CN109631802A - 一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置及其检测方法 - Google Patents

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张庆标
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吴宝剑
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Abstract

本发明公开了一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置，涉及车辆前轮束检测技术领域，包括投射机构与接收机构，所述投射机构由磁座I、磁座I上端所卡配的固定支架I、固定支架I中间所固定的激光测距仪构成，所述接收机构由磁座II、磁座II上端所卡配的固定支架II、固定支架II中间所固定的测量板构成，本发明还公开了一种基于激光测距的车辆前轮前束检测方法，包含以下步骤：步骤一，标记基准点；步骤二，定位安装；步骤三，首次测量；步骤四，二次测量；步骤五，计算结果。本发明由投射机构与接收机构两部分组成，结构简单，造价低；磁座I、磁座II与车辆轮毂的安装与拆卸较为方便，其安装具有高度的灵活性，操作较为简单。

Description

一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及车辆前轮束检测技术领域，具体为一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置及其检测方法。
背景技术
一辆汽车的前束调整得是否合适，对汽车前轮轮胎的磨耗起着决定的作用，对汽车的操纵性能也有很大影响。《GB7258-1997》规定机动车前轮定位值应符合符合企业标准所规定的内容。为了消除车轮外倾带来的不良后果，在安装车轮时，使汽车两前轮的中心面不平行，两轮前边缘距离小于后边缘距离，两者的距离之差即为前轮前束。
当前最好的前轮前束测量方法是采用前轮定位仪进行测量，但前轮定位仪造价高，结构复杂，且机动性差。另外一些结构简单的前束测量仪操作也不够方便，且精度不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置及其检测方法，以解决上述背景技术中提出当前的前轮定位仪造价高，结构复杂，且机动性差，以及，另外一些结构简单的前束测量仪操作不够方便，且精度不足的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置，包括投射机构与接收机构，所述投射机构由磁座I、磁座I上端所卡配的固定支架I、固定支架I中间所固定的激光测距仪构成，所述磁座I的前端设有半圆形结构的定位槽I，所述固定支架I上端的左右两侧对称设有两个凸台结构的调节座I，且在调节座I的端面上开设有调节孔I，所述调节孔I内螺接有调节螺钉，所述调节孔I的上端且在调节座I之间固定安装有激光测距仪；
所述接收机构由磁座II、磁座II上端所卡配的固定支架II、固定支架II中间所固定的测量板构成，所述磁座II的前端设有半圆形结构的定位槽II，所述固定支架II上端的左右两侧对称设有两个孔状结构的调节孔II，且在调节孔II之间固定安装有板状结构的测量板，所述测量板的中间喷涂有线状结构的测量板中心线，且在测量板中心线的中间标记有圆形结构的测量板中心点，所述测量板中心线的左右两侧并且在测量板的端面位置处固定有凸台结构的调节座II，且在测量板右端面上的调节座II的外侧面上固定安装有与调节孔II相套配的调节手柄，且在测量板左端面上的调节座II的外侧面上固定连接有与调节孔II相螺接的调节螺柱，所述调节孔II的外侧面上并且在调节螺柱的端部螺接有锁紧螺母。
