CN105806631A - 一种3d四轮定位仪摄像测量靶夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，包括夹具主体和夹紧定位机构，夹具主体包括夹具座体、设于夹具座体中部的夹具旋转轴、与夹具旋转轴均匀固定连接的三个曲柄连杆机构、与三个所述曲柄连杆机构均固定连接的夹具卡爪、通过直线导轨与夹具卡爪相连的三个直线导轨；夹紧定位机构包括蜗轮蜗杆机构、固定设于夹具座体上的一对伞齿轮副以及伞齿轮轴，蜗轮蜗杆机构通过夹具旋转轴以及曲柄连杆机构带动所述夹具夹爪作开合动作。本发明的有益效果：本发明结构设计简捷、独特、合理，装夹迅速，夹具整体重量轻，所夹轮胎轮径变化范围大，制造成本低。

Description

一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具

技术领域

本发明涉及汽车3D四轮定位仪技术领域，具体来说，涉及一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具。

背景技术

随着汽车制造工业的不断发展，汽车维修、保养技术及其设备也随之得到迅速的发展。其中3D四轮定位仪的摄像测量靶不断朝着更轻、更小的趋势发展。随之而来的就是要求其夹具更加轻便、装夹更为简便，结构更合理、操作更智能化。以往夹具开合，或是通过丝杠调节，亦或是通过传统三爪卡盘原理调节。行程受限较大，调节速度缓慢。且夹具自身结构也非常笨重。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，以克服目前现有夹具装夹尺寸范围小、调节慢、自身笨重、结构不合理、成本高等缺点。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，包括夹具主体和夹紧定位机构；

所述夹具主体包括与车轮相匹配的夹具座体，所述夹具座体的中部设有夹具旋转轴，所述夹具旋转轴均匀固定设有三个曲柄连杆机构，三个所述曲柄连杆机构均固定连接有夹具卡爪，所述夹具座体均匀固定连接有三个直线导轨，三个所述直线导轨均通过滑块连接板与夹具卡爪固定相连，所述夹具座体上还固定连接有靶座；

所述夹紧定位机构包括锁紧机构、固定设于夹具座体上的一对伞齿轮副以及伞齿轮轴，其中，所述锁紧机构为蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮装配设于夹具旋转轴上，所述蜗杆与蜗轮相配合，所述蜗杆的一端与伞齿轮副相结合，所述伞齿轮副连接有伞齿轮轴，所述蜗轮蜗杆机构通过夹具旋转轴以及曲柄连杆机构带动所述夹具夹爪作开合动作。

进一步的，所述连杆呈C型设置，所述C型的曲率半径与夹具旋转轴相适配。

进一步的，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，且满足以下条件：

L=r+R-2Rrcosα

其中：

L为连杆长度，R为曲柄长度，r为夹具旋转轴半径，α为曲柄连杆机构旋转角，且0°≦α≦180°；所述旋转轴半径与夹具夹爪起始位置的长度之和小于该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最小轮胎的半径；所述直线导轨上设有滑道和与滑道相匹配的滑块，且所述滑道的长度等于夹具夹爪行程与滑块的长度之和，所述夹具夹爪行程等于该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最大轮胎半径和最小轮胎半径之差；所述夹具夹爪的外端至夹具旋转轴的距离小于所述最小轮胎的半径。

进一步的，所述曲柄连杆机构的旋转起始角设定为度0~60，终止角度设定为120~180度，该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最小轮胎的半径设定为250mm，最大轮胎的半径设定为430mm，r设定为5~50mm。

进一步的，所述曲柄连杆机构的旋转起始角设定为15度，终止角度设定为160度，r设定为15mm。

进一步的，所述伞齿轮轴可通过手动、气动或电动进行驱动，且呈内六方形式或外六方形式设置。

进一步的，所述伞齿轮副通过伞齿轮支座固定设于夹具座体上，所述靶座设有靶座旋钮。

进一步的，所述三个直线导轨中的任意两个之间的夹角大于120度且小于180度。

进一步的，三组所述曲柄连接机构中的两个之间呈大于120度且小于180度分布。

进一步的，所述锁紧机构还可为滚珠、滚珠锥套，扭簧、盘式弹簧形式或者气动弹簧。

本发明的有益效果：本发明结构设计简捷、独特、合理，装夹迅速，夹具整体重量轻，所夹轮胎轮径变化范围大，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具结构示意图一；

