CN105823598A - 一种客车质心位置测量装置及测量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明是包括一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，属于汽车测试领域。包括液压千斤顶，感应式位移传感器，带凹槽的橡胶垫，拉线位移传感器，带轮托盘，前轮位置激光测距仪，后轮位置激光测距仪，千斤顶位置激光测距仪，前轮吸盘式激光测距仪安装装置，后轮吸盘式激光测距仪安装装置，千斤顶处可移动式激光测距仪安装装置，轮荷仪，信息调理器，数据采集卡，计算机以及被测量的客车，其特征在于用液压千斤顶将汽车举升后，使用轮荷仪测得客车各轴载荷，使用激光测距仪测得客车的轴距、被举升的高度，将数据送往计算机进行数据处理得到客车质心具体位置；该装置结构简单，测量精度高，适用范围广。

Description

一种客车质心位置测量装置及测量计算方法

技术领域

本发明是包括一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，属于汽车测试领域。

背景技术

汽车质心位置是汽车的重要参数，对汽车的操纵稳定性、制动性、安全性有重大影响，而客车作为载运乘客及其随身行李物品的商用车，安全显得尤为重要，且质心高度位置的测量对于客车开发及调试有着重要作用。

目前汽车质心位置测量有摇摆法、悬挂法、平台支撑反力法、质量反应法等多种方法，但这些方法均需要的很大的测量工具或建造大的工作平台，如摇摆法须将车辆置于一类似摇摆的实验平台上，根据单自由度弱阻尼微振原理计算出汽车的质心高度，但需要平台大，不方便改变实验地点；悬挂法根据物体自由悬挂时必定通过悬挂点垂直平面的原理来确定质心位置，因为需选取三个以上的悬挂点，需要较大的起吊设备进行起吊，任然不是很方便；平台支撑反力法需要是将被测汽车放置在平台上，实验室将汽车与平台同时举升到某一角度测量质量的重新分配计算质心位置，需要大平台；质量反应法，实验室将汽车一端吊起，会对实验汽车造成一定的损坏。

发明内容

本发明的的目的是能够解决已存在的测量方法的弊端，用更简单的方式测量汽车的质心高度位置，且测量装备结构简单、轻巧，能够方便的移动和改变使用地点；并且在使用时能够尽量减少或消除对测量汽车的损害，做到环保节约。

一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，包括液压千斤顶（1），感应式位移传感器（2），带凹槽的橡胶垫（3），拉线位移传感器（4），带轮托盘（5），前轮位置激光测距仪（6），后轮位置激光测距仪（7），千斤顶位置激光测距仪（8），前轮吸盘式激光测距仪安装装置（9），后轮吸盘式激光测距仪安装装置（10），千斤顶处可移动式激光测距仪安装装置（19），轮荷仪（11），信息调理器（12），数据采集卡（13），计算机（14）以及被测量的客车（15），其中吸盘式激光测距仪安装装置包括吸盘（16），可转动圆盘（17），卡扣（18）以及四根直杆（20），千斤顶处激光测距仪安装装置（19）包括轨道槽（21），卡扣（22）以及弹簧式锁止销（23）；其特征在于：液压千斤顶（1）位于带轮托盘（5）上，带凹槽的橡胶垫（3）位于液压千斤顶（1）上部，感应式位置传感器（2）位于带凹槽的橡胶垫（3）最底部中央位置；拉线位移传感器（4）位于液压千斤顶（1）外侧，在液压千斤顶（1）不工作时读数为零；千斤顶位置处的激光测距仪安装装置（19）位于液压千斤顶（1）竖直方向中央位置，在感应式位移传感器（4）正下方，卡扣（22）在轨道槽（21）正中央位置，弹簧式锁止销（23）在卡扣（22）下方能够锁死使卡扣（22）固定；吸盘式激光测距仪安装装置可转动圆盘（17）位于吸盘（16）中央位置，四根直杆（20）位置构成正方形且对角线通过可转动圆盘（17）的圆心，卡扣（18）上开孔能够在直杆（20）上自由活动。

