CN105865375A - 一种半挂车轴偏角检测的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半挂车轴偏角检测的装置及方法。本发明包括相互垂直交叉的纵向导轨、横向导轨，分别安装在纵向导轨、横向导轨上的第一检测小车、第二检测小车，用于同时固定被测轴上的两个轮胎的夹紧装置，分别固定在半挂车上且与半挂车前端面或后端面平行的平行线上的一对检测标杆。本发明通过使用两个激光测距仪测量相应横向和纵向的距离，并通过相应测量值进行计算判断被测轴轴偏角的大小，对于测量和检测轴偏角来说，具有省时省力方便的效果。

Description

一种半挂车轴偏角检测的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种利用激光测距仪来检测半挂车轴偏角的方法和装置。

背景技术

半挂车特有的结构使得其在行驶过程中易出现折叠、甩尾、摆振等现象，而半挂车轴偏角的产生，加剧了这些现象的产生，并且会增加行驶阻力，加剧轮胎磨损和零部件的使用寿命，严重时甚至会产生侧滑、侧翻等危险状况。传统的半挂车轴偏角检测主要是靠人工测量，在向车轴拉尺时，由于车箱下方空间有限，操作人员很难接近测量点，工作极不方便，这种测量方式精度较低，难以满足检测要求。其他非人工检测主要有以下两种方式：1)基于机器视觉的半挂车轴偏角检测系统，应用机器视觉对半挂车的车轮印迹及全景图像进行采集，求出车轮的印迹中心坐标及行驶方向角的大小，实现半挂车轴偏角的检测。此方法所需设备繁杂且成本高，同时因为灯光控制及图像处理技术存在的问题，使得测量精度和准确度都没有很好的保证。2)基于激光测距技术的半挂车轴偏角检测系统是将测距仪装在牵引销处支架的下端，车厢底部空间狭小使得牵引销点到车后中心标志之间的距离也难以测量，且激光测距仪在测量时难以保持与地面的平行。该方法在测量时，仪器设备的安装操作繁杂，且测量方法不易被掌握。

发明内容

本发明的目的在于为了解决上述技术中测量方式难、精度较低、费时和高成本的问题，提供一种简易的半挂车轴偏角测量的装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种半挂车轴偏角检测的装置，其特征在于：包括相互垂直交叉的纵向导轨、横向导轨，分别安装在纵向导轨、横向导轨上的第一检测小车、第二检测小车，用于同时固定被测轴上的两个轮胎的夹紧装置，分别固定在半挂车上且与半挂车前端面或后端面平行的平行线上的一对检测标杆。

进一步的技术方案在于，所述第一、第二检测小车在车身处均设有水平泡。

进一步的技术方案在于，所述第一、第二检测小车在车身处设有升降支架，所述升降支架上设有激光测距仪座，所述激光测距仪座上安装有激光测距仪。

进一步的技术方案在于，所述夹紧装置由两个平行的横杆经可调螺杆贯穿固定而成。

进一步的技术方案在于，所述激光测距仪为小型激光位移传感器HL-G1。

进一步的技术方案在于，其特征在于：其步骤如下：

a在测量区域内以正交形式将纵向导轨、横向导轨铺设在地面，再分别放置上安装有激光测距仪的第一检测小车、第二检测小车；

b在测量区域内用夹紧装置将被测轴上的两个轮胎夹紧；在半挂 车前端面或后端面平行的平行线上竖直安装两个检测标杆；

c根据水平泡调整第一、第二检测小车以及导轨，使检测小车在导轨上水平运行；调整升降支架，使激光测距仪与夹紧装置、检测标杆处于同一高度；

d在纵向导轨移动第一检测小车，用激光测距仪量测两个检测标杆分别至纵向导轨的距离S₁″、S₂″；用激光测距仪量测夹紧装置的其中一个横杆上的两个参照点分别至纵向导轨的距离L₁″、L₂″；

e在横向导轨移动第二检测小车，用激光测距仪量测步骤d中两个检测标杆分别至横向导轨的距离S₁′、S₂′；用激光测距仪量测步骤d中两个参照点分别至横向导轨的距离L₁′、L₂′；

f将上述所测数据S₁″、S₂″、L₁″、L₂″、S₁′、S₂′、L₁′和L₂′利用相应公式计算可得被测半挂车车轴轴偏角。

进一步的技术方案在于，所述相应公式包括半挂车前端面或后端面与横向导轨之间的夹角计算公式、半挂车车轴与横向导轨之间的夹角计算公式、半挂车测量轴轴偏角计算公式。

优选的，所述半挂车前端面与横向导轨之间的夹角计算公式为：

$\mathrm{\α}=arctg\[\frac{|{S_2}^{\′}-{S_1}^{\′}|}{|{S_1}^{\′\′}-{S_2}^{\′\′}|}\]$