图2是根据本发明实施例所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具结构示意图二；

图3是根据本发明实施例所述的曲柄连杆机构的起始角度设为15度的结构示意图；

图4是根据本发明实施例所述的曲柄连杆机构的终止角度设为160度的结构示意图；

图5是根据本发明实施例所述的连杆与夹具旋转轴相配合的结构示意图；

图6是根据本发明实施例所述的夹具夹爪的移动速度变化图；

图7是根据本发明实施例所述的曲柄连杆机构的另一位置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，根据本发明的实施例所述的一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，包括夹具主体和夹紧定位机构；

所述夹具主体包括与车轮相匹配的夹具座体1，所述夹具座体1的中部设有夹具旋转轴9，所述夹具旋转轴9均匀固定设有三个曲柄连杆机构，三个所述曲柄连杆机构均固定连接有夹具卡爪6，所述夹具座体1均匀固定连接有三个直线导轨4，三个所述直线导轨4均通过滑块连接板5与夹具卡爪6固定相连，所述夹具座体1上还固定连接有靶座12；

所述夹紧定位机构包括锁紧机构、固定设于夹具座体1上的一对伞齿轮副11以及伞齿轮轴18，其中，所述锁紧机构为蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮13装配设于夹具旋转轴9上，所述蜗杆14与蜗轮13相配合，所述蜗杆14的一端与伞齿轮副11相结合，所述伞齿轮副11连接有伞齿轮轴18，所述蜗轮蜗杆机构通过夹具旋转轴9以及曲柄连杆机构带动所述夹具夹爪6作开合动作。

如图5所示，在本实施例中，所述连杆8呈C型设置，所述C型的曲率半径与夹具旋转轴9相适配。

如图3-4所示，所述曲柄连杆机构包括曲柄7和连杆8，且满足以下条件：

L=r+R-2Rrcosα

其中：

L为连杆长度，R为曲柄长度，r为夹具旋转轴半径，α为曲柄连杆机构旋转角，且0°≦α≦180°；所述旋转轴半径与夹具夹爪起始位置的长度之和小于该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最小轮胎的半径；所述直线导轨4上设有滑道和与滑道相匹配的滑块，且所述滑道的长度等于夹具夹爪行程与滑块的长度之和，所述夹具夹爪行程等于该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最大轮胎半径和最小轮胎半径之差；所述夹具夹爪的外端至夹具旋转轴9的距离小于所述最小轮胎的半径。

在本实施例中，最优的，将所述曲柄连杆机构的旋转起始角设定为15度，终止角度设定为160度，该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最小轮胎的半径设定为250mm，最大轮胎的半径设定为430mm，r设定为15mm，根据上述计算公式L=r+R-2Rrcosα可得：

L=r+R-2Rrcos（л-15°）

L=（180+r）+R-2R（180+r）cos20°

上述15度和160度是根据曲柄连杆机构的进给速度限定的，上述180是根据最大车轮半径和最小车轮半径差确定的。

r+R-2Rrcos（л-15°）=（180+r）+R-2R（180+r）cos20°

2R（180+r）cos20°-2Rrcos（л-15°）=（180+r）-r2

R[2（180+r）cos20°-2rcos（л-15°）]=（180+r）-r2

R=[（180+r）-r]/[2（180+r）cos20°-2rcos（л-15°）]

R=95.6(取R=100)

L=r+R-2Rrcos（л-15°）

L=114.6（取L=130）

L=130，R=100

在本实施例中，夹具夹爪长=250-r=235mm（取夹具夹爪长=230mm），取滑块长=40mm，滑道长=行程+滑块长=220mm。

设定夹具夹爪突出轮胎的高度为r1，c=夹具所夹最小轮胎半径+r1，

c=250/cos20°=266mm

r1=266-250=16mm。

如图7所示，

三个滑块的内端均与三组曲柄连杆的外端连接。三组曲柄连杆的内端分层安装在旋转轴上。连杆的中部呈“C”型，“C”型曲率半径与旋转轴相适应。这样当曲柄连杆伸缩时，其结构不会受到旋转轴的限制。并使其结构紧密、合理。另外，夹具三组曲柄连杆中的两组随夹具座体两突出端，也呈大于120°且小于180°的角度分布。旋转轴套装在夹具座体一侧的中心孔中。在夹具座体的三个端部固定连接三个滑槽，在三个滑槽中安装三个滑块，在三个滑块的外端各安装一个夹爪。夹爪外端至夹具中心轴的距离应与最小车轮半径相适应。

