CN110044270B - 一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，包括套筒、圆盘及轴承；圆盘通过套筒与车辆轮胎上的螺栓固定连接；轴承左右两端均设有环形的台阶面，左侧的台阶面与圆杆的下端固定连接，圆杆的上端与车辆轮胎上方的车身固定连接；右侧的台阶面与第四长方形钢板固定连接，第四长方形钢板下表面设有第一激光测距仪及第二激光测距仪。本发明一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，配合激光测距仪、数据采集仪器和PC电脑等，可以实现在道路状态下，不受车辆悬架类型约束，对车轮离地高度进行动态实时测量，具有测试效果准确和自动化程度高的特点。
Description
技术领域
本发明属于汽车整车道路试验领域，尤其是涉及一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法。
背景技术
根据美国NHTSA统计，尽管只有3％的交通事故和翻车有关，但其致死率高达33％，因此汽车的抗翻滚稳定性越来越受到各个国家的重视。目前，欧盟ECE R140、美国FMVSS126以及中国GB/T 30677—2014都制定了检验汽车的电子稳定系统(ESC)的试验方法和评价指标。车辆在失稳状态下最危险的情况就是轮胎离地，导致车辆失去对地面的附着力，轮胎抬起的越高，车辆发生侧翻的风险性就越大。
美国US-CNAP制定了更加严苛的鱼钩试验来评价车辆的抗翻滚能力,该试验评价车辆抗翻滚稳定性的最重要指标是在规定的试验车速和转向盘输入下，车轮离地的高度是否超过50.8mm。因此准确地测量车轮动态离地高度是实现法规测试的基础,同时也是在具体试验过程中实施的难点。
现有技术中，已有的车辆车轮离地高度相关专利如下：
公开号为CN202350729U的专利提出一种专用车辆轮胎离地检测装置，用于专用车辆轮胎是否离地的检测，该装置包括有行程开关、固定支架，行程开关固定在车桥上，固定支架固定在车架上。检测拉杆通过弹簧固定于固定支架，该弹簧使检测拉杆的常态位置是：轮胎未离地的时候检测拉杆不受力，行程开关检测不到电信号；当轮胎和车架之间产生足够的相对距离可以使轮胎离开地面的时候检测拉杆受力触发行程开关，从而使行程开关发出一个电信号到控制系统，能够可靠检测轮胎是否离地，并将检测到的状态准确反映。但是,该专利只是对车轮是否离地进行检测，并没有涉及车轮具体离地高度的实时测量。
综上可以看出,现有专利中并没有达到对车辆车轮离地高实时测量的道路测试要求，故目前亟需开发一种用于动态测量车辆车轮离地高度的装置及方法，为鱼钩试验的实施以及车辆在失稳状态下车辆稳定性的定量判断奠定良好的基础。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，配合激光测距仪、数据采集仪器和PC电脑等，可以实现在道路状态下，不受车辆悬架类型约束，对车轮离地高度进行动态实时测量，具有测试效果准确和自动化程度高的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置，包括套筒、圆盘及轴承；圆盘通过套筒与车辆轮胎上的螺栓固定连接；轴承左右两端均设有环形的台阶面，左侧的台阶面与圆杆的下端固定连接，圆杆的上端与车辆轮胎上方的车身固定连接；右侧的台阶面与第四长方形钢板固定连接，第四长方形钢板下表面设有第一激光测距仪及第二激光测距仪；第四长方形钢板与车辆轮胎外端面垂直设置；第一激光测距仪的照射方向及第二激光测距仪的照射方向均向下且与第四长方形钢板表面垂直；第一激光测距仪的信号输出端及第二激光测距仪的信号输出端均与数据采集仪的数据采集端连接，数据采集仪数据输出端与移动PC数据输入端连接。
进一步的，圆杆的上端与车辆轮胎上方的车身固定连接包括：圆杆的上端与支架的一端连接，支架的另一端与车身固定连接。
进一步的，左侧的台阶面与圆杆的下端固定连接包括：左侧的台阶面与第一长方形钢板固定连接，第一长方形钢板的顶端与圆杆的下端固定连接。
进一步的，右侧的台阶面与第四长方形钢板固定连接包括：右侧的台阶面与第二长方形钢板固定连接，第二长方形钢板与第三长方形钢板固定连接，第三长方形钢板与第四长方形钢板固定连接。
进一步的，圆盘与第一长方形钢板之间设有圆环形的橡胶圈；第一长方形钢板及第二长方形钢板上均设有圆形孔；螺杆依次穿过第二长方形钢板圆形孔、轴承、第一长方形钢板圆形孔及橡胶圈与圆盘固定连接。
一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的方法，使用上述的一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置；包括：
步骤1：在车辆静置1小时后，将车辆所有轮胎充气至测试载荷所对应的车辆推荐胎压P；
步骤2：将上述一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置安装在车辆轮胎上，安装时要保证圆盘的端面、套筒的端面、轴承的端面、第一长方形钢板、第二长方形钢板、第三长方形钢板均与车辆轮胎的外端面平行，第四长方形钢板与第三长方形钢板保持垂直；
