CN106441167A - 一种车轮定位参数测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种车轮定位参数测量装置，包括两套结构相同的并联测量机构，并联测量机构包括法兰盘、圆盘及六个支链总成，法兰盘与车轮轮毂固定连接，圆盘通过支撑件与车轮基座固定，支链总成与法兰盘上开设的六个呈圆周均匀分布的固定孔一一对应，包括拉线及与其一端固定连接的位移传感器，位移传感器固定在圆盘的外侧，拉线穿过圆盘后与其对应的固定孔连接，车轮基座上远离支撑件的一侧横向平行设置有两个激光发射器，使用时，先根据位移传感器的测量值计算得到车轮的初始定位参数，再转动车轮，并计算出转动过程中车轮定位参数的变化规律，最后通过主销参数计算程序计算出主销内倾角和主销后倾角即可。本设计不仅尺寸小、成本低，而且应用范围广。

Description

一种车轮定位参数测量装置及其使用方法

技术领域

本发明属于汽车工程领域，具体涉及一种车轮定位参数测量装置及其使用方法，适用于减小结构尺寸、扩大适用范围。

背景技术

车轮定位参数是汽车底盘设计的重要技术参数，合理的车轮定位参数能够使得整车具有优异的操纵稳定性，并降低轮胎异常磨损。车轮定位参数的测量对整车开发、故障检测、维修与调试具有非常重要的意义，是目前汽车服务站、维修点及试验室非常重要的测量设备。

目前，市场上常见的车轮定位参数测量装置基于光学测量原理开发，乘用车常用的车轮定位参数测量装置一般包括四个安装在车轮上的光学发射及测量装置、两个承载前轮的滑盘；商用车常用的车轮定位参数测量装置一般包括两个安装在车轮上的光学发射及测量装置、前后两套光学反光板、两个承载前轮的滑盘。上述车轮定位参数测量装置的不足之处在于：（1）对安装调整过程要求较高，需要反复调整确定车轮的初始姿态，在测量过程中由于光学发射与测量装置安装位置不合适，经常导致测量结果的错误；（2）装置构成较为复杂，包括多个分开的结构，在实际使用时安装过程较繁琐；（3）测量过程需要前轮转动，无法单独测量不具有转向功能的车轮外倾角和前束角。

中国专利：申请公布号为CN105699098A，申请公布日为2016年6月22日的发明专利公开了一种用于车辆底盘系统KC试验台中测量车轮定位参数的装置，包括支撑架装置、六自由度并联机构平台以及用于与车轮连接的转盘，六自由度并联机构的动平台与转盘固定连接，六自由度并联机构的定平台一端与支撑架装置固定连接，六自由度并联机构的动、定平台之间设置有六条支链，各支链为具有多个自由度的柔性支链，各支链上装有位移传感器，用以测量各支链的位移变化从而计算出车轮的空间姿态，再结合KC试验台加载系统的位移传感器测量值即可获得轮胎定位参数。虽然该装置的测量精度较高，但仍然存在以下缺陷：

该装置尺寸较大、占用空间大，且支链采用连杆式结构，无法作为便携式车轮定位参数测量装置直接用于服务站、维修点及试验室等场合。

发明内容

本发明的目的是克服现有结构存在的尺寸大、为非便携式装置的问题，提供一种能保证测量的精度和准确度、且结构尺寸小、操作方便、可作为便携式装置用于服务站及试验室等场合的车轮定位参数测量装置及其使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种车轮定位参数测量装置，包括至少一套并联测量机构，所述并联测量机构包括法兰盘、圆盘，所述法兰盘与车轮的轮毂固定连接，法兰盘的中心线与车轮的中心线重合，所述圆盘通过支撑件与车轮基座固定连接，且法兰盘、圆盘之间通过六个支链总成相连接；

