CN104501702A - 汽车接近角和离去角测量装置及测量、验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车接近角和离去角测量装置，包括：软线、套管、铅垂线、刚性条和绕线器，所述软线穿过所述套管后与所述绕线器连接，所述刚性条与所述套管固定连接且所述刚性条的长度方向垂直于所述套管的轴线。本发明还提供了采用上述测量装置测量及验证汽车接近角和离去角的方法。本发明具有便携和避免测量错误的优点。

Description

汽车接近角和离去角测量装置及测量、验证方法

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及汽车接近角和离去角测量装置及测量方法。

背景技术

整车通过性：在一定的核载质量下，汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路及无路地带和克服各种障碍的能力，称为汽车的通过性。

接近角：指通过汽车前端的最低点向前轮所做外圆的切线与地面形成的夹角。汽车的前悬越长，前保险杠越低，接近角就越小。

离去角：指通过汽车后端的最低点向后轮所做外圆的切线与地面形成的夹角。

整车通过性是目前汽车设计中至关重要的一项性能，汽车在高低不平或有较多乱石、坑沟或土堆的地段上行驶时，很容易碰撞障碍物或陷入坑沟，以致车辆损坏或被迫停驶，能否安全通过这些地段，取决于汽车通过性的性能好坏。

传统的汽车通过性试验主要测试参数有，汽车最小离地间隙、纵向通过半径与横向通过半径、接近角与离去角等。通过性参数测量中，接近角和离去角的测量最为复杂，国外许多汽车厂家采用数模计算方式，需测量整车点云，然后在数模上对接近角和离去角进行计算，这种方式需要汽车厂拥有昂贵的三坐标点云扫描设备，消耗大量资金和人力资源。另一种方式是采用投影计算法，该方法需要建设专用投影试验室，该方案采用一组大面积的平行光照射到被测车辆上，用图像捕捉采集被测车辆投影，得到与实车大小一致的侧面投影，直接从投影测量通过性参数，该方案投资巨大，需要专门的场地和人员，设备使用和维护费用高昂，通过投影计算的参数，只能反映被测车辆的通过性参数性能，无法定位和寻找不符合设计要求的问题点。

在有限的预算情况下，通常会依靠比较简略的实测装置来对汽车的接近角和离去角进行测量。图1示出了现有技术中的第一种汽车接近角和离去角测量装置，包括固定件10、固定板20、电阻片30和旋转板40和电阻测量单元50以及显示器51。固定件10为长条状。固定板20与固定件10连接，且固定件10平行于固定板20的宽度方向。旋转板40与固定件10转动连接，且固定件10平行于旋转板20的宽度方向。电阻片30的一端固定在固定板20上，电阻片30的另一端远离固定板20。电阻片30优选为圆弧形，电阻片30的圆心位于旋转板40的转动轴线上，且电阻片30垂直于转动轴线。电阻测量单元50配置成根据电阻片30的位于固定板20和旋转板40之间的区段的阻值的大小计算接近角或者离去角的角度值。测量时，固定件10横置在车辆的相对应的两个轮胎与测量台的贴合处。测量台一般情况下可为地面。固定板20平放在测量台上的。旋转板40绕固定件10的轴线旋转，直至旋转板40的上表面与车辆的前保险杠或后保险杠的最低点接触抵靠，以使旋转板40与固定板20之间形成一个夹角，该夹角为接近角或离去角。显示器51显示出夹角的角度值。该技术方案的缺点在于，首先不具有便携性，固定件10尺寸较大，仍然需要较大的场地进行测量；其次旋转板40并不一定能够一次就恰好定位在前保险杠或者后保险杠最低点下方，在测量过程中需要在汽车两个轮胎之间左右移动旋转板40和固定板20的位置，这必然带动固定件10的位置发生改变或者偏转，而一旦发生改变或偏转则所测得的接近角和离去角的值就是错误的。图2示出了现有技术中的第二种汽车接近角和离去角测量装置，包括：角度刻度尺1、专用销轴2、旋转环3、拉线4、铅坠5、伸缩支架6，角度刻度尺1通过专用销轴2连接在伸缩支架6上，拉线4链接在旋转环3上，旋转环3通过专用销轴2链接在角度刻度尺1上，铅坠5通过铆钉铆接在角度刻度尺1上，拉线4通过车辆尾部最小离地点，引向轮胎切点，即测出车辆的接近角和离去角等角度。该方案的缺点在于，如图3所示，当最小离地点A位于前保险杠的大致中间位置时，从A点向左车轮WL或右车轮WR引拉线4所测量的角度显然是错误的，而要保证测量角度正确，必须保证将伸缩支架6平移到车轮正前方，而该移动主要靠操作人员的观察判断，伸缩支架6很容易偏移车轮正前方或者远离车轮正前方，仍然不能避免测量值发生错误。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携性好并能对汽车接近角和离去角进行正确测量的测量装置和测量方法。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种汽车接近角和离去角测量装置，包括：软线、套管、铅垂线、刚性条和绕线器，所述软线穿过所述套管后与所述绕线器连接，所述刚性条与所述套管固定连接且所述刚性条的长度方向垂直于所述套管的轴线。

