CN109752197A - 一种支架式车辆接近角和离去角测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支架式车辆接近角和离去角测量装置，它包括旋转支架、测量杆、基准杆和转轴，其中旋转支架包括宽杆、窄杆和支撑板，基准杆有2根，分别布置于测量杆的两侧，旋转支架、基准杆和测量杆均可绕转轴转动，测量杆和基准杆还可沿转轴的轴心方向平移。测量杆在自由端开有缺口段，测量杆缺口段搭在旋转支架支撑板上时，测量杆的上表面和旋转支架宽杆的上表面共面，形成测量切平面，配合基准杆提供的车辆接地平面，可直接测量车辆的接近角和离去角。本发明装置采用直接测量法，测量精度高且无需后续计算；有效测量最小角小于18°，普适性较强；同时，装置体积小、质量轻，便于试验人员携带和使用。

Description

一种支架式车辆接近角和离去角测量装置

技术领域

本发明属于车辆工程领域，涉及一种车辆试验方法，适用于测量车辆的接近角和离去角。

背景技术

车辆的接近角和离去角是反映车辆通过性能的重要指标，无论是车辆的鉴定还是验收，都需对这两个参数进行试验测试。车辆的接近角和离去角指在车辆满载静止时，车辆前端突出点向前轮所引的切平面与车辆停止位置地平面之间的夹角，该切平面满足与轮胎外缘的平面相切且车辆上的任何刚性部件均处于该平面上方。

由于是两个平面之间的夹角，一个较简单的测量想法为采用双板形式进行测量：将基准板铺于地面，调整转板至待测切平面位置，测得两个板之间的夹角即为车辆的接近角或离去角。但采用双板形式测量时必须考虑板厚度对测量结果的影响，由于板重量很大，中间部位容易出现完全变形；为减小该情况对测量结果的影响，板的厚度一般较大，同时转动副直径为两个板厚度之和，其值很大，导致能够实施有效测量的最小角度一般在30°以上，对于普通小型车辆，其接近角在20°左右，该装置无法适用。

部分机构基于双板形式采用了大型基准板，将车辆停在基准板上进行测量，该装置依旧存在转动副较大的问题，同时由于车辆重量较大，基准板畸变严重，且前轮和后轮不在同一水平面上，导致整个装置的测量精度很低。无论是哪种形式，装置的测量精度均较低，同时体积和重量都很大，无法便携采用，因而双板形式并不实用，试验机构已经极少采用。

当前对车辆接近角和离去角的测量多采用划线法。该方法为一种间接测量方法，需测量人员寻找点位并作出标记，采用铅锤、米尺等工具测量出标记之间长度参数，结合车辆的轮胎直径参数计算出待测角。由于直接对车体部件而不是对测量器件进行划线或记点，划线法存在标记和测量偏差；还需要利用车辆的轮胎直径参数，由于轮胎静载时并不是标准圆形，因而计算也存在一定偏差。因此间接测量的划线法测量精度并不高，同时该方法测量步骤繁琐，计算过程复杂，使用起来较为不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直接测量车辆接近角和离去角的装置，提高测量精度并省去计算过程，同时有效测量最小角小于18°以克服双板形式有效测量最小角过大的缺陷，使测量装置具有普适性。

为解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种支架式车辆接近角和离去角测量装置，其包括旋转支架、测量杆、基准杆和转轴；

所述旋转支架由宽杆、窄杆和支撑板组成，其中旋转支架宽杆和窄杆具有相等的厚度，旋转支架支撑板的厚度小于宽杆的厚度；

所述测量杆在其自由端开有缺口段；

所述测量杆的厚度等于旋转支架宽杆的厚度，所述测量杆缺口段与旋转支架支撑板厚度之和等于测量杆的厚度，当测量杆缺口段搭在旋转支架支撑板上时，测量杆的上表面和旋转支架宽杆的上表面共面；

