CN104848830A - 车架扭转角度的测量系统、方法 - Google Patents

车架扭转角度的测量系统、方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车架扭转角度的测量系统、方法，测量系统包括扭杆(1)和角度检测装置(2)，扭杆形成为L型杆，该L型杆的两个杆段分别安装在车架的纵梁和横梁上，并且扭杆具有位移端和测量端，位移端所在的杆段至少可轴向移动地安装在车架上，测量端所在的杆段至少可转动地安装在车架上，其中角度检测装置用于检测测量端的相对转动角度。本发明通过巧妙地利用车架的本身结构，使用L型杆作为扭杆，不仅方便布置在需要测量扭转角度的区域，还能够实现多种车架扭转角度的测量，并且能够保证测量精度，另外所得到的车架扭转角度还可以与CAE分析结果对标，科学客观评价车架扭转刚度，因此具有较强的实用性和推广价值。

Description

车架扭转角度的测量系统、方法
技术领域
本发明涉及车辆性能测试中的车架扭转角度测量领域，具体地，涉及一种车架扭转角度的测量系统和方法。
背景技术
在汽车性能测试领域中，需要测量出车架扭转角度并可根据扭转角度的变化差异来评价路面对车架整体结构变形影响以及对比车架局部结构改变对整体扭转角度影响。其中车架作为汽车的核心部件，其质量和性能的好坏，直接影响到整车所有性能指标。车架的扭转角度作为考核的一项关键指标，车架所要求的刚性其实就构建在车架的抗变形能力上，也就是指车架对于受外力影响而弯曲或扭转的抗力。一旦车架刚性不足，操控性便会受到影响。
在公开号为CN 102288415 A的专利申请中，公开以中测量车架扭转角度的测量装置和方法，然后根据车架的扭转角度和车轮所受垂向力评价车架的扭转刚度。然而，这种测量技术中，只能测量纵梁本身的扭转角度，并且如需保证测量精度还需要较长的扭杆，这样，在实际测量中受纵梁的布置的限制无法实施，实用性不强。
因此，提供一种能够保证测量精度并且方便布置的车架扭转角度的测量技术具有积极意义。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车架扭转角度的测量系统，该测量系统方便布置与车架的任意位置，并且能够保证车架扭转角度的测量精度。
本发明的另一目的是提供一种车架扭转角度的测量方法，该测量方法易于实施并且测量精度高。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种车架扭转角度的测量系统，包括扭杆和角度检测装置，所述扭杆形成为L型杆，该L型杆的两个杆段分别安装在车架的纵梁和横梁上，并且所述扭杆具有位移端和测量端，所述位移端所在的所述杆段至少可轴向移动地安装在车架上，所述测量端所在的所述杆段至少可转动地安装在车架上，其中所述角度检测装置用于检测所述测量端的相对转动角度。
优选地，所述扭杆包括具有所述位移端的第一杆段和具有所述测量端的第二杆段，其中所述第一杆段可轴向移动地安装在车架的纵梁上并沿该纵梁延伸，所述第二杆段可转动地安装在该车架的横梁上并沿该横梁延伸。
优选地，所述角度检测装置为角度传感器，该角度传感器的输入轴与所述扭杆的测量端传动连接。
优选地，所述角度传感器通过安装架固定安装在所述横梁上，所述测量端通过联轴器与该角度传感器的输入轴传动连接，所述相对转动角度为所述测量端相对于所述横梁的转动角度。
优选地，所述扭杆为两根，该两根扭杆的第一杆段分别固定在车架的两条纵梁上并同向延伸，并且该两根扭杆的第二杆段固定在所述车架的同一条横梁上并相向延伸，所述角度传感器固定安装在一个所述测量端上，并且该角度传感器的输入轴通过联轴器与另一个所述测量端相连，所述相对转动角度为两个所述测量端之间的相对转动角度。
优选地，所述联轴器位于所述横梁的长度方向上的中心位置。
优选地，所述测量系统还包括将扭杆安装到车架上的扭杆安装件，该扭杆安装件可拆卸地固定在所述车架上，并且所述扭杆安装件上形成有供所述扭杆穿过的安装孔。
