CN106935097B - 一种汽车四轮定位调整操作教学实验台 - Google Patents
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Abstract
一种汽车四轮定位调整操作教学实验台,包括主机(1)、模拟车轮（8）、前束控制臂（5）、前束调整螺栓（4）、外倾下控制臂（6）、外倾下调整螺栓（2）、外倾上控制臂（7）；其特征在于:所述模拟车轮（8）通过前束控制臂（5）、外倾下控制臂（6）和外倾上控制臂（7）与主机（1）相连，控制臂与主机（8）连接部分采用橡胶支座，有一定弹性；外倾下调整螺栓（2）、外倾上调整螺栓（3）、前束调整螺栓（4）采用偏心螺栓结构，旋转螺栓时会使各控制臂左右移动，达到改变定位参数的目的；该实验台真实模拟了实车上四轮定位调整的过程和方法，可以取代实车进行汽车四轮定位调整的操作练习，增加了学生动手操作机会，提高教学效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车四轮定位调整操作教学用实验台，属于汽车教学设备技术领域。
背景技术
随着汽车技术和汽车售后市场的发展，汽车四轮定位调整成为了汽车售后较为常见的维修工作，与此同时，作为培养汽车维修人才的汽车专业教学，对四轮定位的理论讲解和实操成为了汽车底盘课程最重要的组成部分。
由于四轮定位技术的复杂性，目前在教学过程中大多采用实车加四轮定位仪作为实验设备，由于汽车用四轮仪价格较高，在资金方面受到限制；另一方面即使配备了专业的汽车四轮定位设备，一次也只能一名同学进行操作，教学效率较低；而且定位设备属于精密仪器，在实车定位操作教学过程中容易出现误操作导致设备损坏或失准，又要花费大量时间和资金进行维修，耽误教学进度。
为了降低成本、提高教学效率和时效性，本发明提出了一种用于教学的汽车四轮定位调整操作实验台，模拟再现四轮定位调整过程，在教学过程中代替昂贵的四轮定位仪和实车，并且实验台可以进行拆分，方便分组实施教学，增加学生动手操作时间。
目前国内外相关的专利较少。相关的专利主要的为：
授权的实用新型专利：汽车四轮定位参数调整实验台，专利号：201520859058.1，公开了一种汽车四轮定位参数调整实验台，包括车架、设置在车架底部的四个车轮以及设置在车架上的转向系统和制动系统，所述转向系统包括依次连接的方向盘、传动轴以及助力转向器，通过四根调整拉杆，能够帮助同学快速的理解汽车四轮定位相关内容。
授权的实用新型专利：公开了一种演示车辆四轮定位工作原理的示教台，专利号：201420652418.6，提出了一种用于演示四轮定位原理的示教装置。
目前申请者未检索到可以代替实车进行四轮定位调整操作的教学实验设备，更未检索到本发明相关的关键技术。
发明内容
为了发明可以代替实车进行四轮定位调整操作的教学实验台，并允许分开或整体进行操作，本发明采用如下技术方案：
一种汽车四轮定位调整操作教学实验台：包括主机 (1)、模拟车轮（8）、前束控制臂（5）、前束调整螺栓（4）、外倾下控制臂（6）、外倾下调整螺栓（2）、外倾上控制臂（7）、外倾上调整螺栓（3）、上信号发射器（9）、下信号发射器（10）、车轮支撑座（11）、数据接口（15）和实验台移动轮（13）、信号接收器（17）、连接杆（16）、工型架（18）、工型架数据接口（19）。
其特征在于:所述模拟车轮（8）通过前束控制臂（5）、外倾下控制臂（6）和外倾上控制臂（7）与主机（1）相连，控制臂与主机（8）连接部分采用橡胶支座，有一定弹性；外倾下调整螺栓（2）、外倾上调整螺栓（3）、前束调整螺栓（4）采用偏心螺栓结构，旋转螺栓时会使各控制臂左右移动，达到改变定位参数的目的。
所述连接杆（16）与信号接收器（17）固定在实验台底座上，不随模拟车轮（8）的偏转而动作，因此当通过上述调整操作定位参数变化时，模拟车轮（8）发生相应偏转，此时通过专用夹具固定在模拟车轮（8）的上下两端的上信号发射器（9）和下信号发射器（10）跟随模拟车轮（8）动作，通过红外光线与固定的信号接收器（17）进行通信，当信号接收器（17）接收到位置变化的光信号后产生相应定位参数变化的电信号，该信号通过安装在连接杆（16）、车轮支撑座（11）、实验台底板（12）和主机支架（14）内部的数据线传输至主机，经主机计算分析后由数据接口（15）与外接电脑和显示设备等进行数据传输。
所述主机由数据接口（15）内的电源接口由外接电源进行供电，通过调整连接杆（16）的长度和主机内部的参数设置，可以模拟不同车辆的四轮定位参数。
所述实验台底板（12）下部安装有四个实验台移动轮（13），每个移动轮上安装有锁止装置，可以将实验台固定，防止在操作过程中发生移动。
