CN104180744A - 一种距离测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种距离测量设备，属于车辆装配技术领域。距离测量设备包括第一探臂、第二探臂、第一侧梁、第二侧梁以及距离测量器件，其中第一探臂与第二测梁固定连接，第二探臂与第一测梁固定连接，第一探臂与第二测梁组成的整体和第二探臂与第一测梁组成的整体，在第一探臂的第一端和第二探臂的第一端处铰接，距离测量器件的第一端与第一测梁铰接于第二铰接点，距离测量器件的第二端与第二测梁铰接于第三铰接点，距离测量器件中的读数为第一探臂的第二端与第二探臂的第二端之间的距离值。采用本公开，可以提高测量结果的精确性。

Description

一种距离测量设备

技术领域

本发明涉及车辆装配技术领域，特别涉及一种距离测量设备。

背景技术

随着技术的发展和人民生活水平的提高，汽车已经逐渐成为现代社会的消费品。在车辆研发过程中，经常需要测量狭小空间内的距离，以便对车辆进行调校，例如测量汽车悬架内限位块下端面与减震器上端面间的距离，以便对汽车悬架以及车辆底盘进行调校。

在相关技术中，为了测量狭小空间内的距离，汽车厂家常常使用直尺或游标卡尺等测量工具进行测量，但由于测量空间过于狭小，直尺或游标卡尺等测量工具无法贴近实际测量物体进行测量，只能在一定距离外进行近似测量，得到待测量距离的近似值。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

通过近似测量得到的近似值与实际距离相比误差过大，降低了测量结果的精确性，影响了车辆的安全性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种距离测量设备，所述距离测量设备包括第一探臂、第二探臂、第一侧梁、第二侧梁以及距离测量器件，其中：

所述第一探臂的第一端与所述第二测梁的第一端固定连接，所述第二探臂的第一端与所述第一测梁的第一端固定连接，所述第一探臂与所述第二测梁组成的整体和所述第二探臂与所述第一测梁组成的整体，在所述第一探臂的第一端和所述第二探臂的第一端处铰接，铰接点为第一铰接点；

所述距离测量器件的第一端与所述第一测梁铰接于第二铰接点，所述距离测量器件的第二端与所述第二测梁铰接于第三铰接点；

所述第一探臂的第二端为第一测距点，所述第二探臂的第二端为第二测距点，所述距离测量器件中标尺上的读数为根据所述第一探臂的长度、所述第二探臂的长度、所述第一测梁的第一端至所述第二铰接点的距离、所述第二测梁的第一端至所述第三铰接点的距离、所述第一探臂与所述第二探臂形成的夹角的角度值、所述第一测梁与所述第二测梁形成的夹角的角度值、所述第二铰接点与所述第三铰接点之间的距离确定出的所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离值。

可选的，所述距离测量器件包括主螺旋杆、辅螺旋杆和调节螺母，其中：

所述主螺旋杆与所述第一测梁铰接于所述第二铰接点，所述副螺旋杆与所述第二测梁铰接于所述第三铰接点；

所述调节螺母的内表面刻有螺纹，所述主螺旋杆和所述辅螺旋杆的外表面刻有所述螺纹，所述调节螺母的第一端与所述主螺旋杆通过所述螺纹连接，所述调节螺母的第二端与所述辅螺旋杆通过所述螺纹连接，当转动所述调节螺母时，使得所述主螺旋杆和所述辅螺旋杆进行相向或相离的直线运动。

可选的，在所述距离测量设备中：

所述主螺旋杆与直线刻度筒固定连接，所述直线刻度筒上标有第一刻度值；

所述调节螺母外表面与圆周刻度筒固定连接，所述圆周刻度筒上标有第二刻度值。

可选的，在所述距离测量设备中：

转动所述调节螺母，当所述第一测距点和所述第二测距点分别与待测表面紧密接触时，根据所述距离测量器件的读数确定所述待测表面之间的距离值。

可选的，在所述距离测量设备中：

所述距离测量器件的读数为所述第一刻度值的读数与所述第二刻度值的读数的和。

可选的，在所述距离测量设备中：

当所述第一探臂的长度、所述第二探臂的长度、所述第一测梁的第一端至所述第二铰接点的距离、所述第二测梁的第一端至所述第三铰接点的距离全部相等。

可选的，在所述距离测量设备中：

所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离小于所述第二铰接点与所述第三铰接点之间的距离。

可选的，在所述距离测量设备中：

所述第一探臂的第二端的横截面与所述第二探臂的第二端的横截面具有第一直径，所述第一探臂的第一端的横截面与所述第二探臂的第一端的横截面具有第二直径，所述第一直径小于所述第二直径。