优选地，所述扭杆整体形成为圆杆结构，并且所述安装孔为圆孔结构。
优选地，所述扭杆和所述安装孔之间设置有扭杆支撑件。
根据本发明的另一方面，提供一种车架扭转角度的测量方法，所述测量方法包括首先将具有形成L型杆的扭杆安装到车架上，以使得该L型杆的两个杆段分别沿所述车架的纵梁和横梁延伸，其中，所述扭杆的位移端所在的所述杆段至少可轴向移动地安装在车架上，所述扭杆的测量端所在的所述杆段至少可转动地安装在车架上，然后检测所述测量端的相对转动角度，以获得所述车架的扭转角度。
优选地，所述测量端所在的所述杆段安装在所述横梁上，所述相对转动角度为所述测量端相对于所述横梁的转动角度，该转动角度所表示的车架扭转角度为所述横梁的扭转角度。
优选地，采用两根所述扭杆，并将该两根扭杆的具有所述位移端的杆段分别固定在车架的两条纵梁上并同向延伸，以及将两根扭杆的具有所述测量端所在的所述杆段安装在所述车架的同一条横梁上并相向延伸，其中，所述相对转动角度为两个所述测量端之间的相对转动角度，该相对转动角度所述表示的车架扭转角度为两条所述纵梁之间的扭转角度差。
通过上述技术方案，本发明巧妙地利用了车架的本身结构，通过使用形成L型杆的扭杆，在布置时可以不需占据纵梁较长的长度因此方便布置，并且可以布置在任意需要测量扭转角度的区域。并且在测量扭转角度时，具有位移端的杆段能够发生轴向移动以防止憋杆，并且该杆段可以作为具有测量端的杆段发生相对转动的把手型驱动部，使得测量端能够随车架的扭转发生精确的相对转动，这样不仅能够保证扭转角度的测量精度，而且能够测量横梁、纵梁等多种车架扭转角度，实用性强。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明第一实施方式提供的测量系统的结构示意图；
图2是图1中的测量系统用于车架扭转角度测量的布置图；
图3是本发明第二实施方式提供的测量系统的结构示意图；
图4是图3中的测量系统用于车架扭转角度测量的布置图。
附图标记说明
1      扭杆         2      角度检测装置
3      纵梁         4      横梁
5      扭杆安装件   6      扭杆支撑件
7      安装架       8      联轴器
11     第一杆段     12     第二杆段
51     安装孔
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1至图4所示，本发明提供一种车架扭转角度的测量系统和方法，不同于现有技术中使用直杆只能够测量纵梁的扭转角度的方式，作为本发明的构思，本发明提供的测量方法包括：首先将具有形成L型杆的扭杆1安装到车架上，以使得该L型杆的两个杆段分别沿车架的纵梁和横梁延伸，即两个杆段基本垂直，并且扭杆1具有分别位于两端的位移端和测量端，其中，扭杆1的位移端所在的杆段至少可轴向移动地安装在车架上，扭杆1的测量端所在的杆段至少可转动地安装在车架上。这样，在车架发生扭转时，可以轴向移动的位移端可以保证扭杆1不被憋断，并且位移端所在的杆段能够作为测量端所在杆段发生相对转动的把手型驱动部，使得测量端能够随车架的扭转发生精确的相对转动。然后，检测测量端的相对转动角度，以获得车架的扭转角度。相应地，如图1至图4所示，本发明提供的车架扭转角度的测量系统包括上述的扭杆1和以及用于检测测量端的相对转动角度的角度检测装置2。
其中，本文中所说的“相对转动”不仅仅是测量端相对于纵梁或横梁的相对转动，还可以根据不同工况为测量端设置其他基准物，从而得到所需要的车架扭转角度。因此，本发明提供的测量方法不仅能够保证扭转角度的测量精度，而且能够测量横梁、纵梁等其他种类的车架扭转角度，实用性强。另外，本发明巧妙地利用了车架的本身结构，通过使用形成L型杆的扭杆，在布置时可以不需占据纵梁较长的长度因此方便布置，并且可以布置在任意需要测量扭转角度的区域。易于实现、实用性强。