S₁″、S₂″—两个检测标杆分别至纵向导轨的距离；

S₁′、S₂′—两个检测标杆分别至横向导轨的距离。

进一步的技术方案在于，所述半挂车车轴与横向导轨之间的夹角计算公式为：

$\mathrm{\β}=arctg\[\frac{|{L_2}^{\′}-{L_1}^{\′}|}{|{L_1}^{\′\′}-{L_2}^{\′\′}|}\]$

L₁″、L₂″—夹紧装置的其中一个横杆上的两个参照点分别至至纵向导轨的距离；

L₁′、L₂′—夹紧装置的其中一个横杆上的两个参照点分别至至横向导轨的距离。

进一步的技术方案在于，所述半挂车测量轴轴偏角计算公式为：

θ＝|α-β|

a—半挂车车前端面或后端面与横向导轨之间的夹角；

β—半挂车车轴与横向导轨之间的夹角。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过使用两个激光测距仪测量相应横向和纵向的距离，并通过相应测量值进行计算判断被测轴轴偏角的大小，对于测量和检测轴偏角来说，具有省时省力方便、测量精度高的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明中的轴偏角检测装置示意图；

图2是本发明中检测轴偏角所需测量参数示意图

图3是本发明中夹紧装置示意图；

图4是本发明中检测小测车示意图；

其中:1、纵向导轨；2、横向导轨；3、第一检测小车；4、第二检测小车；5、被测轴上的轮胎；6、第一横杆；7、第一检测标杆；8、 第二检测标杆；9、第二横杆；10、可调螺杆；11、激光测距仪座；12、升降支架；13、水平泡。

具体实施方式

下面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的一部分实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图所示，本发明包括相互垂直交叉的纵向导轨1、横向导轨2，分别安装在纵向导轨1、横向导轨2上的第一检测小车3、第二检测小车4，用于同时固定被测轴上的两个轮胎的夹紧装置，分别固定在半挂车上且与半挂车前端面或后端面平行的平行线上的一对检测标杆。

优选的，所述第一、第二检测小车3、4在车身处均设有水平泡13。

优选的，所述第一、第二检测小车3、4在车身处设有升降支架12，所述升降支架12上设有激光测距仪座11，所述激光测距仪座11上安装有激光测距仪。

优选的，所述夹紧装置由两个平行的横杆经可调螺杆10贯穿固定而成。

优选的，所述激光测距仪11为小型激光位移传感器HL-G1。

优选的，其步骤如下：

a在测量区域内以正交形式将纵向导轨1、横向导轨2铺设在地面，再分别放置上安装有激光测距仪的第一检测小车3、第二检测小车4；

b在测量区域内用夹紧装置将被测轴上的两个轮胎夹紧；在半挂车前端面或后端面平行的平行线上竖直安装两个检测标杆；

c根据水平泡调整第一、第二检测小车3、4以及导轨，使检测小车在导轨上水平运行；调整升降支架12，使激光测距仪与夹紧装置、检测标杆处于同一高度；

d在纵向导轨移动第一检测小车3，用激光测距仪量测两个检测标杆分别至纵向导轨1的距离S₁″、S₂″；用激光测距仪量测夹紧装置的其中一个横杆两个端点分别至纵向导轨1的距离L₁″、L₂″；

e在横向导轨2移动第二检测小车4，用激光测距仪量测两个检测标杆分别至横向导轨2的距离S₁′、S₂′；用激光测距仪量测夹紧装置的其中一个横杆两个参照点分别至横向导轨2的距离L₁′、L₂′；

f将上述所测数据S₁″、S₂″、L₁″、L₂″、S₁′、S₂′、L₁′和L₂′利用相应公式计算可得被测半挂车车轴轴偏角。

优选的，所述相应公式包括半挂车前端面或后端面与横向导轨之间的夹角计算公式、半挂车车轴与横向导轨之间的夹角计算公式、半 挂车测量轴轴偏角计算公式。

优选的，所述半挂车前端面与横向导轨之间的夹角计算公式为：

$\mathrm{\α}=arctg\[\frac{|{S_2}^{\′}-{S_1}^{\′}|}{|{S_1}^{\′\′}-{S_2}^{\′\′}|}\]$