可选的，在所述距离测量设备中：

所述第一探臂与所述第二探臂为同向探臂，其中所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离随着所述第二铰接点与所述第三铰接点之间距离的增加而增加；或者，

所述第一探臂与所述第二探臂为反向探臂，其中所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离随着所述第二铰接点与所述第三铰接点之间距离的增加而减小。

可选的，在所述距离测量设备中：

采用销轴的方式进行铰接。

可选的，在所述距离测量设备中：

所述第一探臂的第二端和所述第二探臂的第二端的形状为球形，使得所述第一探臂的第二端和所述第二探臂的第二端与所述待测表面保持点面接触，减少测量误差。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中的距离测量设备，包括第一探臂、第二探臂、第一侧梁、第二侧梁以及距离测量器件，其中第一探臂与第二测梁固定连接，第二探臂与第一测梁固定连接，第一探臂与第二测梁组成的整体和第二探臂与第一测梁组成的整体，在第一探臂的第一端和第二探臂的第一端处铰接，距离测量器件的第一端与第一测梁铰接于第二铰接点，距离测量器件的第二端与第二测梁铰接于第三铰接点，距离测量器件中的读数为第一探臂的第二端与第二探臂的第二端之间的距离值。通过使用该距离测量器件可以对狭小空间内的距离进行精确测量，提高了测量结果的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种距离测量设备的结构示意图；

图2a是本发明实施例二提供的直线刻度筒的结构示意图；

图2b是本发明实施例二提供的圆周刻度筒的结构示意图；

图3a是本发明实施例二提供的同向探臂的结构示意图；

图3b是本发明实施例二提供的反向探臂的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的计算示意图；

图5是本发明实施例二提供的当前距离测量器件中读数的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种距离测量设备，如图1所示，该设备包括：第一探臂1、第二探臂2、第一侧梁3、第二侧梁4以及距离测量器件5，其中：

第一探臂1的第一端与第二测梁4的第一端固定连接，第二探臂的第一端2与第一测梁3的第一端固定连接，第一探臂1与第二测梁4组成的整体和第二探臂2与第一测梁3组成的整体，在第一探臂1的第一端和第二探臂2的第一端处铰接，铰接点为第一铰接点6。

距离测量器件的第一端与第一测梁铰接于第二铰接点7，距离测量器件的第二端与第二测梁铰接于第三铰接点8。

第一探臂1的第二端为第一测距点9，第二探臂2的第二端为第二测距点10，距离测量器件5中标尺上的读数为根据第一探臂1的长度、第二探臂2的长度、第一测梁3的第一端至第二铰接点7的距离、第二测梁4的第一端至第三铰接点8的距离、第一探臂1与第二探臂2形成的夹角的角度值、第一测梁3与第二测梁4形成的夹角的角度值、第二铰接点7与第三铰接点8之间的距离确定出的第一测距点9与第二测距点10之间的距离值。

本发明实施例中的距离测量设备，包括第一探臂、第二探臂、第一侧梁、第二侧梁以及距离测量器件，其中第一探臂与第二测梁固定连接，第二探臂与第一测梁固定连接，第一探臂与第二测梁组成的整体和第二探臂与第一测梁组成的整体，在第一探臂的第一端和第二探臂的第一端处铰接，距离测量器件的第一端与第一测梁铰接于第二铰接点，距离测量器件的第二端与第二测梁铰接于第三铰接点，距离测量器件中的读数为第一探臂的第二端与第二探臂的第二端之间的距离值。通过使用该距离测量器件可以对狭小空间内的距离进行精确测量，提高了测量结果的精确性。

实施例二

本发明实施例提供了一种距离测量设备，该设备包括：第一探臂1、第二探臂2、第一侧梁3、第二侧梁4以及距离测量器件5，其中：

第一探臂1的第一端与第二测梁4的第一端固定连接，第二探臂的第一端2与第一测梁3的第一端固定连接，第一探臂1与第二测梁4组成的整体和第二探臂2与第一测梁3组成的整体，在第一探臂1的第一端和第二探臂2的第一端处铰接，铰接点为第一铰接点6，距离测量器件的第一端与第一测梁铰接于第二铰接点7，距离测量器件的第二端与第二测梁铰接于第三铰接点8。

