CN114354208A - 一种底盘测功机自动对中系统和自动对中方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底盘测功机自动对中系统和自动对中方法，其中底盘测功机自动对中系统包括底盘测功机，底盘测功机上分布有与车轮对应的转鼓，每个转鼓处均设有对中装置，对中装置位于对应转鼓的轴向一侧；对中装置包括车轮轴线对中机构、伸缩式调节机构和车轮位置检测传感机构；车轮轴线对中机构包括驱动电机、轴线对中装置导轨、轴线对中装置轧辊、轴线对中装置支架、轴线对中装置滑块和轴线对中装置丝杠；伸缩式调节机构包括底座、滑轨、导向槽和电动缸。本发明实现了车辆在底盘测功机上的自动对中，不但可以试验车轮与测功机的轴向对中，也可实现车辆与测功机的纵向对中，同时提高对中准确性和对中效率。

Description

一种底盘测功机自动对中系统和自动对中方法

技术领域

本发明涉及汽车底盘测功机技术领域，具体涉及一种底盘测功机自动对中系统和自动对中方法。

背景技术

伴随车辆开发周期的缩短，传统路试的试验逐渐转为室内台架试验，其中底盘测功机（底盘测功机：用电机驱动转鼓旋转，在室内模拟车辆道路行驶阻力的装置）配合环境舱，不仅能模拟车辆在实际路面上行驶的状态，而且能模拟太阳光照、高温、低温等试验环境，极大的提高了车型的开发效率。

通常在环境舱进行环境试验时，底盘测功机的前端放置一个风机，用来模拟车辆迎面风，为提高试验精度，试验人员一方面要确保车辆与底盘测功机对中，准确模拟道路阻力，另一方面要确保车辆与风机对中，准确模拟车辆迎面风，车辆如不对中，将导致车辆温度场不均匀。

现有技术中底盘测功机上的对中装置，包括测功机转鼓、对中电机、连接杆和四个瓦片工装组成，四个瓦状工装对称装配在所述测功机转鼓的鼓侧底面，四个瓦状工装通过连接杆分别与四个对中电机传动连接；当对中电机正转时，瓦状工装在连接杆的作用下伸展至测功机转鼓的上侧且面对鼓面进行覆盖；当对中电机反转时，瓦状工装在连接杆的作用下缩回测功机转鼓的鼓侧底面。其存在以下缺点：

一、现有底盘测功机的对中方式，可实现车轮与转鼓的轴向对中（车轮轴线与底盘测功机转鼓轴线两个轴线在同一平面上），但是车身停放偏斜时，无法满足车辆与底盘测功机纵向对中（车辆纵向中心线和底盘测功机纵向中心线在同一平面上）的需求；

二、现有底盘测功机的纵向对中方式如下：辆进行室内环境试验时，先将车辆放置在底盘测功机的转鼓上，通过轧辊将车轮升起，使轮胎与转鼓表面轻微接触，然后启动底盘测功机，带动轮胎旋转，驾驶员旋转方向盘，直至目测车辆纵向中心线与底盘测功机纵向中心线重合，然后停止底盘测功机，整个对中过程需要2人配合操作，准确度和效率较低。

纵向对中主要依靠试验人员相互配合，准确度不高且劳动效率低。

由于整个对中（特别是纵向对中）过程全靠试验人员的经验，容易造成试验结果一致性差，不满足试验测试需求。因此，底盘测功机缺少一种自动对中装置，以提高车型环境试验时的对中质量和效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种底盘测功机自动对中系统和自动对中方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种底盘测功机自动对中系统，包括底盘测功机，底盘测功机上分布有与车轮对应的转鼓，每个转鼓处均设有对中装置，对中装置位于转鼓的轴向一侧并与其轴向正对应；以转鼓的轴向方向为左右方向；

对中装置包括车轮轴线对中机构、伸缩式调节机构和车轮位置检测传感机构，其中：

车轮轴线对中机构包括驱动电机、轴线对中装置导轨、轴线对中装置轧辊、轴线对中装置支架、轴线对中装置滑块和轴线对中装置丝杠，其中轴线对中装置支架沿前后方向布置，并靠近转鼓设置，轴线对中装置支架与伸缩式调节机构连接；轴线对中装置导轨沿前后方向固定在轴线对中装置支架上，轴线对中装置导轨的前部和后部分别滑动连接轴线对中装置滑块；两个轴线对中装置滑块通过轴线对中装置丝杠连接，轴线对中装置丝杠与驱动电机传动连接；轴线对中装置丝杠分为左旋段和右旋段，左旋段和右旋段分别与两个轴线对中装置滑块螺纹连接；两个轴线对中装置滑块分别连接有向转鼓一侧垂直伸出的轴线对中装置轧辊；驱动电机旋转时，两个轴线对中装置滑块上的轴线对中装置轧辊通过轴线对中装置丝杠，沿着轴线对中装置导轨进行相向或相对运动；

伸缩式调节机构包括底座、滑轨、导向槽和电动缸，导向槽和滑轨沿左右方向延伸布置，其中底座与底盘测功机连接，导向槽与底座连接，滑轨一端与轴线对中装置支架相连接，滑轨另一端与导向槽滑动配合；电动缸沿左右方向延伸布置，电动缸一端与轴线对中装置支架连接，电动缸的另一端与导向槽末端的支撑横梁连接；

车轮位置检测传感机构包括：激光位移传感器一，位于轴线对中装置支架的上方，用于检测对中装置的移动距离；激光位移传感器二，位于支撑横梁的上方，用于检测激对中装置与车轮之间的距离；激光位移传感器一和激光位移传感器二在左右方向上处于同一直线。

进一步的，所述轴线对中装置支架的前后两端均连接有滑轨，两个滑轨分别与对应的导向槽滑动配合，两个导向槽的末端设有支撑横梁，激光位移传感器二位于支撑横梁的中心；激光位移传感器一位于轴线对中装置支架的中心。

进一步的，所述电动缸为伺服电动缸。

进一步的，所述底盘测功机分布有四个转鼓，与四个转鼓对应的对中装置分别为左前轮对中装置、右前轮对中装置、左后轮对中装置和右后轮对中装置，左前轮对中装置和右前轮对中装置构成前轴对中装置，左后轮对中装置和右后轮对中装置构成后轴对中装置。

本发明还公开一种底盘测功机自动对中方法，使用所述的底盘测功机自动对中系统，包括以下步骤：

（1）首先将车辆放置于底盘测功机的转鼓上，方向盘回正，车辆熄火、松开手刹；

（2）左前轮对中装置的电动缸推动左前轮对中装置向左前轮方向移动，激光位移传感器一检测最左前轮对中装置的移动距离D1，激光位移传感器二检测左前轮对中装置与左前轮之间的距离；

右前轮对中装置的电动缸推动右前车轮对中装置向右前轮方向移动，激光位移传感器一检测右前轮对中装置的移动距离D3，激光位移传感器二检测右前轮对中装置与右前轮之间的距离D4；

当左前轮对中装置与左前轮之间的距离D2达到设定目标值时，左前轮对中装置的电动缸停止运动；同时，当右前轮对中装置与右前轮之间的距离D4达到设定目标值时，右前轮对中装置的电动缸停止运动；

（3）左前轮对中装置的驱动电机开始顺时针旋转，左前轮对中装置的轴线对中装置滑块进行相向运动，带动两个轴线对中装置轧辊轧同时向车轮中心移动，左前轮受到挤压，向上运动脱离转鼓表面时，左前轮对中装置的驱动电机停止工作；同理，右前轮脱离底盘测功机转鼓鼓面时，右前轮对中装置的驱动电机停止工作；

（4）根据D1与D3的关系进行左前轮和右前轮的对中工作：

当D1大于D3时，左前轮对中装置的电动缸向左前轮的方向运动，右前轮对中装置的电动缸向远离右前轮的方向运动，直至D1=D3时，左前轮对中装置和右前轮对中装置的伺服电动缸均停止工作；

当D1小于D3时，左前轮对中装置的电动缸向远离左前轮的方向运动，右前轮对中装置的电动缸向右前轮的方向运动，直至D1=D3时，左前轮对中装置和右前轮对中装置中的电动缸均停止工作；

当D1等于D3时，无需进一步调节，左前轮对中装置和右前轮对中装置的电动缸均停止工作；

（5）参照步骤（2）至（4），同理，完成车辆左后轮和右后轮的对中工作；

（6）将车辆固定在试验室地面的立柱上；

（7）左前轮对中装置的驱动电机开始进行逆时针旋转，带动两个轧辊向远离车轮中心的方向运动，直至左前轮与底盘测功机鼓面完全接触，同理完成右前轮、左后轮和右后轮与转鼓接触；

（8）左前轮对中装置的电动缸带动左前轮对中装置回到初始位置，同理，完成右前轮对中装置、左后轮对中装置和右后轮对中装置回到初始位置。

本发明的有益效果：

本发明实现了车辆在底盘测功机上的自动对中，不但可以试验车轮与测功机的轴向对中（车轮轴线与底盘测功机转鼓轴线两个轴线在同一平面上），也可实现车辆与测功机的纵向对中（车辆纵向中心线和底盘测功机纵向中心线在同一平面上），同时提高对中准确性和对中效率。

本发明可有效降低实验人员工时，提高劳动效率。

本发明适用性强，可满足不同轴距、不同尺寸轮胎的对中需求。

附图说明

图1是本发明的整体的结构示意图；

图2是本发明中车轮轴线对中机构的结构示意图；

图3是本发明中伸缩式调节机构的结构示意图；

图4是本发明中车轮位置检测传感机构的结构示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1至图4所示，本实施例的一种底盘测功机自动对中系统，包括底盘测功机，底盘测功机上分布有与车轮对应的转鼓，每个转鼓处均设有对中装置，对中装置位于转鼓的轴向一侧并与其轴向正对应；以转鼓的轴向方向为左右方向。

本实施例中，底盘测功机分布有四个转鼓，与四个转鼓对应的对中装置分别为左前轮对中装置11、右前轮对中装置12、左后轮对中装置21和右后轮对中装置22，左前轮对中装置11和右前轮对中装置12构成前轴对中装置1，左后轮对中装置21和右后轮对中装置22构成后轴对中装置2。

其中左前轮对中装置11由左前轮轴线对中机构111、左前轮伸缩式调节机构112、左前轮位置检测传感机构113组成，左前轮位置检测传感机构113检测到左前轮31的位置后，左前轮伸缩式调节机构112推动左前轮轴线对中机构111将左前轮31进行轴向对中，左前轮伸缩式调节机构112通过位移位置判断，再把左前轮31进行横向对中，其他三个车轮同时进行时，即可实现车辆在底盘测功机上的自动对中功能。

为实现上述目的，本专利具体结构如图1-4所示，因每个车轮的对中原理相同，现只对左前轮轴线对中机构111、左前轮伸缩式调节机构112和左前轮位置检测传感机构113进行说明，其中具体结构如下：

左前轮伸缩式调节机构112主要包含：左前轮底座1121、左前轮滑轨1122、左前轮导向槽1123和左前轮伺服电动缸1124组成，其中左前轮导向槽1123与左前轮底座1121相连接，左前轮底座1121安装在底盘测功机上；伺服电动缸1124的底部安装在左前轮导向槽1123的支撑横梁上，左前轮伺服电动缸1124的前端安装在左前轮轴线对中机构1的支架上。

本实施例中，左前轮轴线对中装置支架1114的前后两端均连接有左前轮滑轨1122，两个左前轮滑轨1122分别与对应的左前轮导向槽1123滑动配合，两个左前轮导向槽1123的末端设有支撑横梁。

左前轮轴线对中机构111主要包含：左前轮驱动电机1111、左前轮驱动电机导轨1112和11110、左前轮轧辊1113和1119、左前轮轴线对中装置支架1114、左前轮轴线对中装置滑块1114和1118、左前轮轴线对中装置丝杠1116和1117。其中左前轮轴线对中装置支架1114沿前后方向布置，并靠近转鼓设置，左前轮轴线对中装置支架1114与伸缩式调节机构连接。左前轮驱动电机导轨1112和11110沿前后方向固定在轴线对中装置支架上，左前轮驱动电机导轨1112和11110分别滑动连接左前轮轴线对中装置滑块1114和1118。

左前轮轴线对中装置滑块1114和1118通过左前轮轴线对中装置丝杠1116和1117连接，左前轮轴线对中装置丝杠1116和1117与左前轮驱动电机1111传动连接。左前轮轴线对中装置丝杠1116和1117，螺纹分别为左旋和右旋，分别与左前轮轴线对中装置滑块1114和1118螺纹连接。

左前轮轴线对中装置轧辊1113通过螺纹安装滑块1114上，左前轮轴线对中装置轧辊1119通过螺纹安装滑块1118上，左前轮轴线对中装置驱动电机1111旋转时，左前轮轴线对中装置滑块1115和1118可以通过左前轮轴线对中装置丝杠1116和1117，沿着左前轮驱动电机导轨1112和11110进行相向或相对运动。

左前轮位置检测传感机构113主要包含：激光位移传感器1131和激光位移传感器1132，激光位移传感器1131和激光位移传感器1132在左右方向上处于同一直线。

激光位移传感器1131位于左前轮轴线对中装置支架1114的上方中心，用于检测左前轮对中装置11的移动距离；激光位移传感器1132位于支撑横梁的上方中心，激光位移传感器1132用于检测激左前轮对中装置11与左前轮之间的距离。

本实施例还公开一种底盘测功机自动对中方法，使用所述的底盘测功机自动对中系统，包括以下步骤：

（1）首先将车辆放置于底盘测功机的转鼓上，方向盘回正，车辆熄火、松开手刹。

（2）左前轮伺服电动缸1124推动左前轮对中装置11向左前轮方向移动，激光位移传感器1131检测左前轮对中装置11的移动距离D1，激光位移传感器1132检测左前轮对中装置11与左前轮31之间的距离D2。

右前轮伺服电动缸1224推动右前轮对中装置12向右前轮方向移动，激光位移传感器1231检测右前轮对中装置12的移动距离D3，激光位移传感器1232检测右前轮对中装置12与右前轮32之间的距离D4。

当左前轮对中装置11与左前轮31之间的距离D2达到设定目标值时，左前轮伺服电动缸1124停止运动；同时，当右前轮对中装置12与右前轮32之间的距离D4达到设定目标值时，右前轮伺服电动缸1224停止运动。

（3）左前轮驱动电机1111开始顺时针旋转，左前轮滑块1115和1118进行相向运动，带动左前轮轧辊1113和1119同时向车轮中心移动，车轮31受到挤压，向上运动脱离转鼓表面时，左前轮驱动电机1111停止工作；同理，右前轮32脱离底盘测功机转鼓鼓面时，右前轮驱动电机1211停止工作。

（4）根据D1与D3的关系进行左前轮和右前轮的对中工作：

当D1大于D3时，左前轮对中装置11中的伺服电动缸1124向左前轮31的方向运动，右前轮对中装置12的伺服电动缸12224向远离右前轮32的方向运动，直至D1=D3时，伺服电动缸1124和1224停止工作。

当D1小于D3时，左前轮对中装置11中的伺服电动缸1124向远离左前轮31的方向运动，右前轮对中装置12的伺服电动缸1224向右前轮32的方向运动，直至D1=D3时，伺服电动缸1124和1224停止工作。

当D1等于D3时，无需进一步调节，伺服电动缸1124和1224停止工作。

（5）同理，完成车辆左后轮41和右后轮42的对中工作。

（6）将车辆固定在试验室地面的立柱上。

（7）左前轮驱动电机1111进行逆时针旋转，带动轧辊1113和轧辊1119向远离车轮中心的方向运动，直至左前轮31与底盘测功机鼓面完全接触，同理完成右前轮32、左后轮41和右后轮42与转鼓接触。

（8）左前轮伺服电动缸1124带动左前轮对中装置11回到初始位置，同理，完成右前轮对中装置12、左后轮对中装置21和右后轮对中装置22回到初始位置。

通过以上步骤实现了车辆在底盘测功机上的自动对中。

本发明实现了车辆在底盘测功机上的自动对中，不但可以试验车轮与测功机的轴向对中（车轮轴线与底盘测功机转鼓轴线两个轴线在同一平面上），也可实现车辆与测功机的纵向对中（车辆纵向中心线和底盘测功机纵向中心线在同一平面上），同时提高对中准确性和对中效率。

本发明可有效降低实验人员工时，提高劳动效率。

本发明适用性强，可满足不同轴距、不同尺寸轮胎的对中需求。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (5)

1.一种底盘测功机自动对中系统，包括底盘测功机，底盘测功机上分布有与车轮对应的转鼓，其特征在于：每个转鼓处均设有对中装置，对中装置位于对应转鼓的轴向一侧；以转鼓的轴向方向为左右方向；

对中装置包括车轮轴线对中机构、伸缩式调节机构和车轮位置检测传感机构，其中：

车轮轴线对中机构包括驱动电机、轴线对中装置导轨、轴线对中装置轧辊、轴线对中装置支架、轴线对中装置滑块和轴线对中装置丝杠，其中轴线对中装置支架沿前后方向布置，并靠近转鼓设置，轴线对中装置支架与伸缩式调节机构连接；轴线对中装置导轨沿前后方向固定在轴线对中装置支架上，轴线对中装置导轨的前部和后部分别滑动连接轴线对中装置滑块；两个轴线对中装置滑块通过轴线对中装置丝杠连接，轴线对中装置丝杠与驱动电机传动连接；轴线对中装置丝杠分为左旋段和右旋段，左旋段和右旋段分别与两个轴线对中装置滑块螺纹连接；两个轴线对中装置滑块分别连接有向转鼓一侧垂直伸出的轴线对中装置轧辊；驱动电机旋转时，两个轴线对中装置滑块上的轴线对中装置轧辊通过轴线对中装置丝杠，沿着轴线对中装置导轨进行相向或相对运动；

伸缩式调节机构包括底座、滑轨、导向槽和电动缸，导向槽和滑轨沿左右方向延伸布置，其中底座与底盘测功机连接，导向槽与底座连接，滑轨一端与轴线对中装置支架相连接，滑轨另一端与导向槽滑动配合；电动缸沿左右方向延伸布置，电动缸一端与轴线对中装置支架连接，电动缸的另一端与导向槽末端的支撑横梁连接；

车轮位置检测传感机构包括：激光位移传感器一，位于轴线对中装置支架的上方，用于检测对中装置的移动距离；激光位移传感器二，位于支撑横梁的上方，用于检测激对中装置与车轮之间的距离；激光位移传感器一和激光位移传感器二在左右方向上处于同一直线。

2.根据权利要求1所述的底盘测功机自动对中系统，其特征在于：所述轴线对中装置支架的前后两端均连接有滑轨，两个滑轨分别与对应的导向槽滑动配合，两个导向槽的末端设有支撑横梁，激光位移传感器二位于支撑横梁的中心；激光位移传感器一位于轴线对中装置支架的中心。

3.根据权利要求1所述的底盘测功机自动对中系统，其特征在于：所述电动缸为伺服电动缸。

4.根据权利要求1-3任一项所述的底盘测功机自动对中系统，其特征在于：所述底盘测功机分布有四个转鼓，与四个转鼓对应的对中装置分别为左前轮对中装置、右前轮对中装置、左后轮对中装置和右后轮对中装置，左前轮对中装置和右前轮对中装置构成前轴对中装置，左后轮对中装置和右后轮对中装置构成后轴对中装置。

5.一种底盘测功机自动对中方法，使用权利要求4所述的底盘测功机自动对中系统，其特征在于包括以下步骤：

（1）首先将车辆放置于底盘测功机的转鼓上，方向盘回正，车辆熄火、松开手刹；

（2）左前轮对中装置的电动缸推动左前轮对中装置向左前轮方向移动，激光位移传感器一检测最左前轮对中装置的移动距离D1，激光位移传感器二检测左前轮对中装置与左前轮之间的距离；

右前轮对中装置的电动缸推动右前车轮对中装置向右前轮方向移动，激光位移传感器一检测右前轮对中装置的移动距离D3，激光位移传感器二检测右前轮对中装置与右前轮之间的距离D4；

当左前轮对中装置与左前轮之间的距离D2达到设定目标值时，左前轮对中装置的电动缸停止运动；同时，当右前轮对中装置与右前轮之间的距离D4达到设定目标值时，右前轮对中装置的电动缸停止运动；

（3）左前轮对中装置的驱动电机开始顺时针旋转，左前轮对中装置的轴线对中装置滑块进行相向运动，带动两个轴线对中装置轧辊轧同时向车轮中心移动，左前轮受到挤压，向上运动脱离转鼓表面时，左前轮对中装置的驱动电机停止工作；同理，右前轮脱离底盘测功机转鼓鼓面时，右前轮对中装置的驱动电机停止工作；

（4）根据D1与D3的关系进行左前轮和右前轮的对中工作：

当D1大于D3时，左前轮对中装置的电动缸向左前轮的方向运动，右前轮对中装置的电动缸向远离右前轮的方向运动，直至D1=D3时，左前轮对中装置和右前轮对中装置的伺服电动缸均停止工作；

当D1小于D3时，左前轮对中装置的电动缸向远离左前轮的方向运动，右前轮对中装置的电动缸向右前轮的方向运动，直至D1=D3时，左前轮对中装置和右前轮对中装置中的电动缸均停止工作；

当D1等于D3时，无需进一步调节，左前轮对中装置和右前轮对中装置的电动缸均停止工作；

（5）参照步骤（2）至（4），同理，完成车辆左后轮和右后轮的对中工作；

（6）将车辆固定在试验室地面的立柱上；

（7）左前轮对中装置的驱动电机开始进行逆时针旋转，带动两个轧辊向远离车轮中心的方向运动，直至左前轮与底盘测功机鼓面完全接触，同理完成右前轮、左后轮和右后轮与转鼓接触；

（8）左前轮对中装置的电动缸带动左前轮对中装置回到初始位置，同理，完成右前轮对中装置、左后轮对中装置和右后轮对中装置回到初始位置。

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