在本发明的优选实施方式中，如图1和图2所示，测量端位于横梁上。具体地，扭杆1包括具有位移端的第一杆段11和具有测量端的第二杆段12，其中第一杆段11可轴向移动地安装在车架的纵梁3上并沿该纵梁3延伸，第二杆段12可转动地安装在该车架的横梁4上并沿该横梁4延伸。此时可通过检测位于横梁4上的测量端的相对转动角度，可以得到车架发生扭转时，横梁的扭转角度。在其他实施方式中，测量端还可以位于纵梁上，这样通过对测量端的检测也可以得到纵梁的扭转角度。
为了实时完成对测量端转动角度的检测，优选地，角度检测装置2为角度传感器，该角度传感器的输入轴与扭杆1的测量端传动连接，具体地可通过联轴器8与测量端传动连接以实现对测量端的相对转动角度的检测。在其他实施方式中，角度检测装置还可以为编码器等其他本领域内公知的角度检测装置，本发明对此变形不做限制。
其中，由于角度传感器的输入轴与测量端相连，因此角度传感器的固定位置能够决定所检测的相对转动角度所表示的车架扭转角度的类型。具体地，在如图1和图2所示的第一实施方式中，角度传感器通过安装架7固定安装在横梁4上，此时所述的相对转动角度为测量端相对于横梁的转动角度。因此所得到的车架扭转角度类型为横梁的扭转角度。
此外如图3和图4所示，在本发明第二实施方式中，采用两根扭杆1，并将该两根扭杆1的具有位移端的第一杆段11分别固定在车架的两条纵梁3上并同向延伸，以及将两根扭杆1的具有测量端的第二杆段12安装在车架的同一条横梁4上并相向延伸，此时两个杆段的测量端相对设置，其中，角度传感器固定安装在一个测量端上，并且该角度传感器的输入轴通过联轴器8与另一个测量端相连，因此角度传感器所固定的测量端为根据需要为另一个测量端建立的一个基准物，这样，所述的相对转动角度为两个测量端之间的相对转动角度。因此，该相对转动角度所表示的车架扭转角度为两条所述纵梁之间的扭转角度差。即，当车架发生扭转时，两条纵梁3通常会发生相对于同一横梁4方向相反的扭转，即两个扭转角度一正一负，因此通过做差得到的该扭转角度差能够充分反映两条纵梁的相对扭转程度。其中优选地，为了最大程度地保证该扭转角度差的准确性，用于连接测量端和角度传感器的联轴器8位于横梁的长度方向上的中心位置。即，保证两个第二杆段12的延伸长度相同，提高测量精度。
上述介绍了本发明提供的测量系统和方法的工作原理，下面详细介绍测量系统的结构，为了实现扭杆1的安装，如图1至图4所示，优选地，测量系统还包括将扭杆1安装到车架上的扭杆安装件5，该扭杆安装件5可拆卸地固定在车架上，并且扭杆安装件5上形成有供扭杆1穿过的安装孔51。具体地，该扭杆安装件5可以包括相互垂直的两个板面，一个板面通过紧固孔和紧固件安装在车架的相应位置上，另一个板面则形成所述安装孔51。在安装后，需要保证各个安装孔51同轴，以实现扭杆1的穿过。
上述中提及的测量端所在杆段至少可移动地安装在车架上，即需要扭杆1的例如第一杆段11与安装孔51可以相对滑动，测量端所在杆段至少可转动地安装在车架上，即需要扭杆1的例如第二杆段12与安装孔52可以相对转动，其中为了方便制造扭杆1，优选地，扭杆1整体形成为圆杆结构，并且安装孔51为圆孔结构。这样扭杆1的每个杆段均可以与安装孔51相对转动。另外，更优选地，为了方便实现所需的移动和转动，扭杆1和安装孔51之间设置有扭杆支撑件6，该扭杆支撑件6可以为轴承、衬套等轴与孔配合的部件，从而既能够方便实现所需的移动和转动，而且减少了扭杆1和安装孔51之间的相对磨损，提供了使用寿命。