液压千斤顶（1）用来举升客车（15）的前轴；带凹槽的橡胶垫（3）能够吸收测量时产生的震动以减轻周期震动和随机振动对测量的影响，并在客车（15）前轴被举升时固定前车轮；感应式位置传感器（2）用来测量客车的轮距，拉线位移传感器（4）用来保证左右两液千斤顶升起的高度相同；前轮位置激光测距仪安装装置（9）上的直杆（20）可是卡扣（18）沿其活动，保证前轮位置激光测距仪（6）、后轮位置激光测距仪（7）、千斤顶位置激光测距仪（8）位于同一平面；前轮位置激光测距仪安装装置（9）上可转动圆盘（17）保证客车（15）在被举升后，能够使前轮位置激光测距仪（6）转动与后轮位置激光测距仪（7）测得客车轴距，与千斤顶位置激光测距仪（8）测得客车前轴相对于后轴被举升的高度，千斤顶位置激光测距仪安装装置（19）上的轨道槽（21）可以使卡扣（22）上下移动，弹簧式锁止销（23）能够固定卡扣（22），保证千斤顶位置激光测距仪（8）与后轮位置激光测距仪（7）位于同一高度上。

在使用客车质心高度测量装置之前，首先使用轮荷仪测量客车各轴的载荷，随后将激光测距仪安装装置吸在轮胎中央位置，然后将客车用举升机举起后将两相同装置置于客车前轮两轮胎下，使轮胎中心线压在带凹槽的橡胶垫中央位置，液压千斤顶将客车顶起一定的角度后，首先根据拉线位移传感器确定左右两液压千斤顶升起高度相同，通过感应式位移传感器确定客车的轮距，通过激光测距仪读数确定客车的轴距与客车前轴相对于后轴被举升的高度，后轮处的轮荷仪分别读出左右两车轮此时的载荷，数据被收集后送往计算机进行处理得到客车质心位置。

本装置相比以往的装置有以下优点：

1、设备简便、质量小，便于在不同地点使用；

2、操作简单、安全，易于实现且测量精度较高；

3、适用范围较广，除了客车也可应用于轿车，货车等众多车型。

附图说明

图1为本发明所述质心位置测量装置的使用状态说明图。

图2为本发明所述质心位置测量装置的结构说明图。

图3位本发明装置中吸盘式激光测距仪安装装置结构说明图。

图4为本发明所述质心位置测量装置的测量计算连接图。

具体实施方式

1、液压千斤顶；2、感应式位移传感器；3、带凹槽的橡胶垫；4、拉线位移传感器；5、带轮托盘；6、前轮位置激光测距仪；7、后轮位置激光测距仪；8、千斤顶处激光测距仪；9、前轮位置激光测距仪安装装置；10、后轮位置激光测距仪安装装置；19、千斤顶处激光测距仪安装装置；11、轮荷仪；12、信息调理器；13、数据采集卡；14、计算机；15、被测客车；16、吸盘；17、可转动圆盘；18、卡扣；20、直杆；21、轨道槽；22、卡扣；23、弹簧式锁止销。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明所述质心高度测量装备使用时包括液压千斤顶1，感应式位移传感器2，带凹槽的橡胶垫3，拉线位移传感器4，带轮托盘5，前轮位置激光测距仪6，后轮位置激光测距仪7，千斤顶位置激光测距仪8，前轮位置激光测距仪安装装置9，千斤顶处激光测距仪安装装置19，后轮位置激光测距仪安装装置10，轮荷仪11，被测客车15。

本装置的使用方法为：

第一步：将轮荷仪11放在汽车轮胎前，将汽车驶上轮荷仪，将轮荷仪此时读数传递到计算机中，并测量客车15轮胎半径。

第二步：拉紧手刹后使用举升机将被测客车15前轴举起，将前轮位置处的轮荷仪取出，将两个相同的质心高度测量装置放置于前轮胎下，使客车轮胎中心线位置压在带凹槽的橡胶垫3中央的感应式位移传感器4上，将液压千斤顶1升起一定的高度，该装置会在带轮托盘5的作用下向后移动切后轮一直压在轮荷仪上，通过拉线位移传感器4的读数确定两边被举升的高度相同。

第三步：将前轮激光测距仪安装装置9与后轮激光测距仪安装装置10分别安装在前后车轮上，通过可转动圆盘17调整位置使激光测距仪可正常使用；将千斤顶位置的激光测距仪安装装置19上的卡扣进行上下调节使其与后轮激光测距仪安装装置10位于同一水平高度，调节前后轮激光测距仪安装装置上的卡扣18使其沿直杆20移动与千斤顶位置的激光测距仪安装装置19的卡扣22位于同一平面，使用激光测距仪可测得客车14的轴距、客车前轴相对于后轴被举升的高度。

第四步：测所有被测量数据都会经过信息调理器12放大后被数据采集卡13收集，并将这些数据传送到计算机作14进一步的处理并显示出来。

上述质心位置测量装置测定质心位置的计算方法为：

质心位置与前轴距离：通过第一步中测得各个轮胎的载荷与第三步中客车的轴距，将后轴两轮胎的载荷相加乘上客车轴距后与所有轮胎载荷的比即为客车质心位置与前轴的距离。

质心位置与一侧轮胎中心线的距离：通过第一步中测得客车一侧两轮胎的载荷之和乘上第一步中测得的客车轮距，除以客车个轮胎的总载荷后减去客车轮距的一半即为质心位置与一侧轮胎中心线的距离。

质心位置距离客车轮胎底部平面的距离：通过第一步测得客车的轮胎半径，通过第二步测得客车被举升后后轴两轮胎的载荷之和，通过第三步测得客车被举升后前轴相对于后轴被举升的高度，可求得客车轴距在水平面的投影距离。将被举升后后轴载荷与被举升前的后轴载荷做差后比上客车的总载荷，乘上已求得的客车轴距在水平面上的投影距离，再乘上客车轴距与前轴相对于后轴被举升的高度的比值加上轮胎半径即为客车质心位置与客车轮胎底部平面的距离，也就是客车质心高度。

Claims (5)

1.一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，包括液压千斤顶（1），感应式位移传感器（2），带凹槽的橡胶垫（3），拉线位移传感器（4），带轮托盘（5），前轮位置激光测距仪（6），后轮位置激光测距仪（7），千斤顶位置激光测距仪（8），前轮吸盘式激光测距仪安装装置（9），后轮吸盘式激光测距仪安装装置（10），千斤顶处可移动式激光测距仪安装装置（19），轮荷仪（11），信息调理器（12），数据采集卡（13），计算机（14）以及被测量的客车（15），其中吸盘式激光测距仪安装装置包括吸盘（16），可转动圆盘（17），卡扣（18）以及四根直杆（20），千斤顶处激光测距仪安装装置（19）包括轨道槽（21），卡扣（22）以及弹簧式锁止销（23）。

2.根据权利要求1所述的一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，其特征在于：液压千斤顶（1）位于带轮托盘（5）上，带凹槽的橡胶垫（3）位于液压千斤顶（1）上部，感应式位置传感器（2）位于带凹槽的橡胶垫（3）最底部中央位置；拉线位移传感器（4）位于液压千斤顶（1）外侧，在液压千斤顶（1）不工作时读数为零；千斤顶位置处的激光测距仪安装装置（19）位于液压千斤顶（1）竖直方向中央位置，在感应式位移传感器（4）正下方，卡扣（22）在轨道槽（21）正中央位置，弹簧式锁止销（23）在卡扣（22）下方能够锁死使卡扣（22）固定；吸盘式激光测距仪安装装置可转动圆盘（17）位于吸盘（16）中央位置，四根直杆（20）位置构成正方形且对角线通过可转动圆盘（17）的圆心，卡扣（18）上开孔能够在直杆（20）上自由活动。