在本实施例中，所述伞齿轮轴18可通过手动、气动或电动进行驱动，如图2所述，夹具座体1上固定设有手柄10。

在本实施例中，所述伞齿轮副11通过伞齿轮支座15固定设于夹具座体1上，所述靶座12设有靶座旋钮16。

在本实施例中，所述伞齿轮轴18呈内六方或外六方形式设置，以备与各种的动力源连接。

另外，所述锁紧机构还可为滚珠、滚珠锥套，扭簧、盘式弹簧形式或者气动弹簧。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，当用手或气动、电动工具通过一对伞齿轮付11驱动涡轮13蜗杆14时。夹具旋转轴9随之旋转，分层安装在夹具旋转轴9上的曲柄7连杆8机构向外或向内伸缩，同时带动与之相连接的滑块连接板5沿直线导轨4以及与直线导轨4相连接的夹具夹爪6一起做开合动作。使夹具的三个夹具夹爪6夹紧在车轮外径上。之后，再将车轮测量靶安装在夹具上。

本发明的思路：

所夹轮胎轮径变化范围大。（要求车轮自13吋至24吋或更大）；

夹具结构回转半径，由于工作需要（在±20°回转范围内），不能大于夹具所夹最小轮胎轮径（500毫米）；

曲柄连杆机构中的连杆，在其整个行程过程中不与夹具旋转轴发生干涉；

由于曲柄连杆机构是围绕过夹具旋转轴运行，且带动夹具夹爪沿直线滑道运动。因此，夹爪的伸缩速度是按余弦规律变化，为使夹具的使用合理、快捷，应尽量避免夹具夹爪运行在运动速度小的角度范围内。即对曲柄连杆机构的运行起始和终止角度有所限制；实现多种操作方式。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明结构设计简捷、独特、合理，装夹迅速，夹具整体重量轻，所夹轮胎轮径变化范围大，制造成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，包括夹具主体和夹紧定位机构；

所述夹具主体包括与车轮相匹配的夹具座体（1），所述夹具座体（1）的中部设有夹具旋转轴（9），所述夹具旋转轴（9）均匀固定设有三个曲柄连杆机构，三个所述曲柄连杆机构均固定连接有夹具卡爪（6），所述夹具座体（1）均匀固定连接有三个直线导轨（4），三个所述直线导轨（4）均通过滑块连接板（5）与夹具卡爪（6）固定相连，所述夹具座体（1）上还固定连接有靶座（12）；

所述夹紧定位机构包括锁紧机构、固定设于夹具座体（1）上的一对伞齿轮副（11）以及伞齿轮轴（18），其中，所述锁紧机构为蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮（13）装配设于夹具旋转轴（9）上，所述蜗杆（14）与蜗轮（13）相配合，所述蜗杆（14）的一端与伞齿轮副（11）相结合，所述伞齿轮副（11）连接有伞齿轮轴（18），所述蜗轮蜗杆机构通过夹具旋转轴（9）以及曲柄连杆机构带动所述夹具夹爪（6）作开合动作。

2.根据权利要求1所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述连杆（8）呈C型设置，所述C型的曲率半径与夹具旋转轴（9）相适配。

3.根据权利要求2所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述曲柄连杆机构包括曲柄（7）和连杆（8），且满足以下条件：

L=r+R-2Rrcosα

其中：

L为连杆长度，R为曲柄长度，r为夹具旋转轴半径，α为曲柄连杆机构旋转角，且0°≦α≦180°；所述旋转轴半径与夹具夹爪起始位置的长度之和小于该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最小轮胎的半径；所述直线导轨（4）上设有滑道和与滑道相匹配的滑块，且所述滑道的长度等于夹具夹爪行程与滑块的长度之和，所述夹具夹爪行程等于该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最大轮胎半径和最小轮胎半径之差；所述夹具夹爪的外端至夹具旋转轴（9）的距离小于所述最小轮胎的半径。

4.根据权利要求3所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述曲柄连杆机构的旋转起始角设定为0~60度，终止角度设定为120~180度，该3D四轮定位仪摄像测量靶夹具所夹最小轮胎的半径设定为250mm，最大轮胎的半径设定为430mm，r设定为5~50mm。

5.根据权利要求4所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述曲柄连杆机构的旋转起始角设定为15度，终止角度设定为160度，r设定为15mm。

6.根据权利要求5所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述伞齿轮轴（18）可通过手动、气动或电动进行驱动，且呈内六方形式或外六方形式设置。

7.根据权利要求6所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述伞齿轮副（11）通过伞齿轮支座（15）固定设于夹具座体（1）上，所述靶座（12）设有靶座旋钮（16）。

8.根据权利要求7所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述三个直线导轨（4）中的任意两个之间的夹角大于120度且小于180度。

9.根据权利要求8所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，三组所述曲柄连接机构中的两个之间呈大于120度且小于180度分布。

10.根据权利要求1所述的3D四轮定位仪摄像测量靶夹具，其特征在于，所述锁紧机构还可为滚珠、滚珠锥套，扭簧、盘式弹簧形式或者气动弹簧。