Устройство для диагностирования шин — SU 1444640 (original) (raw)
(19) 60 С 23/06 1)4 С 01 М 1 ИЕ ИЭОБРЕТ ИЯДЕТЕПЬСТВ ВТОРСКОМ ГНОСТИРОВА 1 относи остиро их шин т и их пя ости,ышение виват вишь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Горловский филиал Донецкогополитехнического института(56) Авторское свидетельство СССРУ 1124195, кл. С 01 М 17/02, 1983(57) Изобретениедованию для диагнния пневматическсредств по площадна огорной поверхтения является по ся к оборуания состояранспортныхтна контактаЦелью изобрефункциональтва. Устроирных плит 1 ных возможностей устройс ство состоит из двух опо1444640 с установленными в них чувствительными элементами в виде пластин 4,5и наконечников 8, кинематически связанных соответственно с датчикамиимпульсов 6 и 7 измерения скоростикачения колеса и датчиками 9 поперечных координат. Выходы датчиков6, 7 и 9 связаны с входами электронной системы, включающей датчик 10скорости, блок 11 измерения поперечных координат, блок 12 деления, блок14 управления, блок 13 электронныхключей, блок 15 запоминающих устройств, блок 16 регистрации результатов измерений, блок 17 установкиначального состояния системы и еезапуска и схему 18 задержки.Измерение пятна контакта производится придвижении транспортного средства поопорным плитам 1, При перекатываниишины передней оси автомобиля черезчувствительные элементы 4 и 5 поочередно срабатывают кинематически связанные с ними датчики импульсов 6 и 7.При этом с датчика 10 скорости навход блока 12 деления в параллельном двоично-десятичном коде поступает серия импульсов, число которыхобратно пропорционально скорости двиИзобретение относится к. оборудованию для диагностирования пневматических шин транспортных средств по комплексному (интегральному) параметру - площади их пятна контакта на опорной5 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 ных плит 1, в одной из которых выполнены две поперечно расположенные на расстоянии Б 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. Придальнейшем перемещении транспортногосредства происходит взаимодействиешины с наконечниками 8. В результатена выходе блока 11 измерения поперечных координат формируется электрический сигнал из серии импульсов двоично-десятичном коде, число которыхпропорционально площади пятна контакта шины и времени перекатывания шины через наконечники 8. После выходашины из контакта с наконечниками 8срабатывает блок 14 управления блокомделения и сигнал с выхода блока 11подается на вход блока 12, Блок 12производит операцию деления числаэтих импульсов на число импульсовс датчика 1 О скорости, и результатделения через блоки 13 и 15 электронных ключей и запоминающих устройствпередается в блок 16 регистрации результатов измерения и отображаетсяим на информационном табло в цифровом виде числом, пропорциональнымплощади пятна контакта шины. При даль.нейшем движении транспортного средства происходит аналогичным образомизмерение площади пятна контакта шинзадней 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 диагностируемыми 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 коорди з4 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 входыдатчика 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, КЯ-триггера 20, схемы 21 задержки,логического элемента 22 типа 2 И,счетчика 23 импульсов, логического элемента 24 типа 2 ИЛИ, дифференцирующейцепочки 25, вентилей 26 и 27, формирователей 28 и 29 импульсов, триггера 30 со счетным входом, которые функционально соединены между собой, причем единичный вход КЯ-триггера 20соединен с датчиком 6 импульсов, который на опорной плите 1 установленпервым по ходу движения диагностируемого транспортного средства, а нулевой вход КБ-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 сзапускающим 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 информационным44640 50 55 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 входом, связанным с информационным выходом датчика 10 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 нуевому 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 2 ИЛИ, КБ-триггера 4 1, логических элементов 42 и 43 типа 2 И,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 4446Схема задержки 18 представляетсобой, например, последовательно соединные ЬС-цепочки.