一種輪胎胎壓自動檢測和充放氣系統及其檢測充放氣方法與流程

2023-05-14 15:24:56

本發明屬於輪胎充放氣技術領域，涉及一種輪胎胎壓自動檢測和充放氣系統及其檢測充放氣方法。

背景技術：

據統計，中國每年因汽車輪胎引發的交通事故佔總體事故的46.8％，而在高速公路上，這一比例更高達60％；美國每年有2.6萬起交通事故與汽車輪胎有關。這些因輪胎引發的交通事故絕大部分是因為輪胎胎壓造成的，當胎壓低於標準值的25％時，爆胎機率增加3倍；高於標準值的25％時，爆胎機率增加1倍，如何及時有效的檢測汽車輪胎胎壓，並及時地將輪胎胎壓校正的標準值，以保障車輛和人員的生命安全成為亟需解決的問題。

目前在各行各業智能系統已經得到了廣泛的應用，在輪胎胎壓檢測和充放氣領域如果也能利用智能系統技術，將大大提高本行業的技術水平。例如，申請號為CN201410714292.5的發明專利公開了一種具有檢測功能的自動輪胎充氣機及其檢測控制方法，一種具有檢測功能的自動輪胎充氣機，包括：若干個充放氣機構，所述充放氣機構包括充氣嘴以及氣泵，所述充氣嘴通過充氣管道連接氣泵，所述充氣管道上設置有充氣電磁閥，所述充氣嘴與充氣電磁閥之間的管道上還連接有放氣管道，所述放氣管道設置有放氣電磁閥，所述充氣嘴與充氣電磁閥之間還設置有用於檢測輪胎氣壓的壓力傳感器；控制器，所述控制器與壓力傳感器、充氣電磁閥、放氣電磁閥相連，用於處理分析壓力傳感器的檢測數值以及檢測報錯；蜂鳴器，所述蜂鳴器與控制器相連；LCD，所述LCD與控制器相連，用於顯示工作狀態。

一種自動輪胎充氣機的檢測控制方法，包括以下步驟：

A.向充氣機輸入一個目標壓力值；

B.將充氣嘴與汽車真空輪胎連接，壓力傳感器檢測輪胎內的壓力；

C.控制器根據壓力傳感器傳輸的壓力值，進行對比、計算，控制充氣電磁閥和放氣電磁閥，判斷進行充氣或者放氣操作；

D.對輪胎充氣或者放氣2秒後，壓力傳感器再次檢測輪胎內壓力，控制器根據壓力傳感器傳輸的壓力值，進行對比、計算，計算出需要充入或者放出的氣體量，及充氣或者放氣的時間；

E.根據計算出的充氣或者放氣的時間，對輪胎充氣或者放氣；

F.壓力傳感器再次檢測輪胎內壓力，控制器再判斷是否需要充氣或者放氣，直至所檢測到的輪胎內壓力與目標壓力值的差值少於誤差值。

該專利公開的技術在一定程度上提高了胎壓檢測的效率和精度，實現了自動根據檢測的胎壓進行充放氣的操作。但是，對於胎壓的標準值是人為輸入的，相對於不同輪胎的設計值存在著一定的誤差；充放氣的過程進行了多次檢測、計算，從而造成系統計算量大，內存佔用量過多；對於充氣的種類沒有選擇。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種輪胎胎壓自動檢測和充放氣系統及其檢測充放氣方法。