S₁″、S₂″—两个检测标杆分别至纵向导轨的距离；

S₁′、S₂′—两个检测标杆分别至横向导轨的距离。

进一步的技术方案在于，所述半挂车车轴与横向导轨之间的夹角计算公式为：

$\mathrm{\β}=arctg\[\frac{|{L_2}^{\′}-{L_1}^{\′}|}{|{L_1}^{\′\′}-{L_2}^{\′\′}|}\]$

L₁″、L₂″—夹紧装置的其中一个横杆两个参照点分别至至纵向导轨的距离；

L₁′、L₂′—夹紧装置的其中一个横杆两个参照点分别至至横向导轨的距离。

优选的，所述半挂车测量轴轴偏角计算公式为：

θ＝|α-β|

α—半挂车车前端面或后端面与横向导轨之间的夹角；

β—半挂车车轴与横向导轨之间的夹角。

实施例中，参见图1，本发明的轴偏角测量装置包括：第一检测小车3和第二检测小车4分别放置在纵向导轨1和横向导轨2上，夹紧装置夹紧被测轴上的轮胎5，共两个，第一、第二检测标杆7、8 分别垂直安装在半挂车前端面平行的位置。

上述导轨上的检测小车装有激光测距仪，激光测距仪通过升降支架12与检测小车连接。

检测小车工作过程中，通过位于检测小车上的监视水平泡13来确定在测量过程中检测小车在导轨上的运动姿态。

激光测距仪座11和检测小车之间通过升降装置12连接，该装置提供激光测距仪座自由度能够上下调节。

夹紧装置由平行的第一、第二横杆6、9经可调螺杆10贯穿固定而成，其横杆的长度满足对不同车型车辆选择适当的参照点A、B。

第一、第二检测标杆7、8要分别竖直安装在半挂车前端面左右两侧与车体中心线相对称的位置。

参见图2，测量夹角β时，被检测车辆要停放在测量区域内，被检车轴的轮胎处按放夹紧装置，并在第一横杆上标记两个参照点A、B，装置激光测距仪的第一、第二检测小车3、4分别放在横、纵导轨1、2上，激光测距仪发射孔与A、B两点处于相同高度。第一检测小车3测量可得到到第一、第二检测标杆7、8的距离S₁″、S₂″，和到A、B的距离L₁″、L₂″；第二检测小车4测量可得到到第一、第二 检测标杆7、8的距离S₁′、S₂′，和到A、B的距离L₁′、L₂′，这时通过计算程序把长度转换出角度即可。

S₁′、S₂′、L₁′、L₂′—第二检测小车到标杆和参照点的纵向距离

S₁″、S₂″、L₁″、L₂″—第一检测小车到标杆和参照点的横向距离

α—车前端面与横向导轨之间的夹角

β—车轴与横向导轨之间的夹角

从图2可以看出，半挂车前端面与横向导轨之间的夹角α为：

$\mathrm{\α}=arctg\[\frac{|{S_2}^{\′}-{S_1}^{\′}|}{|{S_1}^{\′\′}-{S_2}^{\′\′}|}\]$

半挂车车轴与横向导轨之间的夹角β为：

$\mathrm{\β}=arctg\[\frac{|{L_2}^{\′}-{L_1}^{\′}|}{|{L_1}^{\′\′}-{L_2}^{\′\′}|}\]$

半挂车测量轴轴偏角为：

$\mathrm{\θ}=|arctg\frac{{S_2}^{\′}-{S_1}^{\′}}{{S_1}^{\′\′}-{S_2}^{\′\′}}-arctg\frac{{L_2}^{\′}-{L_1}^{\′}}{{L_1}^{\′\′}-{L_2}^{\′\′}}|$

在测量前激光测距仪通过激光测距仪座10和升降装置11与检测小车相连，调节升降装置使激光测距仪发射的准直光线与夹紧装置7上的参照点A、B在同一高度，在测量过程中精确测量出到参照点的距离。

