Устройство для диагностирования шин

 

Изобретение относится к оборудованию для диагностирования состояния пневматических шин транспортных средств по площади их пятна контакта на опорной поверхности. Целью изобретения является повышение функциональных возможностей устройства. Устройство состоит из ДВ5ОС опорных плит 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ш 4 С 01 М 17/02 В 60 С 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4248585/31-11 (22) 20.05.87 (46) 15.12.88 Бюл. У 46 (71) Горловский филиал Донецкого политехнического института (72) Л.Л.Лагонский, В.И.Иванов, Г.В.Князев И А.И.Солдатов (53) 629, 113,012. 558.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1124195, кл. С 01 М 17/02, 1983. (54) УстРойство Для ДиАГностиРОВАния

ШИН (57) Изобретение относится к оборудованию для диагностирования состояния пневматических шин транспортных средств по площади их пятна контакта на огорной поверхности, Целью изобретения является повышение функциональных возможностей устройства. устройство состоит из двух опорных плит 1

1444640 с установленными в них чувствительными элементами в виде пластин 4,5 и наконечников 8, кинематически связанных соответственно с датчиками импульсов 6 и 7 измерения скорости качения колеса и датчиками 9 поперечных координат. Выходы датчиков

6, 7 и 9 связаны с входами электронной системы, включающей датчик 10 скорости, блок 11 измерения поперечных координат, блок 12 деления, блок

14 управления, блок 13 электронных ключей, блок 15 запоминающих устройств, блок 16 регистрации результатов измерений, блок 17 установки начального состояния системы и ее запуска и схему 18 задержки.Измерение пятна контакта производится при движении транспортного средства по опорным плитам 1. При перекатывании шины передней оси автомобиля через. чувствительные элементы 4 и 5 поочередно срабатывают кинематически связанные с ними датчики импульсов 6 и 7.

При этом с датчика 10 скорости на вход блока 12 деления в параллельном двоично-десятичном коде поступает серия импульсов, число которых обратно пропорционально скорости двиИзобретение относится к. оборудованию для диагностирования пневматических шин транспортных средств по комплексному (интегральному) параметру—

5 площади их пятна контакта на опорной поверхности.

Цель изобретения — повышение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг,3 — блок-схема измерительной части устройства.

Устройство для диагностирования шин состоит из двух неподвижных опор- 15 ных плит 1, в одной из которых выполнены две поперечно расположенные на расстоянии S друг от друга прорези 2 и 3, в которых вмонтированы чувствительные элементы, выполненные в виде пластин 4 и 5, подпружиненных относительно опорной плиты 1 и кинежения транспортного средства. При дальнейшем перемещении транспортного средства происходит взаимодействие шины с наконечниками 8. В результате на выходе блока 11 измерения поперечных координат формируется электрический сигнал из серии импульсов двоично-десятичном коде, число которых пропорционально площади пятна контакта шины и времени перекатывания шины через наконечники 8. После выхода шины из контакта с наконечниками 8 срабатывает блок 14 управления блоком деления и сигнал с выхода блока 11 подается на вход блока 12. Блок 12 производит операцию деления числа этих импульсов на число импульсов с датчика 10 скорости, и результат деления через блоки 13 и 15 электронных ключей и запоминающих устройств передается в блок 16 регистрации результатов измерения и отображается им на информационном табло в цифровом виде числом, пропорциональным площади пятна контакта шины. При дальнейшем движении транспортного средства происходит аналогичным образом измерение площади пятна контакта шин задней оси. 3 з.п. ф-лы, 3 ил . матически связанных с датчиками 6 и 7 импульсов (например, выполненных в виде концевых выключателей).

Не незначительном расстоянии от второй поперечной прорези 3 в каждой опорной плите 1 выполнен ряд отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга на прямой, параллельной поперечным прорезям 2 и 3.

В этих отверстиях размещены чувствительные элементы в виде наконечников 8, кинематически соединенных с датчиками 9 поперечных координат и обеспечивающих контакт с диагностируе:мыми шинами. Датчики 6 и 7 соединены с датчиком 10 скорости, а датчики 9 — с блоком 11 измерения поперечных координат пятна контакта шины.

Датчик 10 скорости имеет три выхода, которые соответственно соединены с блоком 11 измерения поперечных коорди44640

55 з l4 нат, блоком 12 деления и блоком 13 электронных ключей. Блок 11 имеет два выхода для связи с блоком 12 и блоком 14 управления блоком деления.

Выход блока 12 соединен с входом блока 13, а выход блока 14 — с управляющим входом блока 12.Выход блока 13 подключен на вход блока 15 запоминающих устройств, который своим выходом соединен с блоком 16 регистрирующих устройств. Сбросовые входы датчика 10 скорости блока 15 соединены с установочным выходом блока 17 установки начального состояния измерительной системы и ее запуска. Запускающий выход блока 17 подключен через схему 18 задержки к запускающему входу блока 11.

Датчик 10 скорости выполнен в виде генератора 19 опорной частоты, RS-триггера 20, схемы 21 задержки, логического элемента 22 типа 2И,счетчика 23 импульсов, логического элемента 24 типа 2ИЛИ, дифференцирующей цепочки 25, вентилей 26 и 27, форми— рователей 28 и 29 импульсов, триггера 30 со счетным входом, которые функционально соединены между собой, причем единичный вход RS-триггера 20 соединен с датчиком 6 импульсов, который на опорной плите 1 установлен первым по ходу движения диагностируе мого транспортного средства, а нуле вой вход RS-триггера 20 соединен через логический элемент 24 с вторым по ходу движения транспортного средства датчиком 7.

Блок 11 измерения поперечных координат пятна контакта шины с опорной поверхностью включает задающий генератор 31, выход которого соединен с запускающим входом генератора 32 тактовых импульсов с установочным входом, соединенным с выходом схемы 33 совпадения, шифратор 34, коммутаторы 35, счетчики 36 импульсов 36, причем задающий генератор 31 своим запускающим входом соединен через блок

18 задержки с запускающим входом блока 17, а датчики 9 поперечных координат соединены с соответствующими шинами коммутаторов 35.

Блок 12 деления имеет два независимых управляемых делителя 37 и 38, соединенных между собой общим входом разрешения на выполнение операции деления, который связан с выходом блока 14, и общим одним информационным

ЗО

45 входом, связанным с информационным выходом датчика 1О скорости. Другие информационные входы управляемых делителей 37 и 38 подключены к выходам соответствующих счетчиков 36 импульсов блока 11.

Блок 13 электронных ключей состоит из двух групп ключей К< и К, в каждую из которых входит по два ключа. Информационные входы каждой группы ключей связаны между собой и под— ключены к соответствующим выходам управляемых делителей 37 и 38, а управляющие входы электронных ключей попарно соединены и подключены к единичному и ну.;евому выходам триггера 30 датчика 10 скорости. При этом группа ключей К< соединена с единичным выходом триггера 30, а группа К с нулевым выходом триггера 30.

Блок 14 управления блоком деления состоит из логических элементов 39 и 40 типа 2ИЛИ, RS-триггера 41 логических элементов 42 и 43 типа 2И,инвертора 44 и схемы 45 задержки. Вхо— ды логического элемента 39 соединены с соответствующими выходами коммутаторов 35 блока 11.

Блок 15 запоминающих устройств выполнен в виде двух групп независимых элементов памяти. Каждый элемент памяти связан с соответствующим информационным выходом электронного ключа блока 13 и имеет выход на соответствующий дешифратор 46 блока 16. Все элементы памяти объединены общей шиной стирания информации, подключенной к сбросовому выходу блока 17 установки начального состояния измерительной системы и ее запуска.

Блок 16 регистрирующих устройств состоит из группы дешифраторов 46 и информационных табло 47, отражающих в цифровом виде величину контурной площади пятна контакта каждой шины транспортного средства.

Блок 17 установки начального состояния измерительной системы и ее запуска выполнен, например, в виде спаренных двух групп контактов на переключение, одна из которых изменяет потенциальные уровни на установочных входах датчика 10 скорости и блока 15 запоминающих устройств, а другая группа изменяет потенциальные уровни на входе схемы 18 задержки.

5 1 4445

Схема задержки 18 представляет собой, например, последовательно соединные LC-цепочки.

Работа устройства для диагности5 рования шин заключается в следующем.

Перед началом диагностирования .шин транспортного средства подают команду с блока 17 на установку измери- 10 тельной части устройства в исходное состояние и на запуск задающего генератора 31 блока 11. Исходное состояние элементов измерительной схемы устройства следующее; RS-триггера 20 датчика 10 скорости — нулевое, триг,гера 30 датчика 10 — нулевое, с элементов памяти блока 15 стерта предыдущая информация и поэтому на информационных табло 47 блока 16 во всех цифровых разрядах высвечиваются нули.

После обнуления всех элементов схе

MbI благодаря блоку 18 задержки через некоторое время (например 0,1-1 йин} запускается задающий генератор 31, 26 формирующий на своем выходе прямоугольные импульсы постоянной частоты. Каждый импульс с выхода задающего генератора 31 запускает генератор 32 тактовых импульсов, частота которого, gp по крайней мере в N раз выше частоты задающего генератора 31 (И вЂ” число датчиков 9 поперечных координат).

Импульсы с генератора 32 поступают непосредственно на стробирующие вхо3 "3 ды коммутаторов 35, а их число преобразуется с помощью шифратора 34 в параллельный двоично-десятичный код, который поступает одновременно на адресные входы коммутаторов 35 4р и на вход схемы 33 совпадения. При поступлении на вход шифратора 34 числа импульсов, равного числу датчиков 9, установленных на одной опорной плите 1, на выходе схемы 33 сов- 45 падения появляется импульс, поступающий на установочный вход генератора 32 и прекращающий в нем генерацию иьпульсов. В результате после прихОда ОднОГО запускающеГО импульса бб с выхода задающего генератора 31 на запускающий вход генератора 32 послед.ний вырабатывает серию импульсов, число которых равно числу датчиков

9 в одной опорной плите 1. Код, поступающий с шифратора 34 на адресный вход коммутаторов 35, управляет последним, т.е. при смене каждого состояния поочередно опрашивает

40 6 датчики 9 поперечных координат, которые последовательно подключаются к выходам коммутаторов. 35 (соответствующих левой или правой по ходу движения транспортного средства опорной плите 1).

При этом если конкретный датчик 9 взаимодействует с диагностируемой шиной, то при его опросе на выходе. соответствующего коммутатора 35 появляется логическая единица (например, высокий потенциал). Если датчик 9 не взаимодействует с шиной, то на выходе соответствующего коммутатора 35 в момент опроса появляется логический

\ нуль (например, низкий потенциал) .

Таким образом, при работе задающего генератора 31 поочередно опрашивают— ся датчики 9 поперечных координат на каждой из неподвижных опорных плит 1. Цикл каждого опроса повторяется по мере прихода импульса с выхода генератора 31 на вход Генератора 32.

Импульсы с выхода генератора 19 опорной частоты постуяают на один из входов логического элемента 22, но на вход счетчика 23 не проходят, поскольку в исходном состоянии на выходе RS-триггера 20 — логический нуль, и следовательно,на втором входе схемы 22 — также нулевой уровень сигнала.

При наезде пневматической шины на плес.тину 4 через кинематическую связь с нее поступает сигнал на датчик 6 импульсов, который формирует электрический сигнал, поступающий на единичный вход RS-триггера 20.Последний из нулевого состояния переходит в еди- . ничное, и на его выходе появляется логическая единица. Одновременно на нулевом выходе триггера 20 происходит обратный скачок, переход от единицы к логическому нулю. Этот переход благодаря дифференцирующей цепочке 25 сопровождается появлением на ее выходе короткого отрицательного импульса, который пропускается вентилем 26 и поступает на вход формирователя 28, Импульс с формирователя 28

-подается на установочные входы счетчика 23 блока 10 и счетчиков 36 блока 11, что приводит к их обнулению, а также через один из входов элемента 40 на нулевой вход триггера 41 блока 14, что переводит его в нулевое состояние. После этих процессов

I l 444 благодаря схеме 21 задержки на втором входе логического элемента 22 появляется высокий уровень сигнала (логическая единица) и поэтому им5 пульсы с вьмода генератора 19 опорной частоты начинают поступать на вход счетчика 23 импульсов, который меняет свое состояние, т.е. преобразовывает число поступивших импульсов в параллельный двоична-десятичный код, подаваемый на один из информационных входов управляемых делителей 37 и 38 блока 12.

При наезде диагностируемой шины транспортного средства на пластину 5 поступает сигнал на датчик 7 импульсов, который формирует сигнал на нулевом входе RS-триггера 20 через логический элемент 24. Триггер 20 20 из единичного состояния переходит в нулевое, и доступ импульсов с генератора 19 опорной частоты на вход счетчика 23 прекращается..

Таким образом, число импульсов-, 25 поступающих на вход счетчика за ука1 ванный промежуток времени, обратно пропорционально скорости движения транспортного средства.

Одновременно с переходом тригге. ра 20 из единичного состояния в нуле- вое на нулевом выходе последнего происходит скачок в виде перехода ат логического нуля к логической единице, что приводит к появлению на выходе дифференцирующей цепочки 25 короткого положительного импульса,который пропускается вентилем 27 и с помощью формирователя 29 преобразуется В караткии прямоугальныи импульсу 40 поступающий на счетный вход триггера 30. Состояние последнего меняется на противоположное, т.е. он переходит из нулевого в единичное состояние и при этом открывает два электронньм ключа блока 13 (нижннх в каждой группе) .

При этом верхние ключи каждой груп, пы закрыты поскольку их управляющие 5О входы связаны с нулевым выходом триггера 30.

До тех пор, пока шины передней оси транспортного средства не будут контактировать с наконечниками 8 датчиков 9 при циклическом опросе, в счет- чике 36 блока 11 записываются нули, т.е, нулевое состояние счетчиков не изменяется.

640 8

При входе шины передней оси транспортного средства в контакт с наконечниками 8 sa каждый цикл опроса датчиков 9 поперечных координат в счетчики 36 блока 11 записывается число импульсов (единиц), пропорциональное поперечной координате площади отпечатка шины с опорной поверхностью, так как наконечники Л в опорной плите 1 расположены на линии, перпендикулярной движению автомобиля и равноудалены друг от друга на фиксированном расстоянии, Поэтому число вошедших с шиной в контакт наконечников 8 пропорционально линейному размеру поперечной координаты контакта шины в данныи момент опроса датчиков 9. Па мере перекатывания гневматической шины через наконечники 8 в счетчики 36 импульсов с равными промежутками времени, соответствующими периоду следования импульсов генератора 31, записываются числа, пропор-. циональные величинам текущих поперечных координат площади контакта шины с опорной поверхностью. После проезда шиной наконечников 8 информация, записанная в счетчиках 36, будет про порциональна площади контакта шины с опорной поверхностью, так как представляет собой сумму поперечных координат площади, измеренных в различных ее сечениях, равноудаленных друг от друга. На гыходах счетчиков 36 эта информация будет представлена в виде двоичного числа. Опа поступает на второй в информационный вход соответствующего управляемого делителя 37 или 38 блока 12.

Одновременно с выходов коммутаторов 35 через элемент 39, выполняющую функцию ИЛИ, блока 14 на единичный вход триггера 41 этого блока за один цикл опроса датчиков 9 поступает информация, До момента входа пневматической шины в контакт с наконечниками 8 за один цикл опроса датчиков 9 не поступает ни одного импульса так как указанные датчики нахоцятся в нулевом состоянии. В этом случае начальное нулевое состояние триггера 41 не изменяется за цикл опроса и поэтому на выходе элемента 42, выполняющего функцию И, присутствует нулевой уровень при поступлении импульса с вьмада схемъ1 33 совпадения блока 11. В этой связи на выходе инвертора 44, а следовательно, на од40 !0 ствующее состоянию счетчика 23 датчика 10 скорости, Информация с выхода каждого управляемого делителя будет пропорциональна измеренным площадям контакта шины переднего моста транспортного средства. Она в виде двоичного числа через открытые ключи блока 13 поступает на соответствующие запоминающие устройства блока 15, а с них на соответствующие дешифраторы 46 и далее на информационное табло 47, где будет представлена десятичным числом.

При наезде колес заднего моста на пластину 4 рабочий цикл устройства повторяется, однако при этом импульс, поступивший на счетный вход тригге— ра 30 с выхода формирователя 29, изменяет состояние триггера на противоположное, т.е. он переходит из единичного состояния в нулевое и на его единичном выходе устанавливается логический нуль, а на нулевом выходе логическая единица. Это приводит к закрыванию двух ранее открытых ключей блока 13 и открыванию другой пары ключей блока 13;

Таким образом„ вьжоды управляемых депителей 37 ; 38 будут подключены к другой группе запоминающих устройств блока 15: дешифраторов 46 и информационных табло 47, которые отобразят информацию о величине пятна контакта с опорной поверхностью шин заднего моста транспортного средства.

При числе мостов более двух число коммутаторов 35, блоков 12 деления, электронных ключей блока 13, запоминающих устройства 15, дешифраторов 46 и информационных табло 47 соответственно увеличивается, а вместо триггера 30 должен быть установлен m-разрядный счетчик с дешифратором (m— число мостов транспортного средства).

Формула изобретения

Устройство для диагностирования шин, включающее неподвижные опорные плиты с поперечными прорезями, в которых установлены чувствительные элементы в виде пластин, кинематически связанные с датчиками импульсов, и рядом отверстий, расположенных на линии, параллельной поперечным прорезям, в которых размещены чувствительные элементы в виде наконечников, кинематически связанные с датчиками по9 4446 ном входе элемента 43, появляется логическая единица, поэтому при поступлении на другой вход элемента 43, выполняющего функцию И, импульсов с выхода схемы 45 задержки на выходе

5 элемента 43 формируется короткий импульс, который поступает на разрешаю ., щие входы управляемых элементов делителей 37 и 38, производящих операцию деления двоичных чисел, записанных в счетчиках 36 блока 11 и счетчике 23 датчика 10 скорости. Поскольку на выходах счетчиков 36 — нулевая информация, то в результате деления получают нулевое число, состояние подключенных через электронные ключи 13 запоминающих устройств блока 15 не изменяется и на информационных табло 47 блока 16 остаются ну-, ли.

При входе в контакт с наконечниками 8 датчика 9 поперечных координат любой шины переднего моста транс— портного средства за цикл опроса дат- 2g чиков 9 появляющаяся на выходе коммутатора 35 первая логическая единица, поступая на один из входов элемента 39, переводит RS-триггер 41 в единичное состояние. В этом случае при Зб поступлении импульса на второй вход схемы 2И на ее выходе формируется единичный импульс, а на выходе ннвертора 44 †. нулевой импульс. При подаче короткого импульса на второй

35 вход элемента 43 с выхода схемы 45 задержки на выходе элемента 43 присутствует нулевой сигнал, который является запрещающим для выполнения операции управляемыми делителями 37 и 38,4 поэтому нулевая информация на выходе этих устройств не изменяется. Одновременно после каждого цикла опроса датчика 9 с выхода элемента 42 поступает импульс на один из входов элемента 40, выполняющего функцию ИЛИ, который переводит триггер 41 в исходное нулевое состояние, После проезда пневматическими шинами транспортного средства наконечников 8 .на входы элемента 39 не поступает ни одного импульса, поэтому триггер 41 остается в нулевом состоянии.

В этом случае, аналогично описанному, на выходе элемента 43 формируется раз-5 решающий импульс, который приводит к выполнению управляемыми делителями 37 и 38 операции деления чисел с выходов счетчиков 36 на число, соответ11 1444 перечных координат, систему обработки сигналов, имеющую блок измерения поперечных координат, включающий в се-; бя генератор тактовых импульсов шиф5 ратор, схему совпадения и коммутатор, входы которого подключены к датчикам поперечных координат, блок электронных ключей с RS-триггером, счетчик импульсов, блок регистрирующих 1р устройств и блок установки начального состояния измерительной системы и ее запуска, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что„ с целью повышения функциональных возможностей, оно снабжено датчиком скорости, блоком деления и блоком управления блоком деления и схемой задержки, а указанный блок измерения поперечных координат снабжен задающим генератором, который своим 2О выходом включен на зпускающий вход указанного генератора тактовых импульсов, при этом датчик скорости имеет два входа, которые подключены к двум указанным датчикам импульсов, 25 кинематически связанным с чувствительными элементами в виде пластин, и три выхода, которыми он связан с блоком измерения поперечных координат, блоком деления и управляющим входом gp блока электронных ключей, блоки деления соединены при этом вторым информационным входом с выходом блока из-. мерения поперечных координат, а разрешающим входом — с выходом блока управления блоком деления, вход которого связан с выходом указанной схемы совпадения блока измерения поперечных координат, при этом выходы блока деления через блок электронных ключей 40 связаны с блоком запоминающих устройств, который подключен своими выходами с входами блока регистрирующих устройств, а установочные входы блока запоминающих устройств и датчика скорости связаны блоком установки начального состояния измерительной системы и ее запуска, который связан также с запускающим входом блока измерения поперечных координат через схему задержки, 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что датчик скорости выполнен в виде генератора опорной частоты, выход которого включен на один из входов схемы логического умножения, RS-триггера, единичный вход которого подключен к датчику импульсов, соединенному кинематически с

640 12 первой по ходу движения транспортного средства пластиной, установленной в поперечной прорези опорной плиты, а нулевой вход через схему логического . сложения — к второму датчику импульсов, кинематически соединенному с второй по ходу движения транспортного средства пластиной, установленной в поперечной прорези опорной плиты, единичный выход этого триггера через схему задержки включен на второй вход схемы логического умножения, выход которой подключен на двоичный счетчик импульсов, выходные шины двоичных разрядов которого подключены к блоку деления, нулевой выход триггера через дифференцирующую цепочку соединен с встречно включенными в параллельных ветвях вентипями, выход одного из которых через формирователь импульсов связан с установочными входами двоичных счетчиком импульсов датчика скорости и блока измерения поперечных координат, выход второго вентиля через формирователь импульсов связан со счетным входом другого триггера, единичный выход которого подключен к одной группе электронных ключей, а второй выход — на другую группу их, причем второй вход схемы логического сложения и нулевой установочный вход триггера со счетным запуском связаны с блоком установки начального состояния измерительной системы и ее запуска.

3. Устройство по п. t о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления блоком деления состоит из двух входных схем логического сложения, выход одной из которых подключен к единич- . ному входу RS-триггера, а два ее входа включены на соответствующие выходы коммутаторов блока измерения поперечных координат, выход второй схемы логического сложения связан с установочным нулевым входом этого RS-триггера, один из входов этой схемы подключен к установочным входу счетчиков блока измерения поперечных координат, а второй вход соединен с выходом схемы логического умножения, имеющей два входа, один из которых подключен к единичному выходу RS-триггера, а второй — к выходу схемы совпадения блока измерения поперечных координат, кроме того, выход схемы логического умножения через инвертор подключен к одному из входов другой двухвхоСоставитель В.Ильина

Техред А. Кравчук Корр ект о р M . .Нар оши

Реда.ктор А.Огар

Заказ б498/41 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4!

1444б40 14 довой схемы логического умножения с 4. Устройство по п. 1, о т л ивыходом, соединенным с разрешамцими ч а ю щ е е с я тем, что схема завыходами блока деления, а вторым вхо- держки выполнена в виде последовадом через схему задержки — к выходу тельно соединенной LC — цепочки.

5 схемы совпадения блока измерения поперечных координат.