[发明专利]车轮钢丝的张力量测装置、张力调整设备及张力调整方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种车轮钢丝的张力量测装置、张力调整设备及张力调整方法，特别是关于一种非接触式光学量测且全自动化的车轮钢丝的张力量测装置、张力调整设备及张力调整方法。

背景技术

从自行车车轮制造的演进过程当中，可以发现市场需求的变革。例如：从铁车架到铝车架演变到碳纤车架，以及从铁框轮圈到铝框轮圈，演变到现今的碳纤轮圈。在市场的需求演变中，碳纤轮圈已不再只是轮圈，而是进一步以力学原理的角度看待的工艺，其讲究的是钢丝张力的平均分布以及力学原理的平衡支撑。

一般自行车车轮的中心是花鼓，而花鼓则是通过钢丝间的张力平衡固定于自行车车轮的正中心。另外，车轮钢丝的张力平衡也会影响到外层轮圈的偏摆与真圆度。花鼓不在中心或轮圈不够真圆的车轮，将会影响到骑乘者的安全性与舒适度，所以车轮钢丝张力的校正扮演相当重要的角色。再者，精确且均匀地调整钢丝张力是生产高品质自行车车轮的必要条件。无论自动化或是人工的钢丝张力调整均需仰赖精确且操作方便的张力调整工具。在自动化的车轮钢丝张力调整中，若要得到高准确度的张力值，必须具备高精密度的张力调整设备，并配合自动化张力校正设备的操作，才能制造出高质量的车轮。对于单价较高的车轮钢丝张力调整，在一般传统的车轮制造过程中均需仰赖人工的方式来完成量测、调整与校正作业。而目前在人工生产轮组的制程中，操作员均使用手持式钢丝张力量测计，并在制程中以手持方式一边量测一边做张力的调整。

然而，由于每台自行车有两个车轮，且每个车轮都有许多条车轮钢丝，这些车轮钢丝需要全面校正及检测。若以现有方式，即以手持式钢丝张力量测计逐一校正及检验，则校正时间将过长且工作效率较低，无法满足产量需求。另一方面，人工校正的操作员必须经过长时间的训练，且每位操作员每次校正的 时间及情况均不同，无法快速且有效地缩短校正车轮钢丝的时间。

此外，现有的钢丝调整方式都是用仪器检测花鼓是否在正中心，并逐根调整张力以达到目的。但如此一来容易造就钢丝的张力不平均，在遇到较大的路面坑洞时，会造成部分钢丝的张力上升，进而导致超过钢丝所能承受的力量而断裂，并造成骑乘者伤害。由此可知，目前市场上缺乏一种可以安全调整不断裂、降低成本、既快速又精确校正与可全自动化侦测调整车轮钢丝张力以及花鼓位置的设备与方法，故相关业者均在寻求其解决之道。

发明内容

因此，本发明提供一种车轮钢丝的张力量测装置、张力调整设备及张力调整方法，是先利用震动器震动车轮钢丝，然后通过光学机制侦测震动的车轮钢丝的张力并用钢丝调整器调整之，最后透过花鼓校正器调整花鼓至轮圈正中心。在全自动的设备建构下，本发明的张力调整设备搭配其方法步骤操作不但可确保车轮钢丝的张力在安全范围之内调整而不断裂，而且还兼具调整速度快、品质高、低成本以及符合车轮真圆度的优点。

依据本发明一方面提供一种车轮钢丝的张力量测装置，其包含一车轮钢丝、一入射光源、一光感元件以及一运算处理器。车轮钢丝具有一震动频率。入射光源沿一照射方向行进，此入射光源照射车轮钢丝的一侧，且照射方向与车轮钢丝的震动方向相异。再者，光感元件设于照射方向上且位于车轮钢丝另一侧。光感元件接收入射光源，且车轮钢丝遮蔽部分入射光源，令光感元件形成一钢丝遮蔽阴暗区域。此钢丝遮蔽阴暗区域对应震动的车轮钢丝位移，令光感元件输出一钢丝位移信号。而运算处理器则电性连接光感元件，运算处理器依据钢丝位移信号转换为校准前钢丝张力值。

借此，本发明的车轮钢丝的张力量测装置透过光学机制结合钢丝的遮蔽效应来量测车轮钢丝的震动位移量，其量测的准确度高而且不容易受环境影响。此外，此张力量测装置为全自动化的量测方法，其量测速度快且效率高，可大幅减少人工量测校正的时间与人力成本。