本发明在测量过程中只需记录激光测距仪到各点的数据省时、省力。在测量多轴车辆的情况下，本发明也能够实现，不存在因前轴遮挡后轴影响测量的情况。另外只用两个小型激光测距仪，简单、方便、成本低。

Claims (10)

1.一种半挂车轴偏角检测的装置，其特征在于：包括相互垂直交叉的纵向导轨、横向导轨，分别安装在纵向导轨、横向导轨上的第一检测小车、第二检测小车，用于同时固定被测轴上的两个轮胎的夹紧装置，分别固定在半挂车上且与半挂车前端面或后端面平行的平行线上的一对检测标杆。

2.根据权利要求1所述的一种半挂车轴偏角检测的装置，其特征在于：所述第一、第二检测小车在车身处均设有水平泡。

3.根据权利要求1或2所述的一种半挂车轴偏角检测的装置，其特征在于：所述第一、第二检测小车在车身处设有升降支架，所述升降支架上设有激光测距仪座，所述激光测距仪座上安装有激光测距仪。

4.根据权利要求1所述的一种半挂车轴偏角检测的装置，其特征在于：所述夹紧装置由两个平行的横杆经可调螺杆贯穿固定而成。

5.根据权利要求3所述的一种半挂车轴偏角检测的装置，其特征在于：所述激光测距仪为小型激光位移传感器HL-G1。

6.根据权利要求1-5任一项权利要求所述的一种半挂车轴偏角检测方法，其特征在于：其步骤如下：

a在测量区域内以正交形式将纵向导轨、横向导轨铺设在地面，再分别放置上安装有激光测距仪的第一检测小车、第二检测小车；

b在测量区域内用夹紧装置将被测轴上的两个轮胎夹紧；在半挂车前端面或后端面平行的平行线上竖直安装两个检测标杆；

c根据水平泡调整第一、第二检测小车以及导轨，使检测小车在导轨上水平运行；调整升降支架，使激光测距仪与夹紧装置、检测标杆处于同一高度；

d在纵向导轨移动第一检测小车，用激光测距仪量测两个检测标杆分别至纵向导轨的距离S₁″、S₂″；用激光测距仪量测夹紧装置的其中一个横杆上的两个参照点分别至纵向导轨的距离L₁″、L₂″；

e在横向导轨移动第二检测小车，用激光测距仪量测步骤d中两个检测标杆分别至横向导轨的距离S₁′、S₂′；用激光测距仪量测步骤d中两个参照点分别至横向导轨的距离L₁′、L₂′；

f将上述所测数据S₁″、S₂″、L₁″、L₂″、S₁′、S₂′、L₁′和L₂′利用相应公式计算可得被测半挂车车轴轴偏角。

7.根据权利要求6所述的一种半挂车轴偏角检测方法，其特征在于：所述相应公式包括半挂车前端面或后端面与横向导轨之间的夹角计算公式、半挂车车轴与横向导轨之间的夹角计算公式、半挂车测量轴轴偏角计算公式。

8.根据权利要求7所述的一种半挂车轴偏角检测方法，其特征在于：所述半挂车前端面与横向导轨之间的夹角计算公式为：

$\mathrm{\α}=arctg\[\frac{|{S_2}^{\′}-{S_1}^{\′}|}{|{S_1}^{\′\′}-{S_2}^{\′\′}|}\]$

S₁″、S₂″—两个检测标杆分别至纵向导轨的距离；

S₁′、S₂′—两个检测标杆分别至横向导轨的距离。

9.根据权利要求7所述的一种半挂车轴偏角检测方法，其特征在于：所述半挂车车轴与横向导轨之间的夹角计算公式为：

$\mathrm{\β}=arctg\[\frac{|{L_2}^{\′}-{L_1}^{\′}|}{|{L_1}^{\′\′}-{L_2}^{\′\′}|}\]$

L₁″、L₂″—夹紧装置的其中一个横杆上的两个参照点分别至至纵向导轨的距离；

L₁′、L₂′—夹紧装置的其中一个横杆上的两个参照点分别至至横向导轨的距离。

10.根据权利要求7或8或9所述的一种半挂车轴偏角检测方法，其特征在于：所述半挂车测量轴轴偏角计算公式为：

θ＝|α-β|

α—半挂车车前端面或后端面与横向导轨之间的夹角；

β—半挂车车轴与横向导轨之间的夹角。