所述装置包括两套结构相同，分别用于测量左、右侧车轮定位参数的并联测量机构；

所述法兰盘上开设有六个呈圆周均匀分布的固定孔，所述固定孔与支链总成一一对应，所述支链总成包括拉线及与其一端固定连接的位移传感器，所述位移传感器与圆盘的外侧固定连接，拉线穿过圆盘后通过与其对应的固定孔固定在法兰盘上；

所述车轮基座与车轮可相对转动，且车轮基座上远离支撑件的一侧横向设置有一号激光发射器、二号激光发射器，所述一号激光发射器、二号激光发射器互相平行。

所述位移传感器呈圆周均匀布置在圆盘的外侧，圆盘的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销、多个关于其中心对称的磁铁，所述法兰盘上开设有与定位销一一对应的定位孔。

所述车轮基座上设置有用于承担车轮载荷的滑盘，该滑盘可与车轮基座相对转动。

所述法兰盘通过其上设置的螺栓槽与车轮的轮毂螺栓连接。

所述法兰盘、圆盘的中心处均开设有减重孔。

一种车轮定位参数测量装置的使用方法，依次包括以下步骤：

并联测量机构的安装：先分别将所述车轮基座置于左、右车轮的下方，再打开左车轮侧或右车轮侧的一号激光发射器和二号激光发射器，并使右车轮侧或左车轮侧的一号激光发射器和二号激光发射器关闭，然后调整车轮基座的位置，使左车轮侧或右车轮侧的一号激光发射器、二号激光发射器产生的光斑正好分别打在右车轮侧或左车轮侧的一号激光发射器、二号激光发射器上，以保证左、右车轮两侧的并联测量机构相互平行，接着将左、右车轮分别置于相应的车轮基座上，最后将其他部件安装在相应位置；

车轮初始定位参数的测量：读取位移传感器测量的数值，并结合平台正运动学计算得到车轮的初始定位参数，该定位参数包括前束角、外倾角和轮心位置；

车轮定位参数的测量：先转动方向盘，使车轮在一定范围内左右转动，法兰盘随之转动，拉线的长短随着转动而发生变化，再时刻读取位移传感器测量的数值，并结合平台正运动学计算出转动过程中车轮定位参数的变化规律，然后通过主销参数计算程序计算出主销内倾角和主销后倾角，最后拆除并联测量机构即可。

所述圆盘的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销、多个关于其中心对称的磁铁，所述法兰盘上开设有与定位销一一对应的定位孔；

车轮定位参数的测量步骤中，所述拆除并联测量机构是指：先卸下法兰盘和圆盘，再将定位销插入定位孔中进行定位，并通过磁铁将法兰盘与圆盘吸附在一起，然后移除车轮基座即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种车轮定位参数测量装置中法兰盘上开设有六个呈圆周均匀布置的固定孔，固定孔与支链总成一一对应，支链总成包括拉线及与其一端固定连接的位移传感器，位移传感器与圆盘的外侧固定连接，拉线穿过圆盘后通过与其对应的固定孔固定在法兰盘上，且车轮基座上远离支撑件的一侧横向平行设置有一号激光发射器、二号激光发射器，一方面，使用该装置时，若测量带转向功能的车轮的定位参数，先于安装后计算车轮的初始定位参数，再转动方向盘使车轮左右转动，计算转动过程中车轮定位参数的变化规律，然后通过主销参数计算程序计算出主销内倾角和主销后倾角，若测量不带转向功能的车轮的定位参数，车轮的初始定位参数即为所需的测量结果，该装置可同时测量带转向功能和不带转向功能的车轮的定位参数；另一方面，该装置中支链总成采用拉线式位移传感器，不仅结构简单、成本低、结构尺寸小、安装操作简便，而且可以作为便携式测量装置应用于汽车服务站、维修店及试验室等场合。因此，本发明不仅能够同时测量带转向功能和不带转向功能的车轮的定位参数，而且尺寸小、成本低，可以作为便携式测量装置应用于汽车服务站、维修店及试验室等场合。