3.根据上述权利要求1所述的一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，其特征在于：上述液压千斤顶（1）用来举升客车（15）的前轴；带凹槽的橡胶垫（3）能够吸收测量时产生的震动以减轻周期震动和随机振动对测量的影响，并在客车（15）前轴被举升时固定前车轮；感应式位置传感器（2）用来测量客车的轮距，拉线位移传感器（4）用来保证左右两液千斤顶升起的高度相同；前轮位置激光测距仪安装装置（9）上的直杆（20）可是卡扣（18）沿其活动，保证前轮位置激光测距仪（6）、后轮位置激光测距仪（7）、千斤顶位置激光测距仪（8）位于同一平面；前轮位置激光测距仪安装装置（9）上可转动圆盘（17）保证客车（15）在被举升后，能够使前轮位置激光测距仪（6）转动与后轮位置激光测距仪（7）测得客车轴距，与千斤顶位置激光测距仪（8）测得客车前轴相对于后轴被举升的高度，千斤顶位置激光测距仪安装装置（19）上的轨道槽（21）可以使卡扣（22）上下移动，弹簧式锁止销（23）能够固定卡扣（22），保证千斤顶

位置激光测距仪（8）与后轮位置激光测距仪（7）位于同一高度上。

4.根据权利要求1所述的一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，本装置的使用方法为：第一步：将轮荷仪（11）放在汽车轮胎前，将客车驶上轮荷仪，将轮荷仪此时读数传递到计算机（14）中，并测量客车（15）轮胎半径；第二步：拉紧手刹后使用举升机将被测客车（14）前轴举起，将前轮位置处的轮荷仪取出，将两个相同的质心高度测量装置放置于前轮胎下，使客车轮胎中心线位置压在带凹槽的橡胶垫（3）中央的感应式位移传感器（4）上，将液压千斤顶（1）升起一定的高度，该装置会在带轮托盘（5）的作用下向后移动切后轮一直压在轮荷仪上，通过拉线位移传感器（4）的读数确定两边被举升的高度相同；第三步：将前轮激光测距仪安装装置（9）与后轮激光测距仪安装装置（10）分别安装在前后车轮上，通过可转动圆盘（17）调整位置使激光测距仪可正常使用；将千斤顶位置的激光测距仪安装装置（19）上的卡扣进行上下调节使其与后轮激光测距仪安装装置（10）位于同一水平高度，调节前后轮激光测距仪安装装置上的卡扣（18）使其沿直杆（20）移动与千斤顶位置的激光测距仪安装装置（19）的卡扣（22）位于同一平面，使用激光测距仪可测得客车（14）的轴距、客车前轴相对于后轴被举升的高度；第四步：测所有被测量数据都会经过信息调理器（12）放大后被数据采集卡（13）收集，并将这些数据传送到计算机作（14）进一步的处理并显示出来。

5.根据权利要求1所述的一种客车质心位置测量装置及测量计算方法，其计算方法为：质心位置与前轴距离，通过第一步中测得各个轮胎的载荷与第三步中客车的轴距，将后轴两轮胎的载荷相加乘上客车轴距后与所有轮胎载荷的比即为客车质心位置与前轴的距离；质心位置与一侧轮胎中心线的距离，通过第一步中测得客车一侧两轮胎的载荷之和乘上第一步中测得的客车轮距，除以客车个轮胎的总载荷后减去客车轮距的一半即为质心位置与一侧轮胎中心线的距离；质心位置距离客车轮胎底部平面的距离，通过第一步测得客车的轮胎半径，通过第二步测得客车被举升后后轴两轮胎的载荷之和，通过第三步测得客车被举升后前轴相对于后轴被举升的高度，可求得客车轴距在水平面的投影距离；将被举升后后轴载荷与被举升前的后轴载荷做差后比上客车的总载荷，乘上已求得的客车轴距在水平面上的投影距离，再乘上客车轴距与前轴相对于后轴被举升的高度的比值加上轮胎半径即为客车质心位置与客车轮胎底部平面的距离，也就是客车质心高度。