优选的，所述固定支架I与固定支架II均为一体焊接成型的H形钢结构支架，所述固定支架I的下端与磁座I的两侧相卡配，所述固定支架II的下端与磁座II的两侧相卡配,所述调节孔I的轴心线到磁座I底面的高度距离与磁座II下的底面到调节孔II轴心线的高度距离相等，所述激光测距仪的激光发射点位在调节孔I的轴心线上，所述测量板中心点与调节孔II的轴心线相重合。
优选的，所述磁座I与磁座II均为块状结构的强力磁铁，且强力磁铁的材料选为N48，剩磁为1.42T，矫顽力为926KA/m，内禀矫顽力为995KA/m,最大磁能积为382KJ/m3。
一种基于激光测距的车辆前轮前束检测方法，该方法包含以下步骤：
步骤一，标记基准点，以车头朝向为前，分别在两车轮轮毂内孔最前端，靠近内侧面处标记一点，并以此点作为基准点；
步骤二，定位安装，将磁座I与磁座II分别吸附在车辆左右前轮的轮毂上，磁座I与磁座II上的定位槽I与定位槽II分别与基准点重合，磁座I与磁座II分别开设有定位槽I与定位槽II的侧面与轮毂内侧面重合；
步骤三，首次测量，打开激光测距仪，调整激光测距仪的激光束，激光透射点正好打在测量板中心点上，此时，根据换算公式即可求出车轮的前束角和前束值；
步骤四，二次测量，为平衡误差，将车轮旋转180°，调整激光测距仪的激光束，使激光束的投射点正好打在测量板中心点上，求出另外一组前束角和前束值；
步骤五，计算结果，取两次测量的平均值作为车轮的前束角，并根据公式计算出前束值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
1.本发明由投射机构与接收机构两部分组成，结构简单，造价低，因此具有较好的市场推广性；
2.本发明中的磁座I、磁座II与车辆轮毂的安装与拆卸较为方便，其安装具有高度的灵活性，操作较为简单；
3.本发明通过安装在车辆轮毂内侧前度的激光测距仪与测量板相对投射，来测量车轮前束，并且通过二次测量平衡测量误差，因此具有较高的测量精度。
附图说明
图1为投射机构与接收机构在车辆轮毂内侧的安装示意图；
图2为投射机构轴侧视图；
图3为图2中A-A处剖面结构示意图；
图4为接收机构轴侧视图；
图5为图4中B-B处剖面结构示意图；
图6为本发明中车轮前束原理图。
图中：1、磁座I；2、固定支架I；3、激光测距仪；4、磁座II；5、固定支架II；6、测量板；101、定位槽I；201、调节座I；202、调节孔I；203、调节螺钉；401、定位槽II；501、调节孔II；601、测量板中心线；602、测量板中心点；603、调节座II；604、调节手柄；605、调节螺柱；606、锁紧螺母。
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。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置，包括投射机构与接收机构，投射机构由磁座I 1、磁座I 1上端所卡配的固定支架I 2、固定支架I 2中间所固定的激光测距仪3构成，磁座I 1的前端设有半圆形结构的定位槽I 101，固定支架I 2上端的左右两侧对称设有两个凸台结构的调节座I 201，且在调节座I 201的端面上开设有调节孔I 202，调节孔I 202内螺接有调节螺钉203，调节孔I 202的上端且在调节座I 201之间固定安装有激光测距仪3，其中，通过调整调节螺钉203在调节孔I202内的安装深度可以使激光测距仪3被调节螺钉203顶紧或放松，当激光测距仪3的激光投射点无法与测量板6上的测量板中心点602重合时，可通过调节调节螺钉203使激光测距仪3在固定支架I 2上旋转一定的角度，进而使激光测距仪3的激光透射点与测量板6上的测量板中心点602重合；