一種輪胎胎壓自動檢測和充放氣系統，所述系統設置於輪胎胎壓檢測區內，包括，主控單元、檢測單元、輸出單元和充放氣單元；

所述檢測單元包括：傳感器、信號轉換裝置和影像信號採集裝置，

所述傳感器，在地面均勻設置一個以上，用於感知輪胎壓力並且產生形變信號；

所述信號轉換裝置，接收所述傳感器的所述形變信號，並且轉換為數位訊號和模擬信號；

所述影像信號採集裝置，用於採集車輛的品牌、類型和型號的圖像信息；

所述主控單元包括：可編程控制器、工控機、工控機顯示屏和輸入裝置，

所述可編程控制器，接收所述信號轉換裝置的形變信號，並且進行計算；

所述輸入裝置，向所述可編程控制器輸入預設信息；

所述工控機，接收所述信號轉換裝置的形變信號，並且進行計算；接收所述影像信號採集裝置採集的所述圖像信息；接收所述可編程控制器的計算結果，並且與所述工控機的計算結果一起進行匯總，並且向所述可編程控制器反饋信號；

所述工控機顯示屏，與所述工控機連接，通過所述工控機的軟體界面顯示所述檢測單元的檢測數據和所述工控機計算結果數據，在胎壓異常時彈出報警界面，並可通過軟體界面選擇，實現自動化操作和人員操作；