所述基准杆有2根，分别布置在所述测量杆的两侧，方便试验人员调整测量位置；

所述转轴起到铰支杆的作用，旋转支架、基准杆和测量杆均可绕转轴转动；

所述测量杆可沿转轴的轴心方向平移，测量杆沿转轴轴心方向的平移以寻找车体测量点，测量杆和旋转支架上表面即形成测量面；

所述基准可沿转轴的轴心方向平移，测量杆位置确定后，基准杆贴紧测量杆，基准杆和测量杆可直接提供待测角而不必投影观察。

所述测量装置测量车辆的接近角时，旋转支架宽杆切于车辆右前轮，测量车辆离去角时，旋转支架宽杆切于车辆左后轮。

所述旋转支架宽杆对正轮胎的接触部分，其应具有足够的宽度以避免对正后的摆动。

所述测量杆的厚度等于转动副直径，其值越小，装置的最小有效测量角越小，适用性更强。

本发明的有益效果是：本发明可直接提供车辆接近角或离去角的测量位置，是一种便捷的直接测量法，避免了人为标记的影响和轮胎参数的变动，因而具有更高的测量精度且省去了复杂的计算过程；采用支架取代板进行测量，转动副直径与测量杆厚度相等，与板形式相比减小了一半，同时支架形式减小了装置的重量，避免了板重量过大引发的中间塌陷变形，因而杆厚度可以做的更薄，因此本发明大幅减小了转动副直径，使最小有效测量角不大于18°，对于普通小型车辆和其它车辆均可适用，因而能够真正实用化；此外，本发明设计的支架式装置重量远小于板形式，方便试验人员携带和使用。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图。

图2是本发明的三视图。

图3是本发明的测试原理图。

图4是旋转支架的三视图。

图5是测量杆的三视图。

图6是基准杆的三视图。

在图1-6中，1、旋转支架，1-1、宽杆，1-2、窄杆，1-3、支撑板，2、测量杆，2-1、缺口段，3、基准杆，4、转轴。

具体实施方式

由图1-6所示的实施例可知，它包括旋转支架(1)、测量杆(2)、基准杆(3)和转轴(4)，其中旋转支架(1)包括宽杆(1-1)、窄杆(1-2)和支撑板(1-3)，测量杆(2)在自由端开有缺口段(2-1)，当测量杆缺口段(2-1)搭在旋转支架支撑板(1-3)上时，测量杆(2)的上表面和旋转支架宽杆(1-1)的上表面共面；

旋转支架(1)和测量杆(2)分别可绕转轴(4)转动，同时测量杆(2)还可沿转轴(4)的轴心方向平移，用于接触车体测量点；

基准杆(3)可绕转轴(4)转动和沿转轴(4)的轴心方向平移，用于贴近测量杆(2)提供待测角的端点和边；

测量时，旋转支架宽杆(1-1)上表面与车轮相切，测量杆(2)的上表面与车体接触，沿轴方向平移基准杆(3)紧贴测量杆(2)，测量杆(2)下沿和基准杆(3)上沿之间形成的夹角∠AOB为待测角。

本发明的测量原理基于车辆接近角和离去角的定义，即直接测量切平面和车辆接地平面之间的夹角，其中基准杆(3)的下表面为车辆接地平面，测量杆(2)、旋转支架宽杆(1-1)的上表面构成测量切平面。

测量杆(2)、旋转支架窄杆(1-2)和旋转支架宽杆(1-1)结构形式类似，可采用车削加工方法进行制造，为方便设置加工参数，测量杆(2)、旋转支架窄杆(1-2)和旋转支架宽杆(1-1)的厚度相等。

测量时，测量杆(2)始终搭在旋转支架(1)上进行转动，因而二者具有相等的转角，二者与基准杆(3)之间的夹角即为待测角，因此基准杆(3)的长度应小于测量杆(2)的长度，与旋转支架(1)的相对转角可达360°。

加工制造旋转支架(1)时，优选先独立加工窄杆(1-2)、宽杆(1-1)和支撑板(1-3)再进行粘结的形式，粘结时，支撑板(1-3)、窄杆(1-2)、宽杆(1-1)的下表面对齐，同时测量杆缺口段(2-1)与旋转支架支撑板(1-3)的厚度之和等于旋转支架宽杆(1-1)的厚度，当测量杆(2)搭在旋转支架(1)上时，二者上表面共面，该面即为测量切平面。

对比采用板形式构造测量切平面，采用支架形式大幅减小了装置重量，可以避免中间部位重量较大导致的弯曲变形，采用较小的厚度即可维持支架可接受的变形量，同时与转轴(4)形成的转动副可以错开，因而转动副直径可降低为原来的一半。

本发明采用单个车轮对正的方式，整个装置的宽度只需不小于车辆宽度的一半即可，因而大幅减小了装置的外形体积。在测量时应保证旋转支架宽板(1-1)对正车轮，由于宽板(1-1)与车轮之间为线接触，同时考虑到轮胎花纹凸部的尺寸，宽杆(1-1)宽度不小于8厘米，在宽板(1-1)对正车轮时可避免测量装置的前后摆动，减小测量结果的偏差，提高测量结果的可信度。

当采用本装置测量车辆接近角时，旋转支架宽杆(1-1)对正并与车辆右前轮相切，窄杆(1-2)应处于车体正前方位置，转动旋转支架(1)并沿转轴(4)的轴心方向滑动测量杆(2)，使测量杆(2)上表面接触车头的突出点；测量车辆离去角时，旋转支架宽杆(1-1)对正并与车辆左后轮相切，窄杆(1-2)应处于车体正后方位置，转动旋转支架(1)并沿转轴(4)的轴心方向滑动测量杆(2)，使测量杆(2)上表面接触车尾的突出点。

