CN117347082A - 一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统。该测量方法包括S1，将高精度倾角传感器安装到所述摩托车的两根前叉上；S2，基于所述高精度倾角传感器获取所述摩托车的中心仰角、摆角仰角和转向柱转角；S3，根据转向轮转角计算公式计算所述摩托车的转向轮转角，转向轮转角计算公式为： 本发明提出了一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统，能准确获取摩托车转向轮转角，操作简便，通用性强。

Description

一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统

技术领域

本发明涉及机动车计量工具测量技术领域，尤其涉及一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统。

背景技术

摩托车转向轮转角度值是7258-2010《机动车运行安全技术条件》中的6.6条的要求。历年来摩托车转向轮转角测量的方法种类繁多，而且每种测量方法和设备对车辆类型的适用性都有局限性。

主要有几方面的影响因素：由于摩托车有前伸角，当方向把绕转向轴左、右转动时，车辆前、后轮中心平面会发生位移，改变了车辆纵向定位的特性；原测量方法主要针对两轮摩托车，而三轮摩托车的中心纵向平面比较难确认，故左、右转向轮转角度也难以确定；原有测量设备对车辆类型(两轮、三轮及方向把和方向盘)有适用的局限性；人为的操作等因素，是造成在测量过程中数据的重复性、准确性差的重要因素，并且工作效率低。

在此条件的基础上开发采用一种新型的测量方法，具有对车辆类型适用性强，可以直接读取出摩托车转向轮转角的数值，同时能提高测量数据的准确性，重复度等，操作简便，通用性强。但现有国内外市场，没有满足此条件的试验方法供采用，所以进行测量方法的改进研发。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统，能准确获取摩托车转向轮转角，操作简便，通用性强。

具体地，本发明提出了一种摩托车转向轮转角的测量方法，包括步骤：

S1，将高精度倾角传感器安装到所述摩托车的两根前叉上，使所述高精度倾角传感器的轴线与两根前叉的轴线所形成的平面平行；

S2，基于所述高精度倾角传感器获取所述摩托车的中心仰角、摆角仰角和转向柱转角，所述中心仰角为所述摩托车的转向轮与车身的纵向中心平面均垂直于所述摩托车的支承面时，两根前叉轴线所形成的平面与支承面的夹角；所述摆角仰角为转向轮向左或向右转动时，两根前叉轴线所形成的平面与支承面的夹角；所述转向柱转角为转向轮向左或向右转动时，车轮纵向中心平面和所述摩托车的转向轴垂直面的交线与车身纵向中心平面间的夹角；

S3，根据转向轮转角计算公式计算所述摩托车的转向轮转角，转向轮转角计算公式为：

根据本发明的一个实施例，在步骤S1中，所述高精度倾角传感器通过连接工装固定在所述摩托车的两根前叉上。

根据本发明的一个实施例，所述连接工装包括：

安装梁，其上设有固定块，所述高精度倾角传感器固定设置在所述固定块上；

第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂和第二连接臂的一端固定在所述安装梁的左右两端，所述第一连接臂和第二连接臂垂直于所述安装梁；

两个夹持件，分别固定在所述第一连接臂和第二连接臂的另一端，两个所述夹持件分别用于夹持所述摩托车的两根前叉。

根据本发明的一个实施例，所述安装梁上开设有滑槽，所述固定块与所述滑槽配合，所述固定块能沿所述滑槽移动且被固定。

根据本发明的一个实施例，步骤S2包括步骤：

S21，用千斤顶顶起所述摩托车的车架最前端的最低点，使转向轮与支承面形成微离；

S22，转动摩托车的方向把寻找两根前叉轴线所形成的平面与摩托车支承面形成的摆角仰角；

S23，获得的最大的摆角仰角，作为中心仰角。

根据本发明的一个实施例，步骤S2还包括步骤：

S24，转动所述摩托车的方向把以获取摆角仰角和转向柱转角。

本发明还提供了一种摩托车转向轮转角的测量系统，适用于前述的测量方法，包括：

高精度倾角传感器，用于设置在所述摩托车的两根前叉上，使所述高精度倾角传感器的轴线与两根前叉的轴线所形成的平面平行；

存储模块，用于存储基于所述高精度倾角传感器获取的所述摩托车的角度数据，所述角度数据包括中心仰角、摆角仰角和转向柱转角；

计算模块，基于所述角度数据计算所述摩托车的转向轮转角，转向轮转角计算公式为：

显示模块，用于显示所述计算模块的计算结果。

本发明提供的一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统，利用高精度倾角传感器获取摩托车的角度数据，基于角度数据准确获取摩托车转向轮转角的数值，操作简便，通用性强。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的解释，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了本发明一个实施例的摩托车转向轮转角的测量方法的流程框图。