所述单个实验台通过模拟一个车轮与车身的悬架定位参数调整方式，将定位参数精确记录并分析计算，通过数据接口输出到外接显示设备，方便学生和老师观察；在教学场地无外电源的情况下，可以将上信号发射器（9）、下信号发射器（10）更换为由干电池供电的可见光指示器，将信号接收器（17）上粘贴配套的专用定位参数图纸，进行调整时定位参数将会由可见光指示器发出的光点显示在图纸上，完成定位操作。
通过工型架（18）可以将4台单独的实验台组装成一台模拟实车，四台单独的实验台分别模拟汽车的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，在工型架内部装有模拟实车计算主机，将四台实验台的数据进行分析并通过工型架数据接口（19）输出至显示设备，从而实现模拟汽车四个车轮进行四轮定位操作。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的实验台真实模拟了实车上四轮定位调整的过程和方法，可以取代实车进行汽车四轮定位调整的操作练习，增加了学生动手操作机会，提高教学效果；
2.本发明的实验台占地较小并且可以移动，无外接电源时也可以使用，调整操作前的准备时间缩短，成本较低，便于课程的开展；
3.本发明的实验台可以将四台实验台组装为模拟实车，并通过外接显示设备进行四轮定位数据显示，方便大规模培训与教学。
附图说明
图1是本发明一种汽车四轮定位调整操作教学实验台的主视图，省略了安装在背面的信号接收器。
图2是本发明一种汽车四轮定位调整操作教学实验台的俯视图，省略了实验台底板。
图3是本发明一种汽车四轮定位调整操作教学实验台组成模拟实车的工型架俯视图。
图4是本发明一种汽车四轮定位调整操作教学实验台通过工型架组成的模拟实车。
其中：1、主机，2、外倾下调整螺栓，3、外倾上调整螺栓，4、前束调整螺栓，5、前束控制臂，6、外倾下控制臂，7、外倾上控制臂，8、模拟车轮，9、上信号发射器，10、下信号发射器，11、车轮支撑座，12、实验台底板，13、实验台移动轮，14、主机支架，15数据接口16、连接杆，17、信号接收器,18、工型架，19、工型架数据接口，20、左前轮数据接口，21、右前轮数据接口，22、右后轮数据接口，23、左后轮数据接口,24、左前轮实验台，25、右前轮实验台，26、右后轮实验台27、左后轮实验台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
图1所示是本发明一种汽车四轮定位调整操作教学实验台的主视图，车轮处在未进行调整的初始状态。包括主机1、模拟车轮8和连接二者的3条横臂及3个用于调整的偏心螺栓，其中前束调整螺栓4负责调整车轮的前束值。
进行定位调整时使用扳手转动前束调整螺栓4，则前束控制臂5向左或向右移动，推动模拟车轮8的前端向左或向右移动，则车轮前束值改变，车轮前端移动的同时固定在车轮上的信号发射器9和下信号发射器10所发出的红外信号向右偏转，接收器上相应产生电信号的变化，该电信号通过安装在连接杆16、车轮支撑座11、实验台底板12和主机支架14内部的数据线传输至主机，经主机计算分析后由数据接口15与外接显示设备等进行数据传输，最终可以在电脑显示器、电视、投影仪等显示设备上显示出前束数据的变化，方便学生根据数据变化进行下一步调整操作。
同理，外倾数值的调整由外倾下调整螺栓2和外倾上调整螺栓3进行调整，通过同样的路径传输数据，从而模拟真实的四轮定位调整操作。之所以设置两个外倾调整螺栓，是为了使本发明的实验台能够适用于高端车辆的复杂悬架系统的定位调整工作。
所述主机由数据接口15内的电源接口外接电源进行供电，通过调整连接杆16的长度和主机内部的参数设置，可以模拟不同车辆的四轮定位参数。
所述实验台底板12下部安装有四个实验台移动轮13，方便实验台移动。每个移动轮上安装有锁止装置，可以将实验台固定防止在操作过程中发生移动。
图2为本发明汽车四轮定位调整操作教学实验台的主视图，为了简单，本图省掉了下信号发射器10和实验台底板及移动轮。前束控制臂5在最前端，外倾上控制臂7位于中间，外倾下控制臂6位于最后，这样设置是为了在调整外倾参数时以外倾下调整螺栓2为主，调整该螺栓外倾数值变化较大，以外倾上调整螺栓3为辅助，调整该螺栓外倾数值变化较小。
在教学场地无外电源的情况下，可以将上信号发射器9、下信号发射器10更换为由干电池供电的可见光指示器，将信号接收器17上粘贴配套的专用定位参数图纸，进行调整调整时定位参数将会由可见光指示器发出的光点显示在图纸上，学生可以根据光点的指示数据完成定位操作。