所述輸出單元：接收所述工控機報警信號，包括將報警信號以文字和圖形方式顯示的顯示裝置和以語音信息輸出的語音輸出裝置；

所述充放氣單元包括：充放氣路、壓力傳感器和制氮裝置，

所述充放氣路，接收所述可編程控制器傳輸的充放氣指令信號；

所述壓力傳感器，在充放氣過程中檢測胎壓，並且將胎壓信息傳輸給所述可編程控制器；

所述制氮裝置，接收所述可編程控制器製取氮氣指令信號，與所述充放氣路通過管路連接，製取氮氣，並且經過所述管路將氮氣輸送給所述充放氣路，給輪胎充氮氣。

進一步的，所述影像信號採集裝置為攝像機。

進一步的，所述輸入裝置為觸控螢幕。

進一步的，所述輸出單元還包括列印設備。

進一步的，所述系統與網際網路連接。

進一步的，一種輪胎胎壓自動檢測和充放氣方法，包括：

步驟一、檢測胎壓：

①所述傳感器檢測輪胎胎壓，產生形變，將形變信號傳輸給所述信號轉換裝置；

②所述信號轉換裝置接收所述傳感器的形變信號，並且轉換成數位訊號和模擬信號，傳輸給所述可編程控制器和所述工控機；

③影像信號採集裝置採集車輛的品牌、類型和型號圖像信息，傳輸給所述工控機；

步驟二、信號處理：

①所述可編程控制器和所述工控機對接收到的所述轉換的形變信號進行計算和匯總，得到輪胎胎壓的實際技術參數情況；

②所述工控機根據接收到的所述車輛的品牌、類型和型號圖像信息，與資料庫技術參數數據比較，確定輪胎型號、胎壓壓力等信息；

③所述工控機將所述實際技術參數與確定的所述資料庫的數據比較，確定胎壓是否正常；

步驟三、如果確定信號異常，輸出信息：

①所述工控機將異常信息傳送給所述顯示裝置，以文字和圖像的形式告知用戶；

②所述工控機將異常信息傳送給所述語音輸出裝置，以語音的形式告知用戶；

③所述工控機向所述可編程控制器傳送充放氣工作信息和胎壓標準數據信息；

步驟四、充放氣：

①判斷胎壓是否過低；

②如果胎壓過高，所述可編程控制器向所述充放氣路傳送放氣指令信號，所述充放氣路放氣；

③如果胎壓過低，輸入氣體種類，如果是氮氣，所述可編程控制器向充放氣路傳送充氣指令信號；

④如果是空氣，所述可編程控制器向充放氣路傳送放氣指令信號；

⑤所述壓力傳感器檢測胎壓，並將胎壓值傳送給所述可編程控制器，所述可編程控制器經過計算確認放氣完畢後，向所述充放氣路傳送停止放氣指令信號；

⑥所述可編程控制器向所述制氮裝置傳送制氮指令信號；

⑦所述制氮裝置製取氮氣；

⑧所述可編程控制器向所述充放氣路傳送充氣指令信號；

⑨通過所述壓力傳感器檢測胎壓，並將胎壓值傳送給所述可編程控制器，達到標準值時，可編程控制器向所述充放氣路傳送停止充放氣指令信號。

進一步的，所述步驟二的第①步中，由所述可編程控制器和所述工控機按照系統預設分別對接收的所述轉換的形變信號進行並行計算。

進一步的，所述步驟二的第①步中，由所述可編程控制器對接收的所述轉換的形變信號進行單獨計算。

進一步的，所述步驟二的第①步中，由所述工控機對接收的所述轉換的形變信號進行單獨計算。

進一步的，所述步驟四的第⑦步中的所述制氮裝置採用空氣分離法製取氮氣。

本發明的有益效果為：採用全數字控制，預警、控制圖像直觀顯示，操作簡單、人員投入少、效率高，維護少，具體講包括以下優點：

1、所述系統的充放氣裝置氣源採用氮氣作為氣源，通過空氣分離法製取氮氣，成本低，充裝氮氣的輪胎具有穩定的胎壓，爆胎率低，無自燃，輪胎壽命長的特點。

2、所述系統集工業計算機技術、檢測技術、制氮氣技術和自動化技術為一體高新技術產品，具有控制程序化、智能化、擴展化和網絡化的特點。

3、所述系統具備自動檢測、自動告知、自動充放氣作業和自動計算、統計、存儲、上傳功能，是非常全面的車胎安全保障系統。

4、所述系統控制原件採用進口PLC和工業計算機，性能可靠，控制性能優良，控制功能可擴展，通過內部程序可以滿足不同現場條件、不同用戶要求。

5、所述系統產品元件均採用工業級元件，抗幹擾能力強，能夠確保檢測安全可靠無誤差。

6、所述系統具有強大的資料庫，包含有各類車輛參數，通過網絡支持可形成全國數據管理平臺。

附圖說明

圖1為所述系統的結構示意圖。

圖2為所述方法的流程圖。

圖中：1-主控單元，11-可編程控制器，12-工控機，13-輸入裝置，14-工控機顯示屏；2-監測單元，21-傳感器，22-信號轉換裝置，23-影像信號採集裝置；3-輸出單元，31-顯示裝置，32-語音輸出裝置；4-充放氣單元，41-制氮裝置，42-壓力傳感器，43-充放氣路。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明作進一步的說明。

實施例一

如圖1所示，所述系統設置於輪胎胎壓檢測區內，包括，主控單元1、檢測單元2、輸出單元3和充放氣單元4；

所述檢測單元2包括：傳感器21、信號轉換裝置22和影像信號採集裝置23，

所述傳感器21，在地面均勻設置一個以上，用於感知輪胎壓力並且產生形變信號；

所述信號轉換裝置22，接收所述傳感器21的所述形變信號，並且轉換為數位訊號和模擬信號；

所述影像信號採集裝置23，用於採集車輛的品牌、類型和型號的圖像信息；

所述主控單元1包括：可編程控制器11、工控機12、工控機顯示屏14和輸入裝置13，

所述可編程控制器11，接收所述信號轉換裝置22的形變信號，並且進行計算；

所述輸入裝置13，向所述可編程控制器11輸入預設信息；

所述工控機12，接收所述信號轉換裝置22的形變信號，並且進行計算；接收所述影像信號採集裝置23採集的所述圖像信息；接收所述可編程控制器11的計算結果，並且與所述工控機12的計算結果一起進行匯總，並且向所述可編程控制器11反饋信號；

所述工控機顯示屏14，與所述工控機11連接，通過所述工控機11的軟體界面顯示所述檢測單元的檢測數據和所述工控機計算結果數據，在胎壓異常時彈出報警界面，並可通過軟體界面選擇，實現自動化操作和人員操作；