图2示出了本发明一个实施例的测试用摩托车的局部结构示意图。

图3示出了本发明一个实施例的连接工装的结构示意图。

图4示出了本发明一个实施例的连接工装的立体图。

图5示出了本发明一个实施例的摩托车转向轮转角的测量系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的摩托车转向轮转角的测量方法的流程框图。图2示出了本发明一个实施例的测试用摩托车的局部结构示意图。如图所示，一种摩托车转向轮转角的测量方法。众所周知，控制摩托车202行驶的转向装置是由方向把206、转向柱205、前叉203、转向轮204等部件组成。其中，转向柱205是转向装置与车架包括后轮在内的唯一连接部分。摩托车转向轮转角是摩托车202的转向轮204在摩托车202的支承面的投影转角。方向把206通过转向柱205带动转向轮204转动。作为举例而非限制，该方向把206还可以是方向盘或操纵把。

该测量方法包括步骤：

S1，将高精度倾角传感器201安装到摩托车202的两根前叉203上，使高精度倾角传感器201的轴线与两根前叉203的轴线所形成的平面平行。

需要说明的是，高精度倾角传感器201主要利用模块集成高精度的陀螺仪、加速度计、地磁场传感器，采用高性能的微处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法，能够快速求解出模块当前的实时运动姿态。通过测量三维坐标系内陀螺转子的垂直轴与设备之间的夹角，并计算角速度，通过夹角和角速度来判别物体在三维空间的运动状态。其中，陀螺仪可以同时测定上、下、左、右、前、后6个方向，最终可判断出设备的一点轨迹和加速度。

摩托车202的摆角仰角是两根前叉203的轴线所形成的平面与摩托车202支承面直接按形成的夹角。摩托车202摆角仰角在转向轮204转向过程中会产生横摆、俯仰、侧倾的三维空间角度，进而引起摩托车转向轮转角的变化。

S2，基于高精度倾角传感器201获取摩托车202的中心仰角、摆角仰角和转向柱转角，中心仰角为摩托车202的转向轮204与车身的纵向中心平面均垂直于摩托车202的支承面时，两根前叉203轴线所形成的平面与支承面的夹角；摆角仰角为转向轮204向左或向右转动时，两根前叉203轴线所形成的平面与支承面的夹角；转向柱转角为转向轮204向左或向右转动时，车轮纵向中心平面和摩托车202的转向轴垂直面的交线与车身纵向中心平面间的夹角。也就是说，摩托车转向轮转角与摩托车202的中心仰角、摆角仰角和转向柱转角具有密切关联，这些角度的变化会影响到最终摩托车转向轮转角的计算结果。

S3，根据转向轮转角计算公式计算摩托车202的转向轮转角，转向轮转角计算公式为：

较佳地，在步骤S1中，高精度倾角传感器201通过连接工装207固定在摩托车202的两根前叉203上。

图3示出了本发明一个实施例的连接工装的结构示意图。图4示出了本发明一个实施例的连接工装的立体图。如图所示，连接工装207主要包括安装梁208、第一连接臂209、第二连接臂210和两个夹持件211。

其中，安装梁208上设有固定块212，高精度倾角传感器201设置在固定块212上。

第一连接臂209和第二连接臂210的一端固定在安装梁208的左右两端，第一连接臂209和第二连接臂210垂直于安装梁208。第一连接臂209和第二连接臂210平行且相对布置。安装梁208、第一连接臂209和第二连接臂210形成一个稳定的框架结构。

两个夹持件211分别固定在第一连接臂209和第二连接臂210的另一端。

在安装连接工装207过程中，将两个夹持件211固定到摩托车202的左右两根前叉203上，使第一连接臂209和第二连接臂210分别垂直于左右前叉203。也就是说安装梁208、第一连接臂209和第二连接臂210形成的框架结构的平面垂直于左右前叉203所在平面。高精度倾角传感器201的轴线与左右前叉203的轴线平行，高精度倾角传感器201主要用于测量摩托车202前叉203的各种角度信息，进而根据角度关系计算获得摩托车转向轮转角。

较佳地，在安装梁208上开设有滑槽213。固定块212与滑槽213配合，固定块212能沿滑槽213移动且被固定。固定块212用于定位高精度倾角传感器201，通常将固定块212移动到安装梁208的中间位置，使高精度倾角传感器201基本位于摩托车202纵向中心平面上且使高精度倾角传感器201轴线与两根前叉203所在平面平行。

较佳地，两个夹持件211分别用于夹持摩托车202的左右前叉203。

较佳地，第一连接臂209和第二连接臂210位于两个夹持件211之间。也就是说，两个夹持件211分别位于第一连接臂209和第二连接臂210的外侧，且对称布置。

较佳地，夹持件211为合页216结构。夹持件211包括第一夹块214、第二夹块215、合页216与紧固螺钉217。合页216的一边固定在第一夹块214的顶端，另一边固定在第二夹块215的顶端，紧固螺钉217固定穿设在第一夹块214和第二夹块215的底端。转动紧固螺钉217，以使第一夹块214和第二夹块215的底端相互靠拢或分离，实现对前叉203的紧固。容易理解的，第一夹块214或第二夹块215被固定到第一连接臂209或第二连接臂210的另一端。

