CN102395478B - 用于对多个测量进行同步的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对多个测量进行同步的方法，所述多个测量是在给定的时间段内从多个测量获得装置中获得的，所述测量获得装置用来获取与装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的特性的测量。根据本发明，所述多个测量获得装置互相独立地实施操作，并且，相对于时间测量参考装置而在从每个所述装置得到的测量中的给定瞬间产生至少一个标度。

Description

用于对多个测量进行同步的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对多个测量进行同步的方法，所述多个测量是从多个测量获得装置中获得的，所述测量获得装置用来在给定的时间段内获取与装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的测量值，所述行驶中的车辆例如是旨在承载重型荷载的车辆。
尽管并未限制于此种类型的车辆，本发明将更加特别地参考了“土木工程”类型的车辆来进行描述，例如打算用于采矿的翻斗车。本发明特别涉及可能需要在它们最大性能下行驶的那些车辆，从而由于采矿生产力的原因而在矿场内永久行驶。
背景技术
这些车辆通常包括导向的前车轴***和后车轴***，所述导向的前车轴***包括两个操向轮，所述后车轴***通常更加刚性，并包括四个驱动轮，这四个驱动轮在每一侧上被成对分隔。车轴***被定义为用于将车辆的固定结构联接至地面的一组元件。
在这些车辆的情况下，特别是在打算用于矿场或采石场以进行载荷运输的车辆的情况下，不断增多的困难和效率需求导致这些车辆的制造商增大了它们的负载性能。由此得出，车辆日益增大并且因此其本身愈来愈重并能够运输日益增重的载荷。这些车辆的当前重量可以高达数百吨，并可以运输同样重量的荷载；整个重量可以高达600吨。
由于车辆的负载性能直接关系到轮胎的负载性能，因此轮胎的设计必须适应这种趋势，以提供出能够经受这种使用应力的轮胎。
因此，这些轮胎的尺寸很大。从而，车轮的尺寸也很大，轮胎底部区域的刚度使得所述车轮必须制造成若干部分，以使得轮胎能够装配到轮辋上。在更换轮胎或者维修轮胎期间进行的轮胎的装配和拆卸涉及了冗长并且乏味的处理操作。在这些操作器件必须处理的紧固零件的数量可以大于200，接着要对这些零件进行相关联的巨大的紧固扭矩操作。因此，这些操作耗费了很长时间，这对于在矿场运行的工作中所追求的生产力是有害的。
随着当前的需求总是朝着增大这些车辆的负载性能来进行导向，前面提及的各种参数导致轮胎的设计师们对所述轮胎进行优化，特别是考虑了他们的用途而进行优化。
为了满足使用者所希望的运载车辆(其特别用于矿场)的负载性能的更大增加的需求，有必要提高轮胎的效率。
为此，可以有必要暂时将测量装置关联起来，所述测量装置用来测量与装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的特性；这些特性是直接在轮胎上测量的特性和/或当车辆行驶时影响轮胎所经受的应力的特性。这些测量装置将可以追寻到装配在这种车辆上的轮胎所经历的事情，从而能够使得轮胎设计师们使得轮胎更好地适应现实应用，并满足使用者的需求，特别是对于运输的负载性能的需求。
这些测量装置例如是用来测量压力和温度的装置、测量速度、加速度等等的装置。
由于这些装置暂时地布置在适当位置，并且车辆的停歇时间对生产力是有害的，因此它们被设计成能够很容易地并且快速地进行装配和移除。
为此，它们还有利地被设计为具有适当的尺寸和重量，从而可以被轻易地运输。
它们还被设计成自主地进行工作，因此对于每一者而言都具有相关联的能量源。
为了进一步地限制重量，这种能量源从质量和体积的角度而言进行了最大程度的减小，因此在功率上受到限制。