综上，本发明通过巧妙地利用车架的本身结构，使用L型杆作为扭杆1，不仅方便布置在需要测量扭转角度的区域，还能够实现多种车架扭转角度的测量，并且能够保证测量精度，另外所得到的车架扭转角度还可以与CAE分析结果对标，科学客观评价车架扭转刚度，因此具有较强的实用性和推广价值。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种车架扭转角度的测量系统，包括扭杆(1)和角度检测装置(2)，其特征在于，所述扭杆(1)形成为L型杆，该L型杆的两个杆段分别安装在车架的纵梁和横梁上，并且所述扭杆(1)具有位移端和测量端，所述位移端所在的所述杆段至少可轴向移动地安装在车架上，所述测量端所在的所述杆段至少可转动地安装在车架上，其中所述角度检测装置(2)用于检测所述测量端的相对转动角度。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述扭杆(1)包括具有所述位移端的第一杆段(11)和具有所述测量端的第二杆段(12)，其中所述第一杆段(11)可轴向移动地安装在车架的纵梁(3)上并沿该纵梁(3)延伸，所述第二杆段(12)可转动地安装在该车架的横梁(4)上并沿该横梁(4)延伸。
3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述角度检测装置(2)为角度传感器，该角度传感器的输入轴与所述扭杆(1)的测量端传动连接。
4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述角度传感器通过安装架(7)固定安装在所述横梁上，所述测量端通过联轴器(8)与该角度传感器的输入轴传动连接，所述相对转动角度为所述测量端相对于所述横梁的转动角度。
5.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述扭杆(1)为两根，该两根扭杆(1)的第一杆段(11)分别固定在车架的两条纵梁上并同向延伸，并且该两根扭杆(1)的第二杆段(12)固定在所述车架的同一条横梁上并相向延伸，所述角度传感器固定安装在一个所述测量端上，并且该角度传感器的输入轴通过联轴器(8)与另一个所述测量端相连，所述相对转动角度为两个所述测量端之间的相对转动角度。
6.根据权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述联轴器(8)位于所述横梁(4)的长度方向上的中心位置。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括将扭杆(1)安装到车架上的扭杆安装件(5)，该扭杆安装件(5)可拆卸地固定在所述车架上，并且所述扭杆安装件(5)上形成有供所述扭杆(1)穿过的安装孔(51)。
8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述扭杆(1)整体形成为圆杆结构，并且所述安装孔(51)为圆孔结构。
9.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述扭杆(1)和所述安装孔(51)之间设置有扭杆支撑件(6)。
10.一种车架扭转角度的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括首先将具有形成L型杆的扭杆(1)安装到车架上，以使得该L型杆的两个杆段分别沿所述车架的纵梁和横梁延伸，其中，所述扭杆(1)的位移端所在的所述杆段至少可轴向移动地安装在车架上，所述扭杆(1)的测量端所在的所述杆段至少可转动地安装在车架上，然后检测所述测量端的相对转动角度，以获得所述车架的扭转角度。
11.根据权利要求10所述的测量方法，其特征在于，所述测量端所在的所述杆段安装在所述横梁上，所述相对转动角度为所述测量端相对于所述横梁的转动角度，该转动角度所表示的车架扭转角度为所述横梁的扭转角度。
12.根据权利要求10所述的测量方法，其特征在于，采用两根所述扭杆(1)，并将该两根扭杆(1)的具有所述位移端的杆段分别固定在车架的两条纵梁上并同向延伸，以及将两根扭杆(1)的具有所述测量端所在的所述杆段安装在所述车架的同一条横梁上并相向延伸，其中，所述相对转动角度为两个所述测量端之间的相对转动角度，该相对转动角度所述表示的车架扭转角度为两条所述纵梁之间的扭转角度差。
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