可选的，该距离测量器件5包括主螺旋杆11、辅螺旋杆12和调节螺母13，其中：

主螺旋杆11与第一测梁3铰接于第二铰接点7，副螺旋杆12与第二测梁4铰接于第三铰接点8，该调节螺母13的内表面刻有螺纹，主螺旋杆11和辅螺旋杆12的外表面刻有螺纹，该调节螺母13的第一端与主螺旋杆11通过螺纹连接，调节螺母13的第二端与辅螺旋杆12通过螺纹连接，当转动调节螺母13时，使得主螺旋杆11和辅螺旋杆12进行相向或相离的直线运动。

可选的，在距离测量器件5中：

主螺旋杆11与直线刻度筒14固定连接，直线刻度筒14上标有第一刻度值，调节螺母13外表面与圆周刻度筒15固定连接，圆周刻度筒15上标有第二刻度值。

在实施中，该直线刻度筒14的结构图如图2a所示，可以看出，在直线刻度筒上从上到下标有逐渐增大的第一刻度值。

该圆周刻度筒15的结构图如图2b所示，可以看出，在圆周刻度筒15的下端，从左向右依次标有逐渐增大的第二刻度值。

可选的，在该距离测量设备中：

转动调节螺母13，当第一测距点9和第二测距点10分别与待测表面紧密接触时，根据距离测量器件的读数确定待测表面之间的距离值。

可选的，在该距离测量设备中：

距离测量器件的读数为第一刻度值的读数与第二刻度值的读数的和。

可选的，在该距离测量设备中：

当第一探臂的长度、第二探臂的长度、第一测梁的第一端至第二铰接点的距离、第二测梁的第一端至第三铰接点的距离全部相等。

可选的，在该距离测量设备中：

第一测距点9与第二测距点10之间的距离小于第二铰接点7与第三铰接点8之间的距离。

在实施中，两个测距点之间的距离小于第二链接点7和第三链接点8之间的距离，使得当两个测距点在测量狭小空间内的距离时，在第二链接点7和第三链接点8之间仍能保证存在足够的空间用于获取距离测量器件的读数，提高测量的精确度，避免无法获取读数的缺陷。

可选的，在该距离测量设备中：

第一探臂的第二端的横截面与第二探臂的第二端的横截面具有第一直径，第一探臂的第一端的横截面与第二探臂的第一端的横截面具有第二直径，第一直径小于第二直径。

在实施中，第一直径小于第二直径，可以保证第一探臂1的第二端和第二探臂2的第二端能够深入狭小空间测量距离的前提下，还可以确保第一探臂1和第二探臂2具有足够的结构强度，减小了该距离测量设备发生损坏的可能性，提高了该测量设备的耐用性。

可选的，在该距离测量设备中：

第一探臂1与第二探臂2为同向探臂，其中第一测距点9与第二测距点10之间的距离随着第二铰接点7与第三铰接点8之间距离的增加而增加；或者，

第一探臂1与第二探臂2为反向探臂，其中第一测距点9与第二测距点10之间的距离随着第二铰接点7与第三铰接点8之间距离的增加而减小。

在实施中，该同向探臂的结构图如图3a所示，由于第一探臂1的第一端与第二测梁4的第一端固定连接，第二探臂2的第一端与第一测梁3的第一端固定连接，并且第一探臂1、第二探臂2、第一测梁3、第二测梁4铰接于第一铰接点6，因此当第一测梁3和第二测梁4绕第一铰接点6旋转，使得第二铰接点7和第三铰接点8之间的距离增加时，会导致第一测距点9和第二测距点10之间的距离增加。

该反向探臂的结构图如图3b所示，第一探臂1和第二探臂2为交错式结构，由于第一探臂1的第一端与第二测梁4的第一端固定连接，第二探臂2的第一端与第一测梁3的第一端固定连接，并且第一探臂1、第二探臂2、第一测梁3、第二测梁4铰接于第一铰接点6，因此当第一测梁3和第二测梁4绕第一铰接点6旋转，使得第二铰接点7和第三铰接点8之间的距离增加时，会导致第一测距点9和第二测距点10之间的距离减小。