图3为本发明汽车四轮定位调整操作教学实验台组成模拟实车的工型架俯视图。为了简单，本图省掉了工型架的底板和移动轮。由于单台实验台只能模拟单个车轮的定位操作，对于整车四轮定位调整的模拟就需要使用所述工型架18。
因为整车定位调整时左右两侧的车轮定位参数相互影响，且总前束、推力角等数值也需要参考左右车轮的定位数据，因此工型架18内部安装有工型架主机，通过4个数据接口与4台单独的实验台进行连接：工型架上的左前轮数据接口20与左前轮实验台24连接、右前轮数据接口21与右前轮实验台25连接、右后轮数据接口22与右后轮实验台26连接、左后轮数据接口23与左后轮实验台27连接。工型架内的工型架主机将4台实验台的数据进行分析整合，通过工型架数据接口19输出数据，并且工型架主机也由该接口供电。
图4是本发明汽车四轮定位调整操作教学实验台通过工型架组成的模拟实车。将4台实验台的数据接口15分别与工型架上的数据接口连接后得到用于整车四轮定位调整的模拟实车，其中两个前轮的实验台还可以增加转向横拉杆的模拟方向盘实现前轮转向参数调整。
下面对本发明提出的汽车四轮定位调整操作教学实验台的工作原理进行说明。
学生在进行定位调整操作时一般是按照一定的调整顺序进行，由于光点信号较为灵敏，应每次松开一个调整螺栓进行调整，调整到位之后锁紧该螺栓，然后进行下一步的调整操作。
通过工型架组装模拟实车之后应固定各实验台，并进行一次系统校准。
本发明的实验台真实模拟了实车上四轮定位调整的过程和方法，可以取代实车进行汽车四轮定位调整的操作练习，增加了学生动手操作机会，提高教学效果。
需要指出的是，以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种汽车四轮定位调整操作教学实验台：包括主机 (1)、模拟车轮（8）、前束控制臂（5）、前束调整螺栓（4）、外倾下控制臂（6）、外倾下调整螺栓（2）、外倾上控制臂（7）、外倾上调整螺栓（3）、上信号发射器（9）、下信号发射器（10）、车轮支撑座（11）、数据接口（15）和实验台移动轮（13）、信号接收器（17）、连接杆（16）、工型架（18）、工型架数据接口（19）；
其特征在于：所述模拟车轮（8）通过前束控制臂（5）、外倾下控制臂（6）和外倾上控制臂（7）与主机（1）相连，控制臂与主机（8）连接部分采用橡胶支座，有一定弹性；外倾下调整螺栓（2）、外倾上调整螺栓（3）、前束调整螺栓（4）采用偏心螺栓结构，旋转螺栓时会使各控制臂左右移动，达到改变定位参数的目的；
所述连接杆（16）与信号接收器（17）固定在实验台底座上，不随模拟车轮（8）的偏转而动作，因此当通过上述调整操作定位参数变化时，模拟车轮（8）发生相应偏转，此时通过专用夹具分别固定在模拟车轮（8）的上下两端的上信号发射器（9）和下信号发射器（10）跟随模拟车轮（8）动作，通过红外光线与固定的信号接收器（17）进行通信，当信号接收器（17）接收到位置变化的光信号后产生相应定位参数变化的电信号，该电信号通过安装在连接杆（16）、车轮支撑座（11）、实验台底板（12）和主机支架（14）内部的数据线传输至主机，经主机计算分析后由数据接口（15）与外接电脑和显示设备进行数据传输；
所述主机由数据接口（15）内的电源接口外接电源进行供电，通过调整连接杆（16）的长度和主机内部的参数设置，可以模拟不同车辆的四轮定位参数；
所述实验台底板（12）下部安装有四个实验台移动轮（13），每个移动轮上安装有锁止装置，可以将实验台固定防止在操作过程中发生移动。
2.如权利要求1所述的一种汽车四轮定位调整操作教学实验台，其特征在于：单个实验台通过模拟一个车轮与车身的悬架四轮定位参数调整方式，将定位参数精确记录并分析计算，通过数据接口输出到外接显示设备，方便学生和老师观察；在教学场地无外电源的情况下，可以将上信号发射器（9）、下信号发射器（10）更换为由干电池供电的可见光指示器，将信号接收器（17）上粘贴配套的专用定位参数图纸，进行调整时定位参数将会由可见光指示器发出的光点显示在图纸上，完成定位操作。
3.如权利要求1所述的一种汽车四轮定位调整操作教学实验台，其特征在于：通过工型架（18）可以将4台单独的实验台组装成一台模拟实车，四台单独的实验台分别模拟汽车的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮，在工型架内部装有模拟实车计算主机，将四台实验台的数据进行分析并通过工型架数据接口（19）输出至显示设备，从而实现模拟实车进行四轮定位操作。
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