步骤3：用千斤顶将车轮顶起一直到车辆轮胎与地面刚刚不接触，然后测量第一激光测距仪位置点与第二激光测距仪位置点相距的距离l；两个激光测距仪位置点连线AB与车辆轮胎外端面的交点是C点，测量第一激光测距仪位置点到C点的距离m；测量C点到车辆轮胎外侧最下边缘点的距离n；
步骤4：将车辆驶入试验场地进行测试，通过自动转向机器人SR60实现方向盘的自动转向操作，在规定的车速进行车辆车轮离地高度测试，根据测距装置采集数据，计算车辆轮胎(1)离地高度EO是否超过标准值，从而判断车辆的抗侧翻稳定性是否符合要求；
γ＝90-β-α；
其中，l,m,n,均在步骤3中测得；H1是第二激光测距仪测试距离数据，H2第一激光测距仪测得距离数据。
相对于现有技术，本发明一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，具有以下优势：
第一，本发明一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，可在车辆行驶中实时监测车轮离地高度；
第二，本发明一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，不受车辆悬架类型约束，适用于独立悬架和非独立悬架车轮离地高度的测量，普适性强。
第三，本发明一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置及方法，不改变车辆行驶状态，且无需任何非常规操作。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施例一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置结构示意图；
图2为本发明实施例一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的方法原理示意图。
附图标记说明：
1-车辆轮胎；2-套筒；3-圆盘；4-橡胶圈；5-支架；6-圆杆；7-第一长方形钢板；8-轴承；9-第二长方形钢板；10-螺杆；11-第三长方形钢板；12-第四长方形钢板；13-第一激光测距仪；14-第二激光测距仪；15-数据采集仪；16-移动PC。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置，包括套筒2、圆盘3及轴承8；圆盘3通过套筒2与车辆轮胎1上的螺栓固定连接；轴承8左右两端均设有环形的台阶面，左侧的台阶面与圆杆6的下端固定连接，圆杆6的上端与车辆轮胎1上方的车身固定连接；右侧的台阶面与第四长方形钢板12固定连接，第四长方形钢板12下表面设有第一激光测距仪13及第二激光测距仪14；第四长方形钢板12与车辆轮胎1外端面垂直设置；第一激光测距仪13的照射方向及第二激光测距仪14的照射方向均向下且与第四长方形钢板12表面垂直；第一激光测距仪13的信号输出端及第二激光测距仪14的信号输出端均与数据采集仪15的数据采集端连接，数据采集仪15数据输出端与移动PC16数据输入端连接。
如图1所示，圆杆6的上端与车辆轮胎1上方的车身固定连接包括：圆杆6的上端与支架5的一端连接，支架5的另一端与车身固定连接。
如图1所示，左侧的台阶面与圆杆6的下端固定连接包括：左侧的台阶面与第一长方形钢板7固定连接，第一长方形钢板7的顶端与圆杆6的下端固定连接。
如图1所示，右侧的台阶面与第四长方形钢板12固定连接包括：右侧的台阶面与第二长方形钢板9固定连接，第二长方形钢板9与第三长方形钢板11固定连接，第三长方形钢板11与第四长方形钢板12固定连接。
如图1所示，圆盘3与第一长方形钢板7之间设有圆环形的橡胶圈4；第一长方形钢板7及第二长方形钢板9上均设有圆形孔；螺杆10依次穿过第二长方形钢板9圆形孔、轴承8、第一长方形钢板7圆形孔及橡胶圈4与圆盘3固定连接。
在本实施例中，数据采集仪15是DEWE-43型。
在本实施例中，第一激光测距仪13及第二激光测距仪14均是Banner LE550型。
如图2所示，一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的方法，使用上述的一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置；包括：
步骤1：在车辆静置1小时后，将车辆所有轮胎充气至测试载荷所对应的车辆推荐胎压P；
步骤2：将上述一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置安装在车辆轮胎1上，安装时要保证圆盘3的端面、套筒2的端面、轴承8的端面、第一长方形钢板7、第二长方形钢板9、第三长方形钢板11均与车辆轮胎1的外端面平行，第四长方形钢板12与第三长方形钢板11保持垂直；