优选地，所述绕线器为径向开有对穿孔的管状件，所述软线穿过所述对穿孔后将两端系在一起。

优选地，所述刚性条为钢板尺。

优选地，所述刚性条上沿其长度方向开有长孔。

优选地，所述铅垂线穿过所述长孔系在所述刚性条上。

一种采用如上所述的汽车接近角和离去角测量装置测量汽车接近角的方法，包括：

在松弛状态下，将所述软线套在汽车的两个前轮上，使所述套管位于所述前轮的前方并使所述软线贴在地面上；

旋转绕线器使所述软线绷紧；

将所述刚性条贴靠在所述汽车前端并左右平移，直至到达前端最低点；

在所述刚性条上的任一点放下所述铅垂线至地面，记录该点至所述套管的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸；

根据所记录的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸计算汽车接近角。

优选地，在左右平移所述刚性条的过程中，将所述铅垂线穿过所述刚性条上的长孔并保持所述铅垂线的下端恰好接触地面，当所述铅垂线的尺寸最短时则到达前端最低点。

一种采用如上所述的汽车接近角和离去角测量装置测量汽车离去角的方法，包括：

在松弛状态下，将所述软线套在汽车的两个后轮上，使所述套管位于所述后轮的后方并使所述软线贴在地面上；

旋转绕线器使所述软线绷紧；

将所述刚性条贴靠在所述汽车后端并左右平移，直至到达后端最低点；

在所述刚性条上的任一点放下所述铅垂线至地面，记录该点至所述套管的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸；

根据所记录的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸计算汽车离去角。

优选地，在左右平移所述刚性条的过程中，将所述铅垂线穿过所述刚性条上的长孔并保持所述铅垂线的下端恰好接触地面，当所述铅垂线的尺寸最短时则到达后端最低点。

一种汽车接近角和离去角验证方法，在进行如上所述的测量汽车接近角的过程中，或者在进行如上所述的测量汽车离去角的过程中，如果在左右平移所述刚性条时，所述刚性条由于受部件干涉而无法贴靠前端最低点或后端最低点，则证明干涉部件不符合设计要求。

本发明采用软线套住一对车轮，绷紧后套管所套的软线成一条直线，因此在左右平移刚性条的过程中，套管在软线上左右移动，始终处于左右车轮触地点之间的连线上，因此刚性条到达前端或者后端最低点时与地面所成夹角即为正确的接近角或者离去角，而该夹角能够通过刚性条的尺寸、铅垂线的尺寸根据反正弦函数计算获得。此时套管只起到限定刚性条沿绷紧的软线平移的作用，不需要很大的尺寸，平时将铅垂线和软线缠绕在刚性条上即可，可随身携带，在任何能停车的场地均能够测量。

进一步地，采用钢板尺作为刚性条，在测量过程中能够迅速读取刚性条长度值。

进一步地，刚性条上的长孔能够在保持铅垂线的下端恰好接触地面的过程中便于操作人员提拉、下放铅垂线，便于快速找到前端或者后端最低点。

进一步地，在测量过程中，刚性条由于受部件干涉而无法贴靠前端最低点或后端最低点，则证明干涉部件不符合设计要求，因此能够迅速查找出不符合设计要求的问题点所在，从而进行整改。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1示出了现有技术中的第一种汽车接近角和离去角测量装置；

图2示出了现有技术中的第二种汽车接近角和离去角测量装置；

图3示出了图2中的测量装置位于前保险杠最低端时的测量原理图；

图4是本发明的实施例中的刚性条和套管的主视图；

图5是本发明的实施例中的刚性条和套管的左侧视图；

图6是本发明的实施例中的软线和绕线器的立体图；

图7是本发明的实施例的汽车接近角和离去角测量装置的立体图；

图8是本发明的实施例的汽车接近角测量过程的俯视图；

图9是本发明的实施例的汽车接近角测量过程的右侧视图；

图10是本发明的实施例的汽车接近角测量过程的右侧视图，其中示出了干涉部件。

图中标记说明：1、角度刻度尺，2、专用销轴，3、旋转环，4、拉线，5、铅坠，6、伸缩支架，10、固定件，20、固定板，30、电阻片，40、旋转板，50、电阻测量单元，51、显示器，100、刚性条，110、长孔，200、套管，300、软绳，400、绕线器，410、对穿孔，500、汽车，600、铅垂线，700、干涉部件。