为方便测量，基准杆(3)有2根，分别布置于测量杆(2)的两侧，基准杆(3)分别贴紧测量杆(2)时可提供两个测量位置，试验人员可从装置的两侧选择方便的位置进行测量。

基准杆(3)贴紧测量杆(2)时，二者接触面所在的竖直面与二者的上、下表面均垂直，测量切平面与车辆接地平面之间的夹角即为两个平面与该竖直面交线之间的夹角，也就是测量杆(2)上沿和基准杆(3)下沿之间形成的夹角；考虑到杆件上下表面的平行关系，同时也是测量杆(2)下沿和基准杆(3)上沿之间形成的夹角，即图3中所示的∠AOB；基准杆(3)为量角器提供了测量位置，也可夹紧量角器进行测量。

当测量杆(2)的上表面与转动副圆、轮胎圆同时相切时，所测角为最小有效测量角α_min，当车辆的接近角或离去角，亦即待测角不小于α_min时，测量值有效；当待测角小于α_min时，测量值无效。由于杆件的相对位置是错开的，本发明中转动副直径等于测量杆(2)的厚度，所能实现的最小有效测量角α_min为

式中，d为测量杆(2)的厚度，D为轮胎外直径。可知，最小有效测量角α_min随厚度比d/D的增大而增大，测量杆(2)的厚度越小，待测车辆轮胎的外直径越大，本发明的最小有效测量角越小，适用性越强。为减小α_min，应在保证强度和刚度的前提下尽可能地减小测量杆(2)的厚度。

当前常见小型车辆轮胎的外直径在60厘米以上，取其下限值60厘米进行计算，若要使有效测量最小角小于18°，代入上述公式可得，测量杆(2)的厚度应不大于1.5厘米。由公式可知，当待测车辆轮胎的外直径大于60厘米时，本发明的有效测量最小角将更小，必然小于18°，因而更加适用。考虑到绝大多数类型的车辆接近角和离去角在20°以上，本发明具有较强的普适性。

本发明基于车辆接近角和离去角的定义进行设计，可直接提供车辆接近角或离去角的测量位置，克服了划线法测量繁琐且需后续复杂计算的缺陷，操作方便、提高了测量精度且省去了复杂计算；对比难以实用化的双板形式，本发明大幅度地减小了转动副直径，因而能使有效测量最小角低至可接受范围，具有较强的普适性；同时，本发明设计的支架式装置节省了大量材料，重量较轻，利于携带和使用。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施例的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：包括旋转支架(1)、测量杆(2)、基准杆(3)和转轴(4)，其中旋转支架(1)包括宽杆(1-1)、窄杆(1-2)和支撑板(1-3)，测量杆(2)在自由端开有缺口段(2-1)，当测量杆缺口段(2-1)搭在旋转支架支撑板(1-3)上时，测量杆(2)的上表面和旋转支架宽杆(1-1)的上表面共面；旋转支架(1)和测量杆(2)分别可绕转轴(4)转动，同时测量杆(2)还可沿转轴(4)的轴心方向平移，用于接触车体测量点；基准杆(3)可绕转轴(4)转动和沿转轴(4)的轴心方向平移，用于贴近测量杆(2)以提供待测角；测量时，旋转支架宽杆(1-1)上表面与车轮相切，测量杆(2)的上表面与车体接触，沿轴方向平移基准杆(3)紧贴测量杆(2)，测量杆(2)下沿和基准杆(3)上沿之间形成的夹角∠AOB为待测角。

2.根据权利要求1所述的支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：测量杆(2)、旋转支架窄杆(1-2)和宽杆(1-1)的厚度相等。

3.根据权利要求1所述的支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：测量杆缺口段(2-1)与旋转支架支撑板(1-3)的厚度之和等于测量杆(2)的厚度。

4.根据权利要求1所述的支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：基准杆(3)有2根，分别布置于测量杆(2)的两侧。

5.根据权利要求1所述的支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：当采用本装置测量车辆接近角时，旋转支架宽杆(1-1)对正车辆右前轮；测量车辆离去角时，旋转支架宽杆(1-1)对正车辆左后轮。

6.根据权利要求1所述的支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：旋转支架宽杆(1-1)的宽度不小于8厘米。

7.根据权利要求1所述的支架式车辆接近角和离去角测量装置，其特征在于：测量杆(2)的厚度不大于1.5厘米，适用于轮胎外直径不小于60厘米的车辆。