因此，将测量装置(其用来测量装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的特性)进行临时的关联则限制(dictate)了测量装置，一方面，该测量装置并未联接在一起或者甚至并未通过缆线联接而联接至能量源，其目的是为了简化所述测量装置的运输、装配和随后的移除；确实，必须限制车辆的停歇时间，因此必须提供尽可能简单并且快速的安装和拆卸。另一方面，它决定(dictate)了测量装置之间缺乏通过无线联接由此通过电波而进行的通信，这种通信技术非常消耗能量。还很难设计出在无线电波通信的原理下进行工作的漫游***，需要谨记的是，这种通信装置受到管制，并且通信规则(更加具体而言是频率)可能在国与国之间不同。
在这种情形当中，希望获得与轮胎经受的应力相关联的数据则需要多个测量装置，其目的是获得尽量广泛的信息。对于这种数据的分析而言，还需要能够将所有的测量结合起来并因此对它们进行同步。
发明内容
因此，发明人设定了他们的目标，使得可以对多个测量获得装置获取的测量值进行分析，所述测量获得装置用于获取与装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的特性的测量值，所述测量装置并未联接在一起或者并未联接至其他任何***，并且该测量获得装置在之前陈述的重量、体积和能量消耗方面受到限制。
根据本发明的一种用于对多个测量进行同步的方法而实现了该目标，所述多个测量是在给定的时间段内从多个测量获得装置中获得的，所述测量获得装置用来获取与装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的特性的测量值，所述多个测量获得装置互相独立地实施操作，并且，相对于时间测量参考装置而从每个所述装置的测量中产生了给定瞬间(instant)的至少一个标度(indexing)。
根据本发明，所述时间测量参考装置充当了由测量获得装置在一定时间内记录的多个信号的每个信号上产生标度的基准。发明人能够揭示，使用单一的时间测量基准并结合每个信号上产生的标度，使得能够对每个测量获得装置获取的各种信号进行同步。实际上，因此可以对其中一个获得装置的测量的获取相对于特定的时间测量参考装置的时间原点而进行及时的定位。当对各种信号进行重复的时候，这种操作可以对各种信号进行同步，从而允许对所有所述信号以及它们的组合来进行分析，从而更好地限定出轮胎所经受的应力，并可以解释这些应力。
有利地，根据本发明，在所述给定瞬间的至少一个标度之外，所述多个测量获得装置持续地互相独立，并且所述测量获得装置自主性地获取测量值。
根据本发明的这个有利的实施方式，除了在每个获得装置的给定瞬间的所述至少一个标度期间，测量获得装置完全的互相独立并且自主。由于所述获得装置不必互相通信或者不必与其它设备通行，因此它们的能量消耗保持为很有限，因此还不必使得它们与很大的能量源相关联或者相联接。
根据本发明的第一实施方式，所述参考装置是所述多个测量装置的其中之一。
根据本发明的第二实施方式，所述参考装置是额外的独立装置。该第二实施方式可以简化所述方法的实施。实际上，操作者因此可以具有时间测量参考装置并通过直接连接或者通过输送信号而在每个获得装置上产生标度，所述获得装置被设计成接收该信息。该参考装置是一种包括时钟的设备，该时钟与能量源相关联，所述能量源能够在对各种测量装置进行标度所需的时间段期间提供能量，并且该设备包括通信***，该通信***被设计成与各种测量装置进行对话。能够通过连接(例如利用插塞式连接器以允许信息的交换)或者电波来进行这种通信，接着所述测量装置仅仅充当接收器，这仅需要消耗少量的能量。例如，这种参考装置可以是装配了RS232联接器的计算机或者PDA(个人数字助理)。
有利地，根据本发明，从每个所述装置中产生的测量的给定瞬间的标度相对于其它装置具有时间偏差。本发明事实上提供了这样一种可能性：并不在不同的获得装置所产生的多个信号的每个信号上同时产生标度。因此，根据本发明的方法提供了这样一种可能性：接连地对获得装置进行标度，后面的获得装置已经开始它们自身的测量值获取。接着，每个信号相对于参考装置所测量的时间而被同步化，直到它自身的标度，所述信号接着被轻易地互相同步以用于分析。
本发明的变型通过考虑所涉及的获得装置的时间漂移来对每个测量进行修正。实际上已知时间测量设备可能发生时间漂移。由于这种漂移从不同的获得装置中是可变的，当在长的持续时间内执行测量值的获取时，尽管进行了所建议的同步，但他们可能会破坏了对所获得的信号的分析。因此，本发明提出了在执行根据本发明的同步之前对每个获得装置的漂移进行修正。为此，有必要通过初步的研究来限定每个获得装置的漂移，并对获取的信号进行处理以消除由于该漂移而导致的影响。利用本领域技术人员熟知的任何手段来执行该对时间漂移的限定和修正。例如，首先通过使得每个测量装置穿过烤箱来确定温度的影响，并且可以通过三次多项式来对温度影响进行建模。
为了消除各种获得装置的时间漂移现象，还可以限制信号获取的期间到一定时间段，该时间段足够短从而可以忽略各种漂移。在较长时间段内但是在恒定的温度进行的测量也将可以消除这些时间漂移现象。
根据本发明的优选实施方式，还可相对于所述时间测量参考装置而在每个所述装置的测量起始处产生了给定瞬间的标度，并且相对于所述时间测量参考装置而在每个所述装置的测量结束处产生了给定瞬间的标度。本发明的这种实施方式将可以在信号获取的起始处和结束处执行双重同步，如果获取的时间段对应于无法忽略的时间漂移现象的话，则这可以至少在平均值上消除了时间漂移现象。
对于更长的获取时间段来说，本发明还有利地在给定的时间段期间，相对于所述时间测量参考装置而在每个所述装置的测量中产生了等间隔的给定瞬间的标度。本发明的这种实施方式的变型将导致多重同步，其数量通过必要的信号获取持续时间来限定，并可以消除各种获得装置的时间漂移现象。
根据本发明的其它实施方式，还可以将每个所述装置相对于时间测量参考装置的测量的多个标度来进行结合，并考虑到所涉及的获得装置的时间漂移来对每个测量进行修正。
根据本发明，上述的测量装置可以是任何类型并被设计用于对装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关的特性进行测量。
所测量的特性首先可以是那些与轮胎直接相关的特性，例如轮胎的压力或者温度。还可以是直接与车辆相关的特性，例如举例来说，负载、行驶过的距离、行驶方向、车辆的倾斜(pitch)形式的倾斜度或者滚动形式的倾斜度等等，这些特性对装配在该车辆上的轮胎所经受的应力具有影响，或者可能有影响。
还可以是与它的环境相关联的特性，例如温度、地面属性等，这些特性可能在轮胎使用期间发生变化，并对轮胎的行为产生了影响。
事实上，与使用条件或者使用模式相关的使用特性对车辆的给定轮胎所经受的应力具有直接影响。
车辆走的道路或者路径的倾斜度将显著地改变每个轮胎的载荷分布。在下坡方向上行驶的车辆例如引起了负载转移至前车轴***，而在上坡方向上行驶的相同车辆将会导致负载转移到车辆的后车轴***。
类似地，根据车辆采取的曲线方向，扭曲路径将导致载荷的分布在车辆的左侧和右侧发生变化。向右拐或向左拐有效地更改了轮胎之间的载荷分布。
可以考虑为车辆使用条件以及因此考虑为轮胎使用条件的某些环境参数可以更改所述轮胎经受的应力。
例如，温度对轮胎的行为产生作用，因此在轮胎对施加到该轮胎上的应力产生的反作用力上产生作用。地面属性例如无论是鹅卵石地形或者甚至是沙质或粘土地形，该地面属性都直接影响轮胎上的应力。
测量装置例如是压力传感器(该压力传感器与轮胎直接关联或者联接至车辆的悬架***)、温度传感器、用来测量速度、加速度的装置、GPS类型的设备等等。
根据本发明，每个测量装置一方面与能量源相关联以使得它能够进行工作，另一方面每个测量装置都与存储器元件相关联，以用于在测量期间存储所获取的测量值。
附图说明
本发明的其它有利细节和特性将会从以下参考图1至图3的示例性实施方式的描述中表现出来，图1至图3表示了：
-图1是用于实施本发明的测量获得装置的示意性表示，
-图2是用于对多个测量进行同步的本发明第一实施方式的示意性表示，
-图3是用于对多个测量进行同步的本发明第二实施方式的示意性表示。
具体实施方式
以下描述的实例涉及了在翻斗车类型的车辆上执行测量，该翻斗车类型的车辆装配了六个类型为59/80R63的轮胎并行驶在露天挖掘的矿场的路径上。
所使用的各种测量获得装置如下：
-六个度量电桥式(gauge-bridge)压力传感器，每个压力传感器与装配在车辆上的轮胎相关联，以用于测量每个轮胎的压力；这种类型的传感器允许的测量范围是从0巴(bar)到10巴。
-四个度量电桥式压力传感器，其用于测量悬浮压力；这种类型的传感器允许的测量范围从0到300巴。
-与底盘相关联的四个超声波测距仪，其用于测量底盘和地面之间的距离；这种类型的传感器的测量范围是从0米到3米。
-两个MEM(微电子机械***)加速计，其用于测量横向和纵向加速度。
图1示意性地显示了固定到结合了其中一个传感器2的轮胎或车辆的设备或模块1。在该模块1上，传感器2首先与电池3和时钟4相关联，该电池3提供了它的自主性。被所述传感器获取的测量值穿过调节单元(conditioning cell)5，该调节单元5将对应于测量值的信号进行放大和滤波，从而被微处理器6存储在存储器单元7当中，以用于存储经过适当处理的测量值。
所有这些传感器和模块首先提供的优点是，由有限体积构成，从而使它们能够很容易地进行运输，例如放置到手提箱当中，其能够通过航空来进行轻易运输并且被轻易地送往诸如矿场的现场。
由于本发明主题是一种移动设备，因此这个优点是很可观的，该移动设备必须能够从一个现场移动到另一个现场并且进行返回以用于对结果进行分析。
接着，所有这些传感器能够在相对较短的时间内安装到车辆上，其大约为1小时。这个时间可以对车辆的停歇时间进行最优限制。
在安装到车辆上之后，每个传感器被进行手动操作，并开始记录测量值。
所述设备包括装配了时钟的额外元件，该时钟将用来对每个传感器的测量进行标度。该额外的元件是一个简单的计算机，其通过RS232连接而在每个传感器的测量上产生标度。
图2示意性地显示了在测量的起始处对三个传感器的测量进行同步。由时间刻度R表示的该额外的元件对时间进行测量，并用来在时间刻度A、B、C表示的三个传感器的测量上产生标度。在每个这些刻度上具有对应于传感器开始工作的起始点，因此对应于每个传感器获得的测量值的起始点。这些起始点用时间t0(A)、t0(B)和t0(C)来表示，其分别对应于时间刻度A、B、C的每一者。
在传感器开始工作之后，从所述额外元件中产生了标度。通过在每个传感器的时间刻度A、B、C上测量的时间tA、tB、tC而在时间刻度A、B、C上显示了这些标度，且该时间tA、tB、tC分别对应于在时间刻度R上测量的t1、t2、t3。
在时间刻度A上测量并且对应于传感器A的测量信号的时间ti(A)接着可以被修正如下，其目的是将传感器A的测量与其它传感器的测量进行同步；
ti(A)修正＝ti(A)-tA+t1
类似的，应用以下公式：
Ti(B)修正＝ti(B)-tB+t2，以及
Ti(C)修正＝ti(C)-tC+t3
如前所述，当在一段持续时间内执行测量以使得传感器的时间漂移变得无法被忽略的时候，修正值可以结合之前对每个传感器限定的漂移因素dx。
接着，修正值表述如下：
ti(x)修正＝(ti(x)-tx).dx+tu
其中u从1到3进行变化。
还可以通过在每个传感器的测量上产生周期性的标度来消除时间漂移现象，并可以根据这些各种标度来对所述值进行修正。
图3示意性地显示了不同时间刻度的第二标度。
使用第二标度或第n标度的第一可能性是执行如之前所述的那样的相同的计算，同时假定每个标度之间的时间漂移是可以忽略的。那么修正值例如可以表示为如下形式：
Tj(x)修正＝tj(x)-tx+tv，
其中例如如3所示，v从4到6进行变化。
类似地，还可以考虑时间漂移，则公式被书写成：
Tj(x)修正＝(tj(x)-tx).dx+tv
在图3的情形中，另一种可能性是：使用两个连续的标度来，将其中一个传感器(或者更具体而言将它的时间刻度)作为基准来确定一个传感器相对于另一个传感器的时间漂移因素。这种因素的确定将可以对由于传感器的时间漂移而导致的同步误差减半。
在传感器A被选定为基准的情况下，我们接着获得了修正后的值，其表示如下：
ti(A)修正＝ti(A)-tA+t1，
