并且其中所述图像拍摄机构构造用于拍摄有待测量的胎纹的、至少一个区域的至少一张图像。所述至少一个照明机构和所述至少一个图像拍摄机构如此构成和布置，使得所述照明机构的照明方向与所述图像拍摄机构的图像拍摄方向既不彼此平行地定向，又不正交于所述轮胎的胎面定向。一种用于用按本专利技术的装置来测量轮胎的胎面的胎纹的方法包括以下步骤：使有待测量的轮胎在所述装置上滚动；在有待测量的胎纹在所述装置上滚动的过程中，用所述照明机构相应地将至少一条光线投影到所述胎纹上；在所述胎纹在所述装置上滚动的过程中，用所述图像拍摄机构相应地拍摄所述胎纹的、至少一张被反射的图像；在所拍摄的图像中对所投影的光线进行识别并且将其分配给所述照明机构之一；并且对所述光线的、所拍摄的图像进行测评，用于确定所述胎纹的深度。按本专利技术的装置和按本专利技术的方法能够用传统的结构元件、尤其是用市场通行的、成本低廉的表面图像传感器来稳健地并且舒适地测量具有几乎任意的宽度的机动车轮胎的胎纹深度。在一种实施方式中，所述测量模块的照明机构如此构成，使得其将包括多条光线的图案（Muster）投影到所述胎纹上。通过具有多条光线而不是具有一条唯一的光线的图案的使用，还可以进一步改进所述测量的稳健性以及所述测量结果的精度。在一种实施方式中，所述照明机构相应地具有至少一个衍射的光学元件（“DOE”），用于产生光图案。衍射的光学元件可以被设计得比常规的、用于产生光线图案的光学元件简单，产生均匀的强度分布，并且与比如光学的掩模不同的是，几乎完全利用入射的光束的能量。在一种实施方式中，所述照明机构如此构成，从而对各条光线进行编码，使得其能够明确地识别并且尤其能够明确地分配给所述测量模块之一。各条光线的可识别性是必要的，用于结合较大数目的光线来实现较高的测量精度。所述编码可以包括空间上的编码、时间上的编码或者由这两种编码构成的组合。空间上的编码比如可以通过合适地构成的、产生具有可变的线条间距的线条图案的、衍射的光学元件来实现。作为替代方案，也可以改变线条的宽度、线条图案和/或线条形状。作为替代方案或者补充方案，可以对所述线条进行时间上的编码，办法是：不是同时地而是以预先给定的时间上的次序将所述光线投影到所述胎纹上。在一种实施方式中，所述图像拍摄机构相应地具有至少一个光学元件，所述光学元件构造用于：使所述图像拍摄机构的图像拍摄区域在光学上变形，尤其是沿着滚动方向对其进行压缩并且/或者横向于所述轮胎的滚动方向使其扩大。通过这样的光学元件，可以最佳地利用所述表面图像传感器的预先给定的拍摄面，从而可以以保持相同的财务开销来改进所述测量的精度。作为光学元件，尤其可以使用柱面透镜。作为替代方案或者补充方案，可以改进对于所述图像传感器的拍摄面的利用情况，方法是：将通常矩形的表面图像传感器以旋转了90°的方式来布置，使得胎纹的、平行于轮胎的滚动方向伸展的方向沿着所述表面图像传感器的、具有较高数目的像点的方向被成像，其中沿着所述轮胎的滚动方向需要或者期望较高的分辨率。在一种实施方式中，所述测量模块如此构成，使得不同的测量模块的照明机构和图像拍摄机构沿着有待测量的轮胎的滚动方向相对于彼此偏移地、也就是说沿着所述轮胎的滚动方向先后布置。通过这样的偏移的布置方式，来可靠地防止一个测量模块的光线被投影到相邻的测量模块的测量区域中。在这种情况中，没有必要如此对所述光线进行编码，使得各个测量模块的光线可以彼此区分；因此所述各个测量模块的照明机构可以相同地构成。除此以外，借助于沿着车辆的行驶方向先后布置的测量模块可以测定车辆的速度，而为此不需要额外的传感器。在一种实施方式中，所述彼此直接相邻的测量模块的、衍射的光学元件以相对于彼此扭转的方式来布置，使得彼此搭接的、由彼此直接相邻的测量模块的照明机构产生的光图案（Lichtmuster）被不同地编码。