步骤3：用千斤顶将车轮顶起一直到车辆轮胎1与地面刚刚不接触，然后测量第一激光测距仪13位置点与第二激光测距仪14位置点相距的距离l；两个激光测距仪位置点连线AB与车辆轮胎1外端面的交点是C点，测量第一激光测距仪13位置点到C点的距离m；测量C点到车辆轮胎1外侧最下边缘点的距离n；
步骤4：将车辆驶入试验场地进行测试，通过自动转向机器人SR60实现方向盘的自动转向操作，在规定的车速56km/h、64km/h、72km/h、76km/h、80km/h的车速进行车辆车轮离地高度测试，根据测距装置采集数据，计算车辆轮胎1离地高度EO是否超过标准的50.8mm，从而判断车辆的抗侧翻稳定性是否符合要求；
γ＝90-β-α；
其中，l,m,n,均在步骤3中测得；H1是第二激光测距仪14测试距离数据，H2第一激光测距仪13测得距离数据。
如图2所示，在本实施例中；
α是车轮跳起以后，第一激光测距仪13位置点B’与轮胎外侧最下边缘点D’连线与两个激光测距仪位置点A’、B’连线A’B’的夹角。
β是车轮跳起以后，两个激光测距仪位置点A’、B’连线A’B’与水平面的夹角。
γ是车轮跳起以后，第一激光测距仪13位置点B’与轮胎外侧最下边缘点D’连线与第一激光测距仪13的地面垂直线的夹角。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置，其特征在于：包括套筒(2)、圆盘(3)及轴承(8)；所述圆盘(3)通过所述套筒(2)与车辆轮胎(1)上的螺栓固定连接；所述轴承(8)左右两端均设有环形的台阶面，左侧的所述台阶面与圆杆(6)的下端固定连接，所述圆杆(6)的上端与所述车辆轮胎(1)上方的车身固定连接；右侧的所述台阶面与第四长方形钢板(12)固定连接，所述第四长方形钢板(12)下表面设有第一激光测距仪(13)及第二激光测距仪(14)；所述第四长方形钢板(12)与所述车辆轮胎(1)外端面垂直设置；所述第一激光测距仪(13)的照射方向及所述第二激光测距仪(14)的照射方向均向下且与所述第四长方形钢板(12)表面垂直；所述第一激光测距仪(13)的信号输出端及所述第二激光测距仪(14)的信号输出端均与数据采集仪(15)的数据采集端连接，所述数据采集仪(15)数据输出端与移动PC(16)数据输入端连接；
所述圆杆(6)的上端与所述车辆轮胎(1)上方的所述车身固定连接包括：所述圆杆(6)的上端与支架(5)的一端连接，所述支架(5)的另一端与所述车身固定连接；
左侧的所述台阶面与所述圆杆(6)的下端固定连接包括：左侧的所述台阶面与第一长方形钢板(7)固定连接，所述第一长方形钢板(7)的顶端与所述圆杆(6)的下端固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置，其特征在于：右侧的所述台阶面与所述第四长方形钢板(12)固定连接包括：右侧的所述台阶面与第二长方形钢板(9)固定连接，所述第二长方形钢板(9)与第三长方形钢板(11)固定连接，所述第三长方形钢板(11)与所述第四长方形钢板(12)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置，其特征在于：所述圆盘(3)与所述第一长方形钢板(7)之间设有圆环形的橡胶圈(4)；所述第一长方形钢板(7)及所述第二长方形钢板(9)上均设有圆形孔；螺杆(10)依次穿过所述第二长方形钢板(9)圆形孔、所述轴承(8)、所述第一长方形钢板(7)圆形孔及所述橡胶圈(4)与所述圆盘(3)固定连接。
4.一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的方法，其特征在于：使用如权利要求1-3任一所述的一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置；包括：
步骤1：在车辆静置1小时后，将车辆所有轮胎充气至测试载荷所对应的车辆推荐胎压P；
步骤2：将上述一种用于动态实时测量车辆车轮离地高度的测距装置安装在车辆轮胎(1)上，安装时要保证圆盘(3)的端面、套筒(2)的端面、轴承(8)的端面、第一长方形钢板(7)、第二长方形钢板(9)、第三长方形钢板(11)均与车辆轮胎(1)的外端面平行，第四长方形钢板(12)与第三长方形钢板(11)保持垂直；
步骤3：用千斤顶将车轮顶起一直到车辆轮胎(1)与地面刚刚不接触，然后测量第一激光测距仪(13)位置点与第二激光测距仪(14)位置点相距的距离l；两个激光测距仪位置点连线AB与车辆轮胎(1)外端面的交点是C点，测量第一激光测距仪(13)位置点到C点的距离m；测量C点到车辆轮胎(1)外侧最下边缘点的距离n；
步骤4：将车辆驶入试验场地进行测试，通过自动转向机器人SR60实现方向盘的自动转向操作，在规定的车速进行车辆车轮离地高度测试，根据测距装置采集数据，计算车辆轮胎(1)离地高度EO是否超过标准值，从而判断车辆的抗侧翻稳定性是否符合要求；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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