具体实施方式

在接下来的描述中，前后方向指的是从车头至车尾的长度方向，左右方向指的是左车轮至右车轮的宽度方向，上下方向指的是车顶至地面的高度方向。

参考图4、图5，刚性条100为具有刚性的钢板、铁板、铝板、硬塑料等制成的长条，使得刚性条100在其长度L方向上不容易发生弯曲。在本实施例中，刚性条100为市售的带有刻度的钢板尺。在刚性条100上，沿其长度方向L开有长孔110。套管200为一个管状件，刚性条100通过焊接等方式与套管200固定连接，并且连接后刚性条100的长度方向L垂直于套管200的轴线B，使两者成T字形。

参考图6，本实施例中的绕线器400为一个管状件，绕线器400的侧壁上成对地开有对穿孔410。软线300穿过对穿孔410从而与绕线器410连接。在本实施例中，软线300指的是能够沿其长度方向任意变换形状但不具有弹性的绳子，例如尼龙绳、铁丝、塑料绳等。

参考图7，在本实施例中，汽车接近角和离去角测量装置中，软线300穿过套管200后，再穿过绕线器400上的对穿孔410，然后将软线300的两端系在一起，使软线300成为一个封闭的环形并且套管200和绕线器400能够沿着软线300自由移动。为了实现测量，汽车接近角和离去角测量装置还包括铅垂线600，铅垂线600为一根下端带有铅坠的软线，能够作为一个单独部件使用而不与其它部件连接，但在本实施例中，出于携带方便的原因，将铅垂线600穿过刚性条100的长孔110后系在刚性条100上。

参考图8和图9，两图表明了采用图7中的汽车接近角和离去角测量装置来测量汽车接近角的方法。为了清晰，在图8中将汽车500以虚线表示。

测量汽车接近角时，首先将汽车接近角和离去角测量装置铺在地面G上，使软线300处于如图7所示的松弛状态，然后驾驶汽车500至左前轮WL和右前轮WR被软线300套住的位置，也能够在汽车500停放状态下，以软线300围绕左前轮WL和右前轮WR后在将软线300的两端系在一起，使软线300套在汽车500的两个前轮上，并且需要保证套管200位于左前轮WL和右前轮WR的前方。如果是在台架上测量的话，则台架表面也被统称为地面。

然后旋转绕线器400使软线300因缠绕在绕线器400上而绷紧进入如图8所示状态，在此过程中应当保证软线300始终贴在地面G上。绕线器400的作用主要是使软线300缠绕绷紧并在测量时保持在绷紧状态，因此除图6所示结构外，一般的燕尾夹、木工常用的墨斗里的绕线装置甚至随身携带的笔帽等常见结构均能够作为绕线器400使用，本文不再详细描述

然后操作人员将刚性条100抬起贴靠在汽车500的前端并左右平移。一般汽车的前端最低点位于前保险杠下方，因此刚性条100是贴靠在前保险杠下方左右平移。在平移过程中，由于绷紧的软线300对于套管200的限制，确保了套管200始终处于左前轮WL和右前轮WR的触地点E之间的连线上，即刚性条100是在一条直线上作左右平移。在左右平移刚性条100的过程中，操作人员将铅垂线600穿过刚性条100上的长孔110并通过上拉或者下放铅垂线600来保持铅垂线600的下端恰好接触地面G，当铅垂线600的尺寸最短时则证明达到了前端最低点C。在实际测量中，操作人员能够将刚性条100贴靠着前保险杠下边缘从最左侧或者最右侧向中间平移，在最左端或最右端时铅垂线600的尺寸最长，然后向着中间移动的过程中铅垂线600的尺寸变短，当铅垂线600变短后继续平移刚性条100则铅坠离地，则证明此时刚性条100已经到达了与前端最低点C贴靠的位置。此时记录刚性条100上的放下铅垂线600的点D，记录刚性条100的从该点D至套管200的尺寸L1，和此时铅垂线600的尺寸L2。由于采用了钢板尺，L1能够很容易被读出。实际上，此时L1的尺寸即为D点至车轮触地点E的投影尺寸，图9中的角a即为所求接近角。