接收机构由磁座II 4、磁座II 4上端所卡配的固定支架II 5、固定支架II 5中间所固定的测量板6构成，磁座II 4的前端设有半圆形结构的定位槽II 401，固定支架II 5上端的左右两侧对称设有两个孔状结构的调节孔II 501，且在调节孔II 501之间固定安装有板状结构的测量板6，测量板6的中间喷涂有线状结构的测量板中心线601，且在测量板中心线601的中间标记有圆形结构的测量板中心点602，测量板中心线601的左右两侧并且在测量板6的端面位置处固定有凸台结构的调节座II 603，且在测量板6右端面上的调节座II603的外侧面上固定安装有与调节孔II 501相套配的调节手柄604，且在测量板6左端面上的调节座II 603的外侧面上固定连接有与调节孔II 501相螺接的调节螺柱605，调节孔II501的外侧面上并且在调节螺柱605的端部螺接有锁紧螺母606，其中，通过调节锁紧螺母606在调节螺柱605上的松紧，可以使测量板6在固定支架II 5的上端绕调节孔II 501转动或者固定，当测量板6上的测量板中心点602与激光测距仪3的激光投射点无法重合时，亦可通过松动锁紧螺母606，然后转动调节手柄604调节测量板6在固定支架II 5上端的转角，进而使测量板6上的测量板中心点602与激光测距仪3的激光投射点重合。
进一步的，固定支架I 2与固定支架II 5均为一体焊接成型的H形钢结构支架，这种设置使固定支架I 2与固定支架II 5分别在磁座I 1与磁座II 4的上端固定的更加牢固，固定支架I 2的下端与磁座I 1的两侧相卡配，固定支架II 5的下端与磁座II 4的两侧相卡配,调节孔I 202的轴心线到磁座I 1底面的高度距离与磁座II 4下的底面到调节孔II 501轴心线的高度距离相等，激光测距仪3的激光发射点位在调节孔I 202的轴心线上，测量板中心点602与调节孔II 501的轴心线相重合，这种设置在一定程度上避免了测量过程中产生的测量误差，进而进一步提高了整个装置的测量精度。
进一步的，磁座I 1与磁座II 4均为块状结构的强力磁铁，且强力磁铁的材料选为N48，剩磁为1.42T，矫顽力为926KA/m，内禀矫顽力为995KA/m,最大磁能积为382KJ/m3，这使得磁座I 1与磁座II 4能够更加牢固的固定安装在车辆钢轮毂的内侧面上。
一种基于激光测距的车辆前轮前束检测方法，该方法包含以下步骤：
步骤一，标记基准点，以车头朝向为前，分别在两车轮轮毂内孔最前端，靠近内侧面处标记一点，并以此点作为基准点；
步骤二，定位安装，将磁座I与磁座II分别吸附在车辆左右前轮的轮毂上，磁座I与磁座II上的定位槽I与定位槽II分别与基准点重合，磁座I与磁座II分别开设有定位槽I与定位槽II的侧面与轮毂内侧面重合，这种安装方式可以尽可能的降低整个装置的测量误差；
步骤三，首次测量，打开激光测距仪，调整激光测距仪的激光束，激光透射点正好打在测量板中心点上，此时，根据换算公式即可求出车轮的前束角和前束值，如图6所示的车轮前束换算原理图，其中：P1为车轮中心平面，P2为激光发射点位置所在平面，L为车轮距离，x1为两车轮中心平面前端距离，x2为两车轮中心平面后端距离，y1为激光测距仪所测前端距离，y2为激光测距仪所测后端距离，α为车轮前束角，r为车轮轮毂半径，r1为激光测距仪位置半径，m为车轮中心平面与激光发射点位置所在平面之间的距离，取β＝90°-α，则有：
x1＝L-2rsina (2)
联立公式(1)与(2)，即可求得前束角α；
步骤四，二次测量，为平衡误差，将车轮旋转180°，调整激光测距仪的激光束，使激光束的投射点正好打在测量板中心点上，由于车轮安装误差、车轮倾角以及一些磨损等，第二次测量时，激光测距仪的激光投射点不一定可以正好打到测量板中心点上，这时可调整激光测距仪或者测量板的角度，使激光投射点打到测量板中心线或者测量板中心点上进行测量，根据换算公式求出另外一组前束角和前束值，如图6所示的车轮前束的换算原理图，其中：P1为车轮中心平面，P2为激光发射点位置所在平面，L为车轮距离，x1为两车轮中心平面前端距离，x2为两车轮中心平面后端距离，y1为激光测距仪所测前端距离，y2为激光测距仪所测后端距离，α为车轮前束角，r为车轮轮毂半径，r1为激光测距仪位置半径，m为车轮中心平面与激光发射点位置所在平面之间的距离，取β＝90°-α，则有；
x2＝L+2rsina (4)
联立公式(3)与(4)，即可求得前束角α；
步骤五，计算结果，取两次测量的平均值作为车轮的前束角，并根据公式计算出前束值，求得车轮总前束为：