根据不同的编码，可以将所述光图案明确地分配给本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于用测量模块（26）来对轮胎（12）的胎面的胎纹进行测量的装置，所述测量模块具有至少一个照明机构（4）和至少一个图像拍摄机构（18），其中所述照明机构（4）如此构成和布置，使得其在运行中将至少一条光线（6）投影到有待测量的胎纹上，并且其中所述图像拍摄机构（18）构造用于拍摄有待测量的胎纹的、至少一个区域的至少一张图像；其中所述至少一个照明机构（4）和所述至少一个图像拍摄机构（18）如此构成和布置，使得所述照明机构（4）的照明方向与所述图像拍摄机构（18）的图像拍摄方向既不彼此平行地定向，也不正交于所述轮胎（12）的胎面定向，其特征在于，所述装置具有多个测量模块（26），这些测量模块横向于所述轮胎（12）的滚动方向（F）来布置并且与一个共同的测评机构（30）相连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 DE 102012224260.01.用于用测量模块（26）来对安装在车辆（10）上的轮胎（12）的胎面的胎纹深度进行测量的装置，所述测量模块构造用于被所述车辆（10）驶过并且具有至少一个照明机构（4）和至少一个图像拍摄机构（18），其中所述照明机构（4）如此构成和布置，使得其在运行中将至少一条光线（6）投影到有待测量的胎纹上，并且其中所述图像拍摄机构（18）构造用于拍摄有待测量的胎纹的、至少一个区域的至少一张图像；其中所述至少一个照明机构（4）和所述至少一个图像拍摄机构（18）如此构成和布置，使得所述照明机构（4）的照明方向与所述图像拍摄机构（18）的图像拍摄方向既不彼此平行地定向，也不正交于所述轮胎（12）的胎面定向，并且所述装置具有多个测量模块（26），这些测量模块横向于所述轮胎（12）的滚动方向来布置并且与一个共同的测评机构（30）相连接，其中所述照明机构（4）如此构成，从而对各条光线（6）进行了编码，使得其能够识别并且能够明确地分配给所述测量模块（26）之一。2.按权利要求1所述的装置，其中所述测量模块（26）的照明机构（4）相应地构造用于将包括多条光线（6）的图案投影到所述胎纹上。3.按权利要求2所述的装置，其中所述照明机构（4）分别具有至少一个衍射的光学元件（46），所述光学元件构造用于产生所述包括多条光线（6）的图案。4.按权利要求1所述的装置，其中所述编码包括一种空间上的编码、一种时间上的编码或者由这两种编码构成的组合。5.按权利要求1到4中任一项所述的装置，其中所述图像拍摄机构（18）分别具有至少一个光学元件（22、23），所述光学元件构造用于使所述图像拍摄机构（18）的图像拍摄区域变形。6.按权利要求5所述的装置，其中所述图像拍摄机构（18）的至少一个光学元件（22、23）是柱面透镜。7.按权利要求5所述的装置，其中所述图像拍摄机构（18）的至少一个光学元件（22、23）构造用于平行于所述轮胎（12）的滚动方向对所述图像拍摄区域进行压缩并且/或者横向于所述轮胎（12）的滚动方向来扩大所述图像拍摄区域。8.按权利要求1到4中任一项所述的装置，其中所述图像拍摄机构（18）具有表面图像传感器（8），该表面图像传感器沿着其表面的两个方向具有不同的数目的像素并且该表面图像传感器如此布置，使得具有更多数目的像素的方向平行于所述车辆（10）的行驶方向（F）来布置。9.按权利要求3所述的装置，其中所述测量模块（26）...

【专利技术属性】
技术研发人员：M路德，G诺比斯，J温伯米勒，V尤芬坎普，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE