CN112556604B - 一种用于fase赛车的四轮定位装置及方法 - Google Patents

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    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/275—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing wheel alignment

Abstract

本发明涉及一种用于FASE赛车的四轮定位装置及方法，该装置包括用于测量平面与水平平面夹角的激光水平仪、设置于FASE赛车主体上以架设所述激光水平仪的支架以及与FASE赛车车轮轮毂连接部分相连接以配合所述激光水平仪进行测量的测量板，所述支架包括顶部连接架，所述顶部连接架的两端分别与对应的侧边架的一端相连接，所述侧边架的另一端分别再经对应的碳管内接头与对应的碳管的一端相连接，所述碳管的另一端分别再经对应的碳管外接头与对应的激光仪托板相连接。与现有技术相比，本发明具有不受路面不平度的制约，可在赛车被架起的状态下进行测量和调节，能够实现精确测量和调节，并且在调节车轮定位角度时，可以观察到调节过程中角度的实时变化等优点。

Description

一种用于FASE赛车的四轮定位装置及方法
技术领域
本发明涉及FSAE方程式赛车，尤其是涉及一种用于FASE赛车的四轮定位装置及方法。
背景技术
大学生方程式汽车大赛(Formula SAE)简称FSAE，是全程由在校大学生设计制造与参加的属于大学生们的F1，由国际汽车工程师学会(SAE International)于1978年开办，FSAE要求各参赛队按照赛事规则和赛车制造标准，自行设计和制造方程式类型的小型单人座休闲赛车，并携该车参加全部或部分赛事环节。比赛要求赛车在加速、制动、操控性方面都有优异的表现并且足够稳定耐久。更快、更轻、更稳定成为了大家共同的目标。
FSAE方程式赛车的底盘调校对于圈速和成绩有很大影响，其中，四轮定位参数：束角、外倾角参数十分重要，需要能够在赛场中快速测量和准确调节，但受制于FSAE赛事现场条件的限制，传统的大型四轮定位仪器并不能够利用，拉线测量方式则耗时过长，且拆装不便。因此，如何用简洁易携带的设备快速准确地对四轮定位参数进行测量和调校成为了重要研究方向。
现有的相关专利有申请号为CN201510603418.6的一种FSAE赛车车轮及车架定位角的测量工具及测量方法，该发明公开了一种FSAE赛车车轮及车架定位角的测量工具及测量方法，包括两组车轮定位器和两组车架定位器；各车轮定位器包括立柱、活动连接在立柱上端的旋转梁、安装在旋转梁端部的轮辋夹具，轮辋夹具能相对于旋转梁转动；通过用万能角度尺测量车轮定位器上的两个外倾角测量面的夹角间接得出车轮外倾角，通过用万能角度尺测量车轮定位器的前束角测量面和车架定位器的前束角测量面之间的夹角间接得出车轮前束角。
但该发明具有如下缺点：所需工具繁多，携带不便，安装费时，且在赛车被架起离地的情况下无法使用，同时也受路面不平度的影响比较大。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于FASE赛车的四轮定位装置及方法，相对现有技术，使得测量装置结构简单、拆装方便、易于携带，适用于FSAE赛场的使用条件，且在各种地面、天气、光照条件下均可以使用。无需大型设备、不必将车轮拆卸，节省测量四轮定位参数的时间。不受路面不平度的制约，可在赛车被架起的状态下进行测量和调节。提高测量精度，能够实现精确测量和调节，并且在调节车轮定位角度时，可以观察到调节过程中角度的实时变化。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于FASE赛车的四轮定位装置，该装置包括用于测量平面与水平平面夹角的激光水平仪、设置于FASE赛车主体上以架设所述激光水平仪的支架以及与FASE赛车车轮轮毂连接部分相连接以配合所述激光水平仪进行测量的测量板，所述支架包括顶部连接架，所述顶部连接架的两端分别与对应的侧边架的一端相连接，所述侧边架的另一端分别再经对应的碳管内接头与对应的碳管的一端相连接，所述碳管的另一端分别再经对应的碳管外接头与对应的激光仪托板相连接。
进一步地，所述的激光水平仪上设有用于协助吸附固定于所述激光仪托板的磁铁。
进一步地，所述的激光仪托板于所述碳管外接头通过螺纹连接，由螺母固定。
进一步地，所述的碳管的另一端通过粘合剂与所述碳管外接头固定连接。
进一步地，所述的碳管内接头与所述侧边架通过螺栓螺母彼此固定连接。
进一步地，所述的侧边架与所述顶部连接架通过螺栓螺母彼此固定连接。
进一步地，所述的顶部连接架通过螺栓螺母与所述FASE赛车上的前端防撞块彼此固定连接。
进一步地，所述的侧边架底部沿竖直方向设有等间隔的多个螺栓孔，用于根据所述测量板的高度来调节所述激光水平仪的高度。
本发明还提供一种FASE赛车，当该FASE赛车进行四轮定位时，采用所述的用于FASE赛车的四轮定位装置。
本发明还提供一种基于所述的用于FASE赛车的四轮定位装置的四轮前束测量方法，该方法具体包括：将所述激光水平仪通过磁铁协助吸附固定于所述激光仪托板上，将所述测量板安装设置于FASE赛车车轮轮毂连接部分，然后在整车坐标系下，当所述测量板与作为x轴的FSAE赛车前进方向的夹角为0°时，测量得到的前束的值与单个车轮的外倾角无关，在此基础上，将所述测量板沿着与x轴对应的y轴旋转90°，即可测量得出该车轮外倾角的值，重复以上操作得到FASE赛车四个车轮的测量结果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本装置结构简单、拆装方便、易于携带，适用于FSAE赛场使用条件，且在各种地面、天气、光照条件下均可以使用。
(2)本装置测量时无需大型设备、不必将车轮拆卸，可以大幅节省测量四轮定位参数的时间，并且不受路面不平度的制约，可在赛车被架起的状态下进行测量和调节。
(3)本装置测量精度高，水平仪精度可达小数点后3位，且使用激光标线特性保证测量精度，能够实现精确测量和调节，并且在调节车轮定位角度时，可以观察到调节过程中角度的实时变化。
附图说明
图1为本发明用于FASE赛车的四轮定位装置的安装结构主视图；
图2为本发明用于FASE赛车的四轮定位装置的安装结构俯视图；
图3为本发明用于FASE赛车的四轮定位装置的安装结构立体图；
图4为本发明用于FASE赛车的四轮定位装置的支架的具体结构示意图；
图5为本发明用于FASE赛车的四轮定位装置的测量板的具体结构示意图；
图中，1为第一激光仪托板、2为第一碳管外接头、3为第一碳管、4为第一碳管内接头、5为第一侧边架、6为顶部连接架、7为第二侧边架、8为第二碳管内接头、9为第二碳管、10为第二碳管外接头、11为第二激光仪托板、12为测量板。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
具体实施例
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种测量FSAE赛车前轮前束的四轮仪，该四轮仪主体结构包括三部分：激光水平仪(未在图中展示)、支架、测量板。其中激光水平仪可以测量平面与水平平面的夹角，以度为单位时精确到小数点后三位，其发射出的激光可以在平面上形成一条直线，且仪器侧面带有磁铁，便于固定。支架包括第一及第二激光仪托板1、11，第一及第二碳管外接头2、10，第一及第二碳管3、9，第一及第二碳管内接头4、8，第一及第二侧边架5、7，顶部连接架6。激光仪托板由45钢材料制成，激光仪侧面可以吸附于托板上固定。碳管外接头、碳管内接头、侧边架、顶部连接架均由7075铝材料制成。碳管由碳纤维材料制成。激光仪托板与碳管外接头通过螺纹连接，再由螺母固定，碳管与接头通过粘合剂固定，碳管内接头与侧边架、侧边架与顶部连接架之间通过螺栓螺母连接固定，顶部连接架与FSAE赛车前端防撞块通过螺栓螺母连接固定。侧边架底部在竖直方向上等间隔的钻有6个螺栓孔，可以根据测量板的高度调节激光仪的高度，使测量板上的激光直线最清晰。测量板包括轮毂连接部分，测量板12。轮毂连接部分内部有螺纹便于连接固定，外部有两个互相垂直的沟槽可以插入测量板。轮毂连接部分和测量板均由尼龙材料3D打印制成。
本发明在测量FSAE赛车前轮前束时，可以避免前轮外倾角对前束测量的影响，根据几何知识可知，在整车坐标系下，当测量板与x轴(FSAE赛车前进方向)的夹角为0°时，测量出的前束的值与前轮外倾角无关，在此基础上，将测量板沿y轴旋转90°，即可测量出前轮外倾角的值。四轮定位的准确性对FSAE赛车具有重要意义，本发明可以利用有限的空间场地获得比较准确的数值，且整套装置拆解方便，便于携带。
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于FASE赛车的四轮定位装置，其特征在于，该装置包括用于测量平面与水平平面夹角的激光水平仪、设置于FASE赛车主体上以架设所述激光水平仪的支架以及与FASE赛车车轮轮毂连接部分相连接以配合所述激光水平仪进行测量的测量板，所述支架包括顶部连接架，所述顶部连接架的两端分别与对应的侧边架的一端相连接，所述侧边架的另一端分别再经对应的碳管内接头与对应的碳管的一端相连接，所述碳管的另一端分别再经对应的碳管外接头与对应的激光仪托板相连接；
所述的激光仪托板于所述碳管外接头通过螺纹连接，由螺母固定；
所述的激光水平仪上设有用于协助吸附固定于所述激光仪托板的磁铁；
所述的顶部连接架通过螺栓螺母与所述FASE赛车上的前端防撞块彼此固定连接；
所述的侧边架底部沿竖直方向设有等间隔的多个螺栓孔，用于根据所述测量板的高度来调节所述激光水平仪的高度；
测量板包括轮毂连接部分，轮毂连接部分内部有螺纹便于连接固定，外部有两个互相垂直的沟槽。
2.根据权利要求1所述的一种用于FASE赛车的四轮定位装置，其特征在于，所述的碳管的另一端通过粘合剂与所述碳管外接头固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于FASE赛车的四轮定位装置，其特征在于，所述的碳管内接头与所述侧边架通过螺栓螺母彼此固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于FASE赛车的四轮定位装置，其特征在于，所述的侧边架与所述顶部连接架通过螺栓螺母彼此固定连接。
5.一种FASE赛车，其特征在于，当该FASE赛车进行四轮定位时，采用如权利要求1至4中任一项所述的用于FASE赛车的四轮定位装置。
6.一种基于如权利要求1至4中任一项所述的用于FASE赛车的四轮定位装置的四轮前束测量方法，其特征在于，该方法具体包括：将所述激光水平仪通过磁铁协助吸附固定于所述激光仪托板上，将所述测量板安装设置于FASE赛车车轮轮毂连接部分，然后在整车坐标系下，当所述测量板与作为x轴的FSAE赛车前进方向的夹角为0°时，测量得到的前束的值与单个车轮的外倾角无关，在此基础上，将所述测量板沿着与x轴对应的y轴旋转90°，即可测量得出该车轮外倾角的值，重复以上操作得到FASE赛车四个车轮的测量结果。
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