d＝4rsina (5)。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置，包括投射机构与接收机构，其特征在于：所述投射机构由磁座I(1)、磁座I(1)上端所卡配的固定支架I(2)、固定支架I(2)中间所固定的激光测距仪(3)构成，所述磁座I(1)的前端设有半圆形结构的定位槽I(101)，所述固定支架I(2)上端的左右两侧对称设有两个凸台结构的调节座I(201)，且在调节座I(201)的端面上开设有调节孔I(202)，所述调节孔I(202)内螺接有调节螺钉(203)，所述调节孔I(202)的上端且在调节座I(201)之间固定安装有激光测距仪(3)；
所述接收机构由磁座II(4)、磁座II(4)上端所卡配的固定支架II(5)、固定支架II(5)中间所固定的测量板(6)构成，所述磁座II(4)的前端设有半圆形结构的定位槽II(401)，所述固定支架II(5)上端的左右两侧对称设有两个孔状结构的调节孔II(501)，且在调节孔II(501)之间固定安装有板状结构的测量板(6)，所述测量板(6)的中间喷涂有线状结构的测量板中心线(601)，且在测量板中心线(601)的中间标记有圆形结构的测量板中心点(602)，所述测量板中心线(601)的左右两侧并且在测量板(6)的端面位置处固定有凸台结构的调节座II(603)，且在测量板(6)右端面上的调节座II(603)的外侧面上固定安装有与调节孔II(501)相套配的调节手柄(604)，且在测量板(6)左端面上的调节座II(603)的外侧面上固定连接有与调节孔II(501)相螺接的调节螺柱(605)，所述调节孔II(501)的外侧面上并且在调节螺柱(605)的端部螺接有锁紧螺母(606)。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置，其特征在于：所述固定支架I(2)与固定支架II(5)均为一体焊接成型的H形钢结构支架，所述固定支架I(2)的下端与磁座I(1)的两侧相卡配，所述固定支架II(5)的下端与磁座II(4)的两侧相卡配,所述调节孔I(202)的轴心线到磁座I(1)底面的高度距离与磁座II(4)下的底面到调节孔II(501)轴心线的高度距离相等，所述激光测距仪(3)的激光发射点位在调节孔I(202)的轴心线上，所述测量板中心点(602)与调节孔II(501)的轴心线相重合。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的车辆前轮前束检测装置，其特征在于：所述磁座I(1)与磁座II(4)均为块状结构的强力磁铁，且强力磁铁的材料选为N48，剩磁为1.42T，矫顽力为926KA/m，内禀矫顽力为995KA/m,最大磁能积为382KJ/m3。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的一种基于激光测距的车辆前轮前束检测方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
步骤一，标记基准点，以车头朝向为前，分别在两车轮轮毂内孔最前端，靠近内侧面处标记一点，并以此点作为基准点；
步骤二，定位安装，将磁座I与磁座II分别吸附在车辆左右前轮的轮毂上，磁座I与磁座II上的定位槽I与定位槽II分别与基准点重合，磁座I与磁座II分别开设有定位槽I与定位槽II的侧面与轮毂内侧面重合；
步骤三，首次测量，打开激光测距仪，调整激光测距仪的激光束，激光透射点正好打在测量板中心点上，此时，根据换算公式即可求出车轮的前束角和前束值；
步骤四，二次测量，为平衡误差，将车轮旋转180°，调整激光测距仪的激光束，使激光束的投射点正好打在测量板中心点上，求出另外一组前束角和前束值；
步骤五，计算结果，取两次测量的平均值作为车轮的前束角，并根据公式计算出前束值。
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