2、本发明一种车轮定位参数测量装置中圆盘的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销、多个关于其中心对称的磁铁，法兰盘上开设有与定位销一一对应的定位孔，当测量完毕需要收起该装置时，只需将定位销插入法兰盘上的定位孔中，并通过磁铁将法兰盘与圆盘吸附在一起即可，不仅能够减小装置的占用空间，而且可有效避免装置受到干扰和破坏。因此，本发明不仅占用空间小，而且不易受到干扰和破坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的装配示意图。

图3为图1中法兰盘与车轮的连接结构示意图。

图中：法兰盘1、固定孔11、定位孔12、螺栓槽13、圆盘2、定位销21、磁铁22、支撑件3、车轮基座4、一号激光发射器41、二号激光发射器42、滑盘43、支链总成5、拉线51、位移传感器52、减重孔6、车轮7。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图3，一种车轮定位参数测量装置，包括至少一套并联测量机构，所述并联测量机构包括法兰盘1、圆盘2，所述法兰盘1与车轮7的轮毂固定连接，法兰盘1的中心线与车轮7的中心线重合，所述圆盘2通过支撑件3与车轮基座4固定连接，且法兰盘1、圆盘2之间通过六个支链总成5相连接；

所述装置包括两套结构相同，分别用于测量左、右侧车轮定位参数的并联测量机构；

所述法兰盘1上开设有六个呈圆周均匀分布的固定孔11，所述固定孔11与支链总成5一一对应，所述支链总成5包括拉线51及与其一端固定连接的位移传感器52，所述位移传感器52与圆盘2的外侧固定连接，拉线51穿过圆盘2后通过与其对应的固定孔11固定在法兰盘1上；

所述车轮基座4与车轮7可相对转动，且车轮基座4上远离支撑件3的一侧横向设置有一号激光发射器41、二号激光发射器42，所述一号激光发射器41、二号激光发射器42互相平行。

所述位移传感器52呈圆周均匀布置在圆盘2的外侧，圆盘2的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销21、多个关于其中心对称的磁铁22，所述法兰盘1上开设有与定位销21一一对应的定位孔12。

所述车轮基座4上设置有用于承担车轮7载荷的滑盘43，该滑盘43可与车轮基座4相对转动。

所述法兰盘1通过其上设置的螺栓槽13与车轮7的轮毂螺栓连接。

所述法兰盘1、圆盘2的中心处均开设有减重孔6。

一种车轮定位参数测量装置的使用方法，依次包括以下步骤：

并联测量机构的安装：先分别将所述车轮基座4置于左、右车轮的下方，再打开左车轮侧或右车轮侧的一号激光发射器41和二号激光发射器42，并使右车轮侧或左车轮侧的一号激光发射器41和二号激光发射器42关闭，然后调整车轮基座4的位置，使左车轮侧或右车轮侧的一号激光发射器41、二号激光发射器42产生的光斑正好分别打在右车轮侧或左车轮侧的一号激光发射器41、二号激光发射器42上，以保证左、右车轮两侧的并联测量机构相互平行，接着将左、右车轮分别置于相应的车轮基座4上，最后将其他部件安装在相应位置；

车轮初始定位参数的测量：读取位移传感器52测量的数值，并结合平台正运动学计算得到车轮7的初始定位参数，该定位参数包括前束角、外倾角和轮心位置；

车轮定位参数的测量：先转动方向盘，使车轮7在一定范围内左右转动，法兰盘1随之转动，拉线51的长短随着转动而发生变化，再时刻读取位移传感器52测量的数值，并结合平台正运动学计算出转动过程中车轮定位参数的变化规律，然后通过主销参数计算程序计算出主销内倾角和主销后倾角，最后拆除并联测量机构即可。

所述圆盘2的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销21、多个关于其中心对称的磁铁22，所述法兰盘1上开设有与定位销21一一对应的定位孔12；