采用上述同向探臂和反向探臂的结构，可以使得该距离测量设备适用于不同的测量场景，提高了该距离测量设备的实用性。

可选的，在该距离测量设备中：

采用销轴的方式进行铰接。

可选的，在该距离测量设备中：

第一探臂的第二端和第二探臂的第二端的形状为球形，使得第一探臂的第二端和第二探臂的第二端与待测表面保持点面接触，减少测量误差。

以上对距离测量设备的结构进行了详细的描述，下面则从实际测量的角度，对如何使用该距离测量设备测量距离进行说明。

第一探臂1的第二端为第一测距点9，第二探臂2的第二端为第二测距点10，距离测量器件中标尺上的读数为根据第一探臂1的长度、第二探臂2的长度、第一测梁3的第一端至第二铰接点7的距离、第二测梁4的第一端至第三铰接点8的距离、第一探臂1与第二探臂2形成的夹角的角度值、第一测梁3与第二测梁4形成的夹角的角度值、第二铰接点7与第三铰接点8之间的距离确定出的第一测距点9与第二测距点10之间的距离值。

为了更清楚的解释该距离使用设备的使用方法，下边按第一探臂1和第二探臂2为同向探臂的结构，结合图4进行具体阐述。

步骤一，为便于计算，按图4中的标注，将第一铰接点6、第二铰接点7、第三铰接点8均简化为没有大小的点，当第一探臂的长度为l₁、第二探臂的长度为l₂、第一测梁的第一端至第二铰接点的距离为l₃、第二测梁的第一端至第三铰接点的距离为l₄，这里的l₁、l₂、l₃、l₄相等。

步骤二，将第一测距点9与第二测距点10之间的距离调整为最小，由于第一探臂1与第二测梁4、第二探臂2与第一测梁3已固定连接，所以此时第二铰接点与第三铰接点8之间的距离也为最小值。

步骤三，转动调节螺母13，使得第一测距点9与第二测距点10之间的距离逐渐增大，直至第一测距点9和第二测距点10均和待测表面紧密接触时，停止转动调节螺母13。

步骤四，第一测距点9和第二测距点10之间的距离为d，距离测量器件5中辅螺旋杆移动的距离为d_s，主螺旋杆移动的距离为d_m，第一探臂1和第二探臂2绕第一铰接点6旋转形成的夹角为α，第一测梁3和第二测梁4绕第一铰接点6旋转形成的夹角为β，根据l₁、l₂、l₃、l₄、d_s、d_m、α、β的几何关系，得到距离测量器件5的读数与第一测距点9与第二测距点10之间的距离d的对应关系。

在实施中，上述对应关系是d与距离测量器件的读数的映射，根据当前距离测量器件上的读数，就能够确定d的数值。

由于在转动调节螺母13的过程中，α与β的数值一直在发生变化，因此下边针对其中一种情况，即停止转动调节螺母13时，有β＝2×α时，对上述对应关系的计算过程进行说明。

因为此时β＝2×α，在l₁＝l₂＝l₃＝l₄时，存在(1)的关系式，这里的d_b为主螺旋杆、辅螺旋杆移动距离的和，d_b＝d_m+d_s(2)，由于主螺旋杆和辅螺旋杆为相向运动，移动的距离相等，即有d_m＝d_s(3)，结合上式(1)(2)(3)，

有 $d=\frac{1}{2}\×d_b=\frac{1}{2}(d_m+d_s)=\frac{1}{2}\×2\×d_m=d_m,$ 即当β＝2×α，存在d＝d_m。

距离测量器件5上的读数即为d_m的数值。

为便于理解，对上述对应关系中另一情况，即停止转动调节螺母13时，有β＝3×α时，对上述对应关系进行说明。

因为此时β＝2×α，在l₁＝l₂＝l₃＝l₄时，存在(4)的关系式，这里的d_b为主螺旋杆、辅螺旋杆移动距离的和，d_b＝d_m+d_s(5)，由于主螺旋杆和辅螺旋杆为相向运动，移动的距离相等，即有d_m＝d_s(6)，结合上式(4)(5)(6)，

有 $d=\frac{1}{3}\×d_b=\frac{1}{3}\×(d_m+d_s)=\frac{1}{3}\×2\×d_m=\frac{2}{3}{d}_m,$ 即当β＝3×α，存在

β＝2×α、β＝3×α仅是上述对应关系中的两个具体情况，其他情况下，d与d_m的对应关系的计算方式与上述计算过程类似，此处不再赘述。

步骤五，距离测量器件5上的读数即为d_m的数值，根据该读数，可以得到第一测距点与第二测距点之间的距离d。

在实施中，直线刻度筒14与圆周刻度筒15上的读数如图5所示。其中，直线刻度筒上的最小单位为0.5cm，圆周刻度筒上有50个刻度，最小单位为0.02cm，圆周刻度筒每旋转一周，圆周刻度筒在径向方向上会前进或后退1cm的距离。从图5中得出，当前直线刻度筒的读数为2，圆周刻度筒的读数为9，因此图5中距离测量器件的读数为：2.000+0.02×9＝2.180cm，即当前第一测距点与第二测距点之间的距离为2.180cm。