由三角公式可计算汽车接近角a＝arcsin(L2/L1)。

测量完成后，将软线300及绕线器400、铅垂线600缠绕在刚性条100上即可，占用空间小，方便随身携带，因此在任何能够停车的地方均能够进行测量。

应当注意的是，理论上触地点E至前端最低点E的连线与地面G之间的夹角a与真正的接近角之间存在一定的偏差，原因是触地点E与前端最低点C向前轮所做外圆的切线的切点之间存在一定偏差，但实际上，触地点E与切点之间的偏差非常小以至于可以忽略不计，并且考虑到是对接近角进行简易测量，因此夹角a与理论接近角之间的偏差通常被认为是能够接受的测量误差而非测量错误，这一点需要与背景技术中所描述的测量错误进行区别。实际上，本领域技术人员在进行测量时也常取触地点至前端最低点的连线与地面G所成角度为接近角。

测量汽车离去角的方法与上述过程类似，不同之处在于：(1)在松弛状态下，软线300是套在汽车500的两个后轮上，使套管200位于后轮的后方；(2)将刚性条100贴靠在汽车500后端并左右平移，直至到达后端最低点。本文不再对离去角的测量过程进行详细描述。

参考图10，在进行如图9和图10所示的测量汽车接近角的过程中，如果在左右平移刚性条100时，刚性条100由于受部件700干涉而无法贴靠前端最低点C，则证明干涉部件700不符合设计要求，或者说在汽车500并不能满足汽车应能达到的接近角设计要求。例如汽车500下方的支架的尺寸过大造成下凸位置过低，此时需要对部件700重新进行设计，减小干涉部件700的尺寸或者改变其形状、安装位置。当然，在测量汽车离去角的过程中，也能够通过类似方法来发现汽车后方的干涉部件。因此相对于现有技术而言，采用本发明的汽车离去角和接近角测量装置进行测量的过程能够更加迅速查找出不符合设计要求的问题点所在，从而进行整改。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (10)

1.一种汽车接近角和离去角测量装置，其特征在于，包括：软线、套管、铅垂线、刚性条和绕线器，所述软线穿过所述套管后与所述绕线器连接，所述刚性条与所述套管固定连接且所述刚性条的长度方向垂直于所述套管的轴线。

2.根据权利要求1所述的汽车接近角和离去角测量装置，其特征在于，所述绕线器为径向开有对穿孔的管状件，所述软线穿过所述对穿孔后将两端系在一起。

3.根据权利要求1所述的汽车接近角和离去角测量装置，其特征在于，所述刚性条为钢板尺。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的汽车接近角和离去角测量装置，其特征在于，所述刚性条上沿其长度方向开有长孔。

5.根据权利要求4所述的汽车接近角和离去角测量装置，其特征在于，所述铅垂线穿过所述长孔系在所述刚性条上。

6.一种采用如权利要求1所述的汽车接近角和离去角测量装置测量汽车接近角的方法，其特征在于，包括：

在松弛状态下，将所述软线套在汽车的两个前轮上，使所述套管位于所述前轮的前方并使所述软线贴在地面上；

旋转绕线器使所述软线绷紧；

将所述刚性条贴靠在所述汽车前端并左右平移，直至到达前端最低点；

在所述刚性条上的任一点放下所述铅垂线至地面，记录该点至所述套管的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸；

根据所记录的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸计算汽车接近角。

7.根据权利要求6所述的测量汽车接近角的方法，其特征在于，在左右平移所述刚性条的过程中，将所述铅垂线穿过所述刚性条上的长孔并保持所述铅垂线的下端恰好接触地面，当所述铅垂线的尺寸最短时则到达前端最低点。

8.一种采用如权利要求1所述的汽车接近角和离去角测量装置测量汽车离去角的方法，其特征在于，包括：

在松弛状态下，将所述软线套在汽车的两个后轮上，使所述套管位于所述后轮的后方并使所述软线贴在地面上；

旋转绕线器使所述软线绷紧；

将所述刚性条贴靠在所述汽车后端并左右平移，直至到达后端最低点；

在所述刚性条上的任一点放下所述铅垂线至地面，记录该点至所述套管的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸；

根据所记录的刚性条的尺寸和所述铅垂线的尺寸计算汽车离去角。

9.根据权利要求8所述的测量汽车接近角的方法，其特征在于，在左右平移所述刚性条的过程中，将所述铅垂线穿过所述刚性条上的长孔并保持所述铅垂线的下端恰好接触地面，当所述铅垂线的尺寸最短时则到达后端最低点。

10.一种汽车接近角和离去角验证方法，其特征在于，在进行如权利要求6或7所述的测量汽车接近角的过程中，或者在进行如权利要求8或9所述的测量汽车离去角的过程中，如果在左右平移所述刚性条时，所述刚性条由于受部件干涉而无法贴靠前端最低点或后端最低点，则证明干涉部件不符合设计要求。