Ti(B)修正＝[(tA′-t4+t5)-(tA-t1+t2)]/
(tB′-tB)×(ti(B)-tB)+t2，和
Ti(C)修正＝[(tA′-t4+t6)-(tA-t1+t3)]/
(tC′-tC)×(ti(C)-tC)+t3
两个公式[(tA′-t4+t5)-(tA-t1+t2)]/(tB′-tB)和[(tA′-t4+t6)-(tA-t1+t3)]/(tC′-tC)分别是对应于时间刻度B和C的传感器相对于对应于时间刻度A的传感器的时间漂移因素。
其中一个传感器被作为基准，但是还可以使用抽象的基准，例如举例来说，对应于所有传感器平均值的基准。
根据该最后一种同步模式，还可以通过首先确定每个传感器的时间漂移并将它们包含在用于各种数值的修正公式中来考虑每个传感器的时间漂移。
因此，还是如前所述的那样，本发明因此建议将多个标度的影响结合起来并考虑每个传感器的时间漂移，以用于测量值的修正，其目的是为了对各种测量进行同步。
执行了两种类型的测量。第一种是涉及在大约一个小时的时间段期间执行获取，在该时间段期间，当达到所需的测量解析的时候传感器的时间漂移现象可以忽略。各种测量之间的同步仅仅通过在时间段的起始处来进行标度而完成，其使得能够如前所述的那样对测量值进行修正。这种类型的测量对某些情形是有利益的，这是因为它将对应于车辆的重复性使用的一次循环。它可以对特定的使用参数给予指示。
第二种涉及在大约二十小时的时间段上执行获取，在该时间段期间，传感器的时间漂移现象无法再被忽略。接着，通过将多个测量的标度组合起来进行各种测量的同步，并且更加具体来说，每八个小时考虑每个传感器的时间漂移因素。这种类型的测量对车辆使用中轮胎经受的应力给出了更加显著的检查，这是因为这期间遭遇到了能够影响轮胎经历的所有参数；接着特别考虑的因素是诸如司机改变、日间和夜间驾驶改变等因素。

Claims (8)

1.一种用于对多个测量进行同步的方法，所述多个测量是在给定的时间段内从多个测量获得装置中获得的，所述测量获得装置用来获取与装配在行驶中的车辆上的轮胎所经受的应力相关联的特性的测量值，其特征在于，所述多个测量获得装置互相独立地实施操作，并且，在从每个所述测量获得装置得到的测量的给定瞬间相对于时间测量参考装置产生至少一个标度，其中，在所述给定瞬间的至少一个标度之外，所述多个测量获得装置持续地互相独立，所述测量获得装置未联接在一起或者未联接至其他任何***，并且所述测量获得装置自主性地获取测量值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考装置是所述多个测量获得装置中的一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考装置是不同于所述测量获得装置的额外的独立装置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从每个所述测量获得装置得到的测量中的给定瞬间的标度相对于其它装置具有时间偏差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过考虑所涉及的获得装置的时间漂移来对每个测量进行修正。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于所述时间测量参考装置而在每个所述测量获得装置的测量起始处产生了给定瞬间的标度，并且相对于所述时间测量参考装置而在每个所述测量获得装置的测量结束处产生了给定瞬间的标度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在给定的时间段期间，相对于所述时间测量参考装置而在每个所述测量获得装置的测量中产生了等间隔的给定瞬间的标度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个测量获得装置与时钟、存储元件和能量源相关联。
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