本发明实施例中的距离测量设备，包括第一探臂、第二探臂、第一侧梁、第二侧梁以及距离测量器件，其中第一探臂与第二测梁固定连接，第二探臂与第一测梁固定连接，第一探臂与第二测梁组成的整体和第二探臂与第一测梁组成的整体，在第一探臂的第一端和第二探臂的第一端处铰接，距离测量器件的第一端与第一测梁铰接于第二铰接点，距离测量器件的第二端与第二测梁铰接于第三铰接点，距离测量器件中的读数为第一探臂的第二端与第二探臂的第二端之间的距离值。通过使用该距离测量器件可以对狭小空间内的距离进行精确测量，提高了测量结果的精确性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种距离测量设备，其特征在于，距离测量设备包括第一探臂、第二探臂、第一侧梁、第二侧梁以及距离测量器件，其中：

所述第一探臂的第一端与所述第二测梁的第一端固定连接，所述第二探臂的第一端与所述第一测梁的第一端固定连接，所述第一探臂与所述第二测梁组成的整体和所述第二探臂与所述第一测梁组成的整体，在所述第一探臂的第一端和所述第二探臂的第一端处铰接，铰接点为第一铰接点；

所述距离测量器件的第一端与所述第一测梁铰接于第二铰接点，所述距离测量器件的第二端与所述第二测梁铰接于第三铰接点；

所述第一探臂的第二端为第一测距点，所述第二探臂的第二端为第二测距点，所述距离测量器件中标尺上的读数为根据所述第一探臂的长度、所述第二探臂的长度、所述第一测梁的第一端至所述第二铰接点的距离、所述第二测梁的第一端至所述第三铰接点的距离、所述第一探臂与所述第二探臂形成的夹角的角度值、所述第一测梁与所述第二测梁形成的夹角的角度值、所述第二铰接点与所述第三铰接点之间的距离确定出的所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离值。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述距离测量器件包括主螺旋杆、辅螺旋杆和调节螺母，其中：

所述主螺旋杆与所述第一测梁铰接于所述第二铰接点，所述副螺旋杆与所述第二测梁铰接于所述第三铰接点；

所述调节螺母的内表面刻有螺纹，所述主螺旋杆和所述辅螺旋杆的外表面刻有所述螺纹，所述调节螺母的第一端与所述主螺旋杆通过所述螺纹连接，所述调节螺母的第二端与所述辅螺旋杆通过所述螺纹连接，当转动所述调节螺母时，使得所述主螺旋杆和所述辅螺旋杆进行相向或相离的直线运动。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

所述主螺旋杆与直线刻度筒固定连接，所述直线刻度筒上标有第一刻度值；

所述调节螺母外表面与圆周刻度筒固定连接，所述圆周刻度筒上标有第二刻度值。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

转动所述调节螺母，当所述第一测距点和所述第二测距点分别与待测表面紧密接触时，根据所述距离测量器件的读数确定所述待测表面之间的距离值。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

所述距离测量器件的读数为所述第一刻度值的读数与所述第二刻度值的读数的和。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

当所述第一探臂的长度、所述第二探臂的长度、所述第一测梁的第一端至所述第二铰接点的距离、所述第二测梁的第一端至所述第三铰接点的距离全部相等。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离小于所述第二铰接点与所述第三铰接点之间的距离。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

所述第一探臂的第二端的横截面与所述第二探臂的第二端的横截面具有第一直径，所述第一探臂的第一端的横截面与所述第二探臂的第一端的横截面具有第二直径，所述第一直径小于所述第二直径。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

所述第一探臂与所述第二探臂为同向探臂，其中所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离随着所述第二铰接点与所述第三铰接点之间距离的增加而增加；或者，

所述第一探臂与所述第二探臂为反向探臂，其中所述第一测距点与所述第二测距点之间的距离随着所述第二铰接点与所述第三铰接点之间距离的增加而减小。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述距离测量设备中：

采用销轴的方式进行铰接。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述距离测量设备中：

所述第一探臂的第二端和所述第二探臂的第二端的形状为球形，使得所述第一探臂的第二端和所述第二探臂的第二端与所述待测表面保持点面接触，减少测量误差。