CN100565103C - 转向轮定位参数测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于角度测量的装置，尤其属于转向轮定位参数测量系统。本发明为一种转向轮定位参数测量系统，包括转向轮定位参数检测器、手持仪、夹具、转向圆盘。转向轮定位参数检测器包括壳体、连接柄，测量时连接柄与夹具的固定孔相配合，其结构要点在于在壳体内有两个空间互呈90度的角度传感器，其中X轴角度传感器通过固定座和连接柄与壳体固接，Y轴角度传感器悬挂于X轴角度传感器的转轴上，在Y轴角度传感器的转轴上悬挂有配重，Y轴角度传感器与X轴角度传感器的信号由信号输出口输出，标定工装有与连接柄相配合的孔。本发明利用重力自动定位原理，由两个空间互呈90度的编码器作为转向轮定位测量传感器来完成测量任务，测量精度高，容易操作。

Description

转向轮定位参数测量系统

技术领域

本发明属于角度测量的装置，尤其属于转向轮定位参数测量系统。

背景技术

转向轮定位参数测量系统是用来测量车轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角的专用仪器，常用的检测系统是由水准式定位仪7、夹具8和转向圆盘9组成，水准式定位仪7、转向圆盘9和夹具8的结构原理分别如图1、图2、图3所示，将两转向轮置于转向圆盘9上，通过夹具8将水准式定位仪7与转向轮连接，具体测量过程如下：

测量主销后倾角：使转向圆盘9的刻度置于零位，前轮对准正前方，踩下制动踏板，将前轮向外侧转20°，调整D水平泡74居中，调整B水平泡72到零位。再把车轮向内转20°，再次调整D水平泡74居中，此时B水平泡72所示的读数即为主销后倾角度值。

测量主销内倾角：前轮对准正前方，转向圆盘9的刻度置于零位，先置D水平泡74居中，踩下制动踏板，将前轮向外侧转20°，调整C水平泡73到零位，再把车轮向内转20°，此时C水平泡73所示的读数即为转向节主销内倾角度值。

测量车轮外倾角：以铅垂面为基准，调整A水平泡71和D水平泡74居中，调整B水平泡72到零位，再将定位仪装到转向轮上并保证D水平泡居中，则B水平泡72所示的读数即为车轮外倾角。

综上所述可知用此方法测量需手工操作，测量过程繁琐，对检测人员和检测步骤要求高、读数误差大。后来采用步进电机模拟水准式定位仪测量过程而实现了测量自动化，但步进电机价格昂贵，且对其控制和可靠性要求高，体积、重量也较大，测量过程和步骤仍较繁琐。

发明内容

本发明目的在于克服目前转向轮定位参数测量系统的缺点，提供一种测量精度高，检测步骤简单，容易操作的转向轮定位参数测量系统。

本发明所采用的技术方案为一种转向轮定位参数测量系统，包括转向轮定位参数检测器、手持仪、夹具、转向圆盘。转向轮定位参数检测器包括壳体、连接柄，测量时连接柄与夹具的固定孔相配合，其结构要点在于在壳体内有两个空间互呈90度的角度传感器，其中X轴角度传感器通过固定座和连接柄与壳体固接，Y轴角度传感器悬挂于X轴角度传感器的转轴上，在Y轴角度传感器的转轴上悬挂有配重，Y轴角度传感器与X轴角度传感器的信号由信号输出口输出，标定工装有与连接柄相配合的孔，转向圆盘上装有转向传感器，并有输出接口。

所谓的X轴是指平行于转向轮的支撑平面，方向指向垂直转向轮前进方向即转向轮轴线的外侧；Y轴是指平行于转向轮的支撑平面，方向指向转向轮前进方向。

本发明的工作原理为：Y轴角度传感器上悬挂的配重可绕Y轴转动，在重力的作用下其重心始终向下，将配重作为Y轴角度传感器的参照角，转向轮绕主销旋转后的空间倾角变化作为主销后倾角测量的参数值；同时整个Y轴角度传感器及配重作为X轴角度传感器的配重，可绕X轴转动，在重力的作用下其重心始终向下，作为X轴传感器的参照角，转向轮绕主销旋转后的空间倾角变化作为主销内倾角测量的参数值。通过转向圆盘角度传感器测得转向轮绕主销转动角度值。