车轮定位参数的测量步骤中，所述拆除并联测量机构是指：先卸下法兰盘1和圆盘2，再将定位销21插入定位孔12中进行定位，并通过磁铁22将法兰盘1与圆盘2吸附在一起，然后移除车轮基座4即可。

本发明的原理说明如下：

本发明装置包括两套结构相同、分别用于左右车轮测量的并联测量机构，其结构组成简单、安装与操作便捷，能够直接测量带转向功能和不带转向功能的车轮的定位参数，实现了车轮定位参数的便携、快速测量，不仅适用于KC试验台，还可应用于汽车服务站、维修店及试验室等场合。

减重孔6：所述法兰盘1上开设的减重孔6旨在减轻法兰盘3质量，并避免与车轮7的轮毂干涉。

实施例1：

参见图1至图3，一种车轮定位参数测量装置，包括两套结构相同、分别用于测量左、右侧车轮定位参数的并联测量机构，所述并联测量机构包括法兰盘1、圆盘2、支撑件3、车轮基座4，所述法兰盘1通过其上设置的螺栓槽13与车轮7的轮毂螺栓连接，且法兰盘1的中心线与车轮7的中心线重合，所述圆盘2通过支撑件3与车轮基座4固定连接，且法兰盘1、圆盘2之间设置有六个支链总成5，所述支链总成5与法兰盘1上开设的六个呈圆周均匀分布的固定孔11一一对应，支链总成5包括拉线51及与其一端固定连接的位移传感器52，所述位移传感器52呈圆周均匀固定在圆盘2的外侧，拉线51穿过圆盘2后通过与其对应的固定孔11固定在法兰盘1上，所述圆盘2的内侧设置有两个关于其中心对称的定位销21、四个关于其中心对称的磁铁22，所述定位销21与法兰盘1上开设的的定位孔12一一对应，所述车轮基座4上设置有用于承担车轮7载荷的滑盘43，该滑盘43可与车轮基座4相对转动，且车轮基座4上远离支撑件3的一侧横向设置有一号激光发射器41、二号激光发射器42，所述一号激光发射器41、二号激光发射器42互相平行，所述法兰盘1、圆盘2的中心处均开设有减重孔6。

使用上述装置时，依次按照以下步骤进行：

并联测量机构的安装：先分别将所述车轮基座4置于左、右车轮的下方，再打开左车轮侧的一号激光发射器41和二号激光发射器42，并使右车轮侧的一号激光发射器41和二号激光发射器42关闭，然后调整车轮基座4的位置，使左车轮侧的一号激光发射器41、二号激光发射器42产生的光斑正好分别打在右车轮侧的一号激光发射器41、二号激光发射器42上，以保证左、右车轮两侧的并联测量机构相互平行，接着将左、右车轮分别置于相应的车轮基座4上，最后将其他部件安装在相应位置；

车轮初始定位参数的测量：读取位移传感器52测量的数值，并结合平台正运动学计算得到车轮7的初始定位参数，该定位参数包括前束角、外倾角和轮心位置；

车轮定位参数的测量：先转动方向盘，使车轮7在一定范围内左右转动，法兰盘1随之转动，拉线51的长短随着转动而发生变化，再时刻读取位移传感器52测量的数值，并结合平台正运动学计算出转动过程中车轮定位参数的变化规律，然后通过主销参数计算程序计算出主销内倾角和主销后倾角，随后卸下法兰盘1和圆盘2，再将定位销21插入定位孔12中进行定位，并通过磁铁22将法兰盘1与圆盘2吸附在一起，最后移除车轮基座4即可。

Claims (7)

1.一种车轮定位参数测量装置，包括至少一套并联测量机构，所述并联测量机构包括法兰盘（1）、圆盘（2），所述法兰盘（1）与车轮（7）的轮毂固定连接，法兰盘（1）的中心线与车轮（7）的中心线重合，所述圆盘（2）通过支撑件（3）与车轮基座（4）固定连接，且法兰盘（1）、圆盘（2）之间通过六个支链总成（5）相连接，其特征在于：