Работа устройства для диагности 5рования шин заключается в следующем,Перед началом диагностирования,шин транспортного средства подают команду с блока 17 на установку измерительной части устройства в исходноесостояние и на запуск задающего генератора 31 блока 11. Исходное состояние элементов измерительной схемыустройства следующее; КЯ-триггера 20датчика 10 скорости - нулевое, триг,гера 30 датчика 10 - нулевое, с элементов памяти блока 15 стерта предыдущая информация и поэтому на информационных табло 47 блока 1 б во всехцифровых разрядах высвечиваются нули.После обнуления всех элементов схемы благодаря блоку 18 задержки черезнекоторое время (например 0,1-1 йин)запускается задающий генератор 31, 25формирующий на своем выходе прямоугольные импульсы постоянной частоты. Каждый импульс с выхода задающегогенератора 31 запускает генератор 32тактовых импульсов, частота которого, З 0по крайней мере в И раз выше частоты задающего генератора 31 (И - число датчиков 9 поперечных координат).Импульсы с генератора 32 поступаютнепосредственно на стробирующие вхо 3".3ды коммутаторов 35, а их число преобразуется с помощью шифратора 34в параллельный двоично-десятичныйкод, который поступает одновременно на адресные входы коммутаторов 35 4 Ои на вход схемы 33 совпадения, Припоступлении на вход шифратора 34 числа импульсов, равного числу датчиков 9, установленных на одной опорной плите 1, на выходе схемы 33 совпадения появляется импульс, поступающий на установочный вход генератора 32 и прекращающий в нем генерацию иьпульсов. В результате послеприхода Одного запускающего импульса 50с выхода задающего генератора 31 назапускающий вход генератора 32 послед.ний вырабатывает серию импульсов,число которых равно числу датчиков9 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 6датчики 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 Кс-триггера 20 - логический нуль, и следовательно,на втором входе схемы 22 - также нулевой уровень сигнала.При наезде пневматической шины на пластину 4 через кинематическую связь с нее поступает сигнал на датчик б импульсов, который формирует электрический сигнал, поступающий на единичный вход КБ-триггера 20.Последний из нулевого состояния переходит в единичное, и на его выходе появляется логическая единица. Одновременно на нулевом выходе триггера 20 происхо-дит 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 процессовI444 благодаря схеме 21 задержки на втором входе логического элемента 22 появляется высокий уровень сигнала (логическая единица) и поэтому им 5 пульсы с выхода генератора 19 опорной частоты начинают поступать на вход счетчика 23 импульсов, который меняет свое состояние, т.е. преобразовывает число поступивших импульсов в параллельный двоично-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 КЯ-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 укаванный промежуток времени, обратно пропорционально скорости движения транспортного средства.Одновременно с переходом тригге- ЗО . Ра 20 из единичного состоянияв нуле- вое на нулевом выходе последнего происходит скачок в виде перехода от 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 короткии прямоугольныи импульсу 4 О 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 электронных ключа блока 13 (нижннх в каждой группе) . При этом верхние ключи каждой груп, пы закрыты, поскольку их упРавляющие 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 8При входе шины передней оси транспортного средства в контакт с наконечниками 8 за каждый цикл опроса датчиков 9 поперечных координат в счетчики 36 блока 11 записывается число импульсов (сдиниц) пропорциональное поперечной координате площади отпечатка шины с опорной поверхностью, так как наконечники Л в опорной плите 1 Расположены на линии, перпендикулярной движению автомобиля и равно- удалены 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, По 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 попереч" ных координат площади контакта шины с опорной поверхностью. После проезда шиной наконечников 8 информация, записанная в счетчиках 36, будет пропорциональна площади контакта шины с опорной поверхностью, так как представляет собой сумму поперечных координат площади, измеренных в различных ее сечениях, равноудаленных друг от друга. На выходах 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 выхода схемъ 1 33 совпадения блока 11. В этой связи на выходе инвертора 44, а следовательно, на од40 10ствующее 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 уовторяется, однако при этом импульс, поступивший на счетный вход триггера 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 делителей 37 ц 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 щ-разрядный счетчик с дешифратором (ш - число мостов транспортного средства). 9 14446ном входе элемента 43, появляется логическая единица, поэтому при поступлении на другой вход элемента 43, выполняющего Функцию И, импульсов свыхода схемы 45 задержки на выходе5элемента 43 формируется короткий импульс, который поступает на разрешаю .,щие входы управляемых элементов дели.телей 37 и 38, производящих операциюделения двоичных чисел, записанныхв 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 устройствблока 15 не изменяется и на информационных табло 47 блока 16 остаются ну-,0ли.При входе в контакт с наконечниками 8 датчика 9 поперечных координат любой шины переднего моста транс -портного средства за цикл опроса датчиков 9 появляющаяся на выходе коммутатора 35 первая логическая единица,поступая на один из входов элемента 39, переводит КБ-триггер 41 в единичное состояние. В этом случае припоступлении импульса на второй входсхемы 2 И на ее выходе формируетсяединичный импульс, а на выходе ннвертора 44 - нулевой импульс, При подаче короткого импульса на второй35вход элемента 43 с выхода схемы 45задержки на выходе элемента 43 присутствует нулевой сигнал, который является запрещающим для выполнения операции управляемыми делителями 37 и 38,поэтому нулевая информация на выходеэтих устройств не изменяется, Одновременно после каждого цикла опросадатчика 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 решающий импульс, который приводит квыполнению управляемыми делителями 37и 38 операции деления чисел с выходов счетчиков 36 на число, соответФормула 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 по11 1444перечных координат, систему обработки сигналов, имеющую блок измеренияпоперечных координат, включающий в се-;бя генератор тактовых импульсов шиф 5ратор, схему совпадения и коммутатор,входы которого подключены к датчикам поперечных координат, блок электронных ключей с КБ-триггером, счетчик импульсов, блок регистрирующихустройств и блок установки начального состояния измерительной системы иее запуска, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что с целью повышения функциональных возможностей, оно снабженодатчиком скорости, блоком деления иблоком управления блоком деления исхемой задержки, а указанный блок измерения поперечных координат снабжензадающим генератором, который своим 20выходом включен на зпускающий входуказанного генератора тактовых импульсов, при этом датчик скоростиимеет два входа, которые подключенык двум указанным датчикам импульсов, 25кинематически связанным с чувствительными элементами в виде пластин, итри выхода, которыми он связан с блоком измерения поперечных координат,блоком деления и управляющим входом ЗОблока электронных ключей, блоки деления соединены при этом вторым информационным входом с выходом блока из-.мерения поперечных координат, аразрешающим входом - с выходом блокауправления блоком деления, вход которого связан с выходом указанной схемы совпадения блока измерения поперечных координат, при этом выходы блокаделения через блок электронных ключей 40связаны с блоком запоминающих устройств, который подключен своими выходами с входами блока регистрирующихустройств, а установочные входы блоказапоминающих устройств и датчика 45скорости связаны блоком установки на-чального состояния измерительнойсистемы и ее запуска, который связантакже с запускающим входом блока измерения поперечных координат черезсхему задержки,2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что датчик скоростивыполнен в виде генератора опорнойчастоты, выход которого включен наодин из входов схемы логического ум"ножения, КБ-триггера, единичный входкоторого подключен к датчику импульсов, соединенному кинематически с 640 12первой 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.1, 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 КЯ-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 КЗ-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 КБ-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.ИльинаТехред А. Кравчук Ог да.к рректор М.Наро аказ б 498)41 Тираж 847 ИИПИ Государстве по делам изобрет5, Москва, Ж,Подписноного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д В 13 4/5 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 31444 б 40 14 довой схемы логического умножения с 4. Устройство по п. 1, о т л и- выходом, соединенным с разрешающими 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 ЬС в цепоч.5схемы совпадения блока измерения поперечных координат.