所述輸出單元3：接收所述工控機12報警信號，包括將報警信號以文字和圖形方式顯示的顯示裝置31和以語音信息輸出的語音輸出裝置32；

所述充放氣單元4包括：充放氣路43、壓力傳感器42和制氮裝置41，

所述充放氣路43，接收所述可編程控制器11傳輸的充放氣指令信號；

所述壓力傳感器42，在充放氣過程中檢測胎壓，並且將胎壓信息傳輸給所述可編程控制器11；

所述制氮裝置41，接收所述可編程控制器11製取氮氣指令信號，與所述充放氣路43通過管路連接，製取氮氣，並且經過所述管路將氮氣輸送給所述充放氣路43，給輪胎充氮氣。

進一步的，所述影像信號採集裝置23為攝像機。

進一步的，所述輸入裝置13為觸控螢幕。

進一步的，所述輸出單元3還包括列印設備。

進一步的，所述系統與網際網路連接。

如圖2所示，所述方法包括：

步驟一、檢測胎壓：

①所述傳感器21檢測輪胎胎壓，產生形變，將形變信號傳輸給所述信號轉換裝置22；

②所述信號轉換裝置22接收所述傳感器21的形變信號，並且轉換成數位訊號和模擬信號，傳輸給所述可編程控制器11和所述工控機12；

③影像信號採集裝置23採集車輛的品牌、類型和型號圖像信息，傳輸給所述工控機12；

步驟二、信號處理：

①所述可編程控制器11和所述工控機12對接收到的所述轉換的形變信號進行計算和匯總，得到輪胎胎壓的實際技術參數情況；

②所述工控機12根據接收到的所述車輛的品牌、類型和型號圖像信息，與資料庫技術參數數據比較，確定輪胎型號、胎壓壓力等信息；

③所述工控機12將所述實際技術參數與確定的所述資料庫的數據比較，確定胎壓是否正常；

步驟三、如果確定信號異常，輸出信息：

①所述工控機12將異常信息傳送給所述顯示裝置31，以文字和圖像的形式告知用戶；

②所述工控機12將異常信息傳送給所述語音輸出裝置32，以語音的形式告知用戶；

③所述工控機12向所述可編程控制器11傳送充放氣工作信息和胎壓標準數據信息；

步驟四、充放氣：

①判斷胎壓是否過低；

②如果胎壓過高，所述可編程控制器11向所述充放氣路43傳送放氣指令信號，所述充放氣路43放氣；

③如果胎壓過低，輸入氣體種類，如果是氮氣，所述可編程控制器11向所述充放氣路43傳送充氣指令信號；

④如果是空氣，所述可編程控制器11向所述充放氣路43傳送放氣指令信號；

⑤所述壓力傳感器42檢測胎壓，並將胎壓值傳送給所述可編程控制器11，所述可編程控制器11經過計算確認放氣完畢後，向所述充放氣路43傳送停止放氣指令信號；

⑥所述可編程控制器11向所述制氮裝置41傳送制氮指令信號；

⑦所述制氮裝置41製取氮氣；

⑧所述可編程控制器11向所述充放氣路43傳送充氣指令信號；

⑨通過所述壓力傳感器42檢測胎壓，並將胎壓值傳送給所述可編程控制器11，達到標準值時，所述可編程控制器11向充放氣路43傳送停止充放氣指令信號。

進一步的，所述步驟二的第①步中，由所述可編程控制器11和所述工控機12按照系統預設分別對接收的所述轉換的形變信號進行並行計算。

進一步的，所述步驟二的第①步中，由所述可編程控制器11對接收的所述轉換的形變信號進行單獨計算。

進一步的，所述步驟二的第①步中，由所述工控機12對接收的所述轉換的形變信號進行單獨計算。

進一步的，所述步驟四的第⑦步中的所述制氮裝置41採用空氣分離法製取氮氣。

本發明並不限於上述實施方式，在不背離本發明實質內容的情況下，本領域技術人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發明的保護範圍。