所述装置包括两套结构相同，分别用于测量左、右侧车轮定位参数的并联测量机构；

所述法兰盘（1）上开设有六个呈圆周均匀分布的固定孔（11），所述固定孔（11）与支链总成（5）一一对应，所述支链总成（5）包括拉线（51）及与其一端固定连接的位移传感器（52），所述位移传感器（52）与圆盘（2）的外侧固定连接，拉线（51）穿过圆盘（2）后通过与其对应的固定孔（11）固定在法兰盘（1）上；

所述车轮基座（4）与车轮（7）可相对转动，且车轮基座（4）上远离支撑件（3）的一侧横向设置有一号激光发射器（41）、二号激光发射器（42），所述一号激光发射器（41）、二号激光发射器（42）互相平行。

2.根据权利要求1所述的一种车轮定位参数测量装置，其特征在于：所述位移传感器（52）呈圆周均匀布置在圆盘（2）的外侧，圆盘（2）的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销（21）、多个关于其中心对称的磁铁（22），所述法兰盘（1）上开设有与定位销（21）一一对应的定位孔（12）。

3.根据权利要求1或2所述的一种车轮定位参数测量装置，其特征在于：所述车轮基座（4）上设置有用于承担车轮（7）载荷的滑盘（43），该滑盘（43）可与车轮基座（4）相对转动。

4.根据权利要求1或2所述的一种车轮定位参数测量装置，其特征在于：所述法兰盘（1）通过其上设置的螺栓槽（13）与车轮（7）的轮毂螺栓连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种车轮定位参数测量装置，其特征在于：所述法兰盘（1）、圆盘（2）的中心处均开设有减重孔（6）。

6.根据权利要求1所述的一种车轮定位参数测量装置的使用方法，其特征在于：

所述方法依次包括以下步骤：

并联测量机构的安装：先分别将所述车轮基座（4）置于左、右车轮的下方，再打开左车轮侧或右车轮侧的一号激光发射器（41）和二号激光发射器（42），并使右车轮侧或左车轮侧的一号激光发射器（41）和二号激光发射器（42）关闭，然后调整车轮基座（4）的位置，使左车轮侧或右车轮侧的一号激光发射器（41）、二号激光发射器（42）产生的光斑正好分别打在右车轮侧或左车轮侧的一号激光发射器（41）、二号激光发射器（42）上，以保证左、右车轮两侧的并联测量机构相互平行，接着将左、右车轮分别置于相应的车轮基座（4）上，最后将其他部件安装在相应位置；

车轮初始定位参数的测量：读取位移传感器（52）测量的数值，并结合平台正运动学计算得到车轮（7）的初始定位参数，该定位参数包括前束角、外倾角和轮心位置；

车轮定位参数的测量：先转动方向盘，使车轮（7）在一定范围内左右转动，法兰盘（1）随之转动，拉线（51）的长短随着转动而发生变化，再时刻读取位移传感器（52）测量的数值，并结合平台正运动学计算出转动过程中车轮定位参数的变化规律，然后通过主销参数计算程序计算出主销内倾角和主销后倾角，最后拆除并联测量机构即可。

7.根据权利要求6所述的一种车轮定位参数测量装置的使用方法，其特征在于：

所述圆盘（2）的内侧设置有多个关于其中心对称的定位销（21）、多个关于其中心对称的磁铁（22），所述法兰盘（1）上开设有与定位销（21）一一对应的定位孔（12）；

车轮定位参数的测量步骤中，所述拆除并联测量机构是指：先卸下法兰盘（1）和圆盘（2），再将定位销（21）插入定位孔（12）中进行定位，并通过磁铁（22）将法兰盘（1）与圆盘（2）吸附在一起，然后移除车轮基座（4）即可。