本发明巧妙利用重力自动定位原理，由两个空间互呈90度的角度传感器来同步完成检测主销后倾角和主销内倾角测量任务，方便快捷，精度高。为了更好地提高检测精度，所采用的角度传感器为光电旋转编码器，所得到的信号为数字脉冲信号，而非需再进行转化的模拟信号。转向轮定位参数检测器的Y轴旋转编码器的电源线和信号输出线通过游丝进行过渡连接，这样可保证X轴不受单向附加力，提高测量精度。相邻的游丝旋向相反，相互抵消了游丝对转动的附加扭矩，提高了X轴编码传感器的灵敏度。在Y轴传感器及配重上加有阻尼片，利用运动中产生的空气阻力加快活动部件晃动的衰减，缩短测试时间。在两个传感器的摆动区域内固定的限位装置，可以有效保护传感器中各部件免受意外冲击的破坏。转向轮定位参数测量系统具有信号接收、信号处理的手持仪，它能将转向轮定位参数检测器角度信号与转向圆盘转角信号的位置关系进行分析转换为主销内倾角与主销外倾角。

本发明的使用方法：转向圆盘置于干净平整符合检测要求的场地上，引导板与转向圆盘连接，将转向轮定位参数检测器、转向圆盘与手持仪相接并开机。将标定工装放置转向圆盘上进行零点标定，即转向轮定位参数检测器连接柄插入标定工装的孔中，操作手持仪完成零点标定，取走标定工装，将待检车开上转向圆盘，车轮中心分别对准转向圆盘中心，将夹具扣紧在车轮的轮辋上。将转向轮定位参数检测器的连接柄与夹具进行连接并锁紧，注意壳体上标示的箭头应垂直向下，即可依据手持仪的提示进行操作(手持仪的提示界面有测试准备、测试进行、测试结束，当传感器处于稳定状态时通过按确认键进入下一测试界面直至测试结束)。先测量车轮外倾角，无需转动车轮，手持仪屏幕上即可显示测量值。然后测量主销后倾角和主销内倾角，车轮需在转向圆盘上分别左转和右转一定的角度(通常为20度，这是为了消除诸如车轮外倾角等因素对主销倾角测量的影响)。测量过程中手持仪的屏幕上实时显示转向圆盘转过的角度值，当达到规定值，且X轴和Y轴传感器处于稳定状态时按确认键，手持仪在后台中测得两位置的编码器角度值(一正一负)，屏幕显示经计算后的实际主销后倾角和主销内倾角。

本发明的优点在于，利用重力自动定位原理，由两个空间互呈90度的光电旋转编码器作为转向轮定位测量传感器来同步完成检测主销后倾角和主销内倾角测量任务，测量精度高，检测步骤简单，容易操作；不使用电机，体积小，重量轻，便携。

附图说明

图1为现有水准式定位仪原理示意图

图2为现有转向圆盘的结构示意图

图3为现有夹具的结构示意图

图4为本发明的转向轮定位参数检测器的原理结构示意图

图5为图4的侧视图

图6为本发明手持仪的结构示意图

图7为本发明的标定工装的结构示意图

图8为本发明的转向圆盘的结构示意图

其中：1转向轮定位参数检测器 11Y轴传感器 12转轴A  13X轴传感器14转轴B 15游丝 2手持仪 21输入接口 22按钮 23显示屏24信号导出口 3标定工装 31孔 4配重 41阻尼片 42限位装置5连接柄 6壳体 61固定座 62信号输出口 7水准式定位仪 71A水平泡72B水平泡 73C水平泡 74D水平泡 8夹具 81固定孔 9转向圆盘91引导板 92角度传感器

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

一种转向轮定位参数测量系统，包括转向轮定位参数检测器1、手持仪2、夹具8、转向圆盘9、标定工装3，转向轮定位参数检测器1如图4、图5所示，包括壳体6、连接柄5，测量时连接柄5与夹具8的固定孔81相配合，在壳体6内有两个空间互呈90度的角度传感器，其中X轴(X轴是指平行于转向轮的支撑平面，方向指向垂直转向轮前进方向即转向轮轴线的外侧)传感器13通过固定座61和连接柄5及壳体6固接，连接柄5的销轴为X轴传感器13的定位基准，测试时连接柄5的销轴与转向轮的轮轴同轴。Y轴(Y轴是指平行于转向轮的支撑平面，方向指向转向轮前进方向)传感器11悬挂于X轴传感器13的转轴B14上，在Y轴传感器11的转轴A12上悬挂有配重4，Y轴传感器11与X轴传感器13均采用光电旋转编码器，Y轴传感器11的电源线通过游丝15进行过渡连接，信号输出线通过游丝15引出至输出口62输出，X轴传感器13的连线直接与输出口62相连，相邻的游丝旋向相反。为了加快传感器晃动的衰减，缩短测试时间，在Y轴传感器11及配重4上加有阻尼片41，为了有效保护传感器中各部件免受意外冲击的破坏，在X、Y两个传感器的摆动区域内分别固定有限位装置42。

手持仪2如图6所示，有两个输入接口21，分别与转向轮定位参数检测器1的输出口62和转向圆盘9的信号接口(图中未标示)相连，同时有个信号导出口24，使手持仪2能将测量数据上传至处理器，与其它测量设备所测的数据进行统计输出，为了方便信号传输还可在手持仪2内装有无线信号发射元件，可直接将信息发送给处理器，在手持仪2上配有操作按钮22(分功能选择键、确认键)，及人机对话的显示屏23。

转向圆盘9如图8所示，在其中部装有转向传感器92，并有输出接口(图中未标示)，在圆盘的前后端接有斜坡形的引导板91。

本发明的使用方法：将转向圆盘9置于干净平整符合检测要求的场地上，放下转向圆盘9的连接引导板91，将转向轮定位参数检测器1、转向圆盘9与手持仪2相接并开机。利用如图7所示的标定工装3进行零点标定，标定工装3的具体结构为一直角型，下端面平整，垂直面上有与连接柄5相配合的孔31，具体标定方法：手持仪2功能选择键选择为车轮外倾角测量，将标定工装7下端面放置转向圆盘9上，转向轮定位参数检测器1的连接柄5插入标定工装3中间的孔31中，操作手持仪2并依据提示完成零点标定。再将待检车开上转向圆盘9，车轮中心分别对准转向圆盘9中心，将夹具8扣于车轮的轮辋上，旋转夹具8上的手轮将夹具扣紧。将转向轮定位参数检测器1的连接柄5与夹具8进行连接并锁紧，注意壳体6上标示的箭头应垂直向下，即可依据手持仪的提示进行操作，手持仪的显示屏23出现有测试准备、测试进行、测试结束等提示，当传感器处于稳定状态时通过按确认键进入下一测试界面直至测试结束，此时显示屏23显示出车轮外倾角测量值。然后功能选择键选择主销后倾角和主销内倾角测量，测量时车轮需在转向圆盘上分别左转和右转一定的角度(通常为20度，是为了消除诸如车轮外倾角等因素对主销倾角测量的影响)。测量过程中手持仪的屏幕上实时显示转向圆盘转过的角度值，当达到规定值，且X轴和Y轴传感器处于稳定状态时按确认键，手持仪在后台中测得两位置的编码器角度值(一正一负)，屏幕显示经计算后的实际主销后倾角和主销内倾角。

车轮外倾角的测量是直接测量，而主销后倾角和主销内倾角的测量属于间接测量，数据处理在手持仪的后台中完成。

Claims (7)

1、一种转向轮定位参数测量系统，包括转向轮定位参数检测器(1)、夹具(8)、转向圆盘(9)，其特征在于，它还有一标定工装(3)和信号接收处理的手持仪(2)，转向轮定位参数检测器(1)包括壳体(6)、连接柄(5)，测量时连接柄(5)与夹具(8)的固定孔(81)相配合，测量时夹具(8)扣于所测车辆转向轮的轮辋上，在壳体(6)内有两个空间互呈90度的角度传感器，其中X轴传感器(13)通过固定座(61)和连接柄(5)与壳体(6)固接，Y轴传感器(11)悬挂于X轴传感器(13)的转轴B(14)上，在Y轴传感器(1)的转轴A(12)上悬挂有配重(4)，Y轴传感器(11)与X轴传感器(13)的信号由信号输出口(62)输出，标定工装(3)有与连接柄(5)相配合的孔(31)，转向圆盘(9)上装有转向传感器(92)，手持仪(2)有两个输入接口(21)，分别与转向轮定位参数检测器(1)的所述信号输出口(62)和转向圆盘(9)的信号接口相连。

2、根据权利要求1所述的一种转向轮定位参数测量系统，其特征在于，手持仪(2)配有操作按钮(22)及人机对话的显示屏(23)。

3、根据权利要求1所述的一种转向轮定位参数测量系统，其特征在于，转向轮定位参数检测器(1)所采用的传感器为旋转编码传感器。

4、根据权利要求1所述的一种转向轮定位参数测量系统，其特征在于，转向轮定位参数检测器(1)的Y轴传感器(11)的电源线和信号输出线通过游丝(15)过渡连接。

5、根据权利要求4所述的一种转向轮定位参数测量系统，其特征在于，相邻的游丝旋向相反。

6、根据权利要求1所述的一种转向轮定位参数测量系统，其特征在于，在Y轴传感器(11)及配重(4)上加有阻尼片(41)。

7、根据权利要求1所述的一种转向轮定位参数测量系统，其特征在于，在X、Y两个传感器的摆动区域内分别固定有限位装置(42)。

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