较佳地，合页216的轴线垂直于安装梁208、第一连接臂209和第二连接臂210所构建的平面。也就是说，合页216的轴线与前叉203的轴线平行，使安装梁208、第一连接臂209和第二连接臂210所构建的框架结构的平面垂直于前叉203所在平面。更佳地，第一夹块214和第二夹块215的一侧表面形成内凹结构218，第一夹块214具有内凹结构218的一侧表面与第二夹块215具有内凹结构218的一侧表面相对设置。转动紧固螺钉217，以使第一夹块214和第二夹块215的具有内凹结构218的一侧表面相互靠拢，从而能够有效箍紧前叉203，保持稳固结构。

较佳地，在第一连接臂209和第二连接臂210上开设有减重孔219，用于减轻摩托车转向轮转角测量装置的整体重量，便于安装和拆卸。

较佳地，步骤S2包括步骤：

S21，用千斤顶顶起摩托车202的车架最前端的最低点，使转向轮204与支承面的原有接触点形成微离。转动方向把206以摩托车202不随方向把206的转动而发生旋转、偏移为佳。

S22，转动摩托车202的方向把206寻找两根前叉203轴线所形成的平面与摩托车202支承面形成的摆角仰角。摆角仰角的角度随转向轮204向左、右摆动，其倾斜角度也由最大向左、右单调递减，当摆角仰角的角度最大时，摩托车202转向轮204所在平面与车身纵向平面重合。

S23，获得的最大的摆角仰角，即为中心仰角，保存相应数据。

较佳地，步骤S2还包括步骤：

S24，转动摩托车202的方向把206以获取摆角仰角和转向柱转角。具体来说，转动摩托车202的方向把206使转向轮204向左或向右，由高精度倾角传感器201获取对应位置的摆角仰角和转向柱转角。根据可以在转向轮204向左或向右到极限位置，或在任意时刻保存相应的角度数据。

本发明还提供了一种摩托车转向轮转角的测量系统，适用于前述的测量方法。图5示出了本发明一个实施例的摩托车转向轮转角的测量系统的结构示意图。如图所示，测量系统300主要包括高精度倾角传感器201、存储模块301、计算模块302和显示模块303。

其中，高精度倾角传感器201用于设置在摩托车202的两根前叉203上，使高精度倾角传感器201的轴线与两根前叉203的轴线所形成的平面平行。

存储模块301用于存储基于高精度倾角传感器201获取的摩托车202的角度数据，角度数据包括中心仰角、摆角仰角和转向柱转角。

计算模块302，基于存储模块301保存的角度数据计算摩托车202的转向轮转角，转向轮转角计算公式为：

显示模块303用于显示计算模块302的计算结果。

本发明提供的一种摩托车转向轮转角的测量方法及测量系统，利用高精度倾角传感器获取摩托车对应的角度数据，经过计算直接获得摩托车转向轮转角，自动化程度高。与现有技术相比，测量结果更加准确，精度更高，提高了摩托车转向轮转角的测量效率。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (7)

1.一种摩托车转向轮转角的测量方法，包括步骤：

S1，将高精度倾角传感器安装到所述摩托车的两根前叉上，使所述高精度倾角传感器的轴线与两根前叉的轴线所形成的平面平行；

S2，基于所述高精度倾角传感器获取所述摩托车的中心仰角、摆角仰角和转向柱转角，所述中心仰角为所述摩托车的转向轮与车身的纵向中心平面均垂直于所述摩托车的支承面时，两根前叉轴线所形成的平面与支承面的夹角；所述摆角仰角为转向轮向左或向右转动时，两根前叉轴线所形成的平面与支承面的夹角；所述转向柱转角为转向轮向左或向右转动时，车轮纵向中心平面和所述摩托车的转向轴垂直面的交线与车身纵向中心平面间的夹角；

S3，根据转向轮转角计算公式计算所述摩托车的转向轮转角，转向轮转角计算公式为：

2.如权利要求1所述的摩托车转向轮转角的测量方法，其特征在于，在步骤S1中，所述高精度倾角传感器通过连接工装固定在所述摩托车的两根前叉上。

3.如权利要求2所述的摩托车转向轮转角的测量方法，其特征在于，所述连接工装包括：

安装梁，其上设有固定块，所述高精度倾角传感器固定设置在所述固定块上；

第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂和第二连接臂的一端固定在所述安装梁的左右两端，所述第一连接臂和第二连接臂垂直于所述安装梁；

两个夹持件，分别固定在所述第一连接臂和第二连接臂的另一端，两个所述夹持件分别用于夹持所述摩托车的两根前叉。

4.如权利要求3所述的摩托车转向轮转角的测量方法，其特征在于，所述安装梁上开设有滑槽，所述固定块与所述滑槽配合，所述固定块能沿所述滑槽移动且被固定。

5.如权利要求1所述的摩托车转向轮转角的测量方法，其特征在于，步骤S2包括步骤：

S21，用千斤顶顶起所述摩托车的车架最前端的最低点，使转向轮与支承面形成微离；

S22，转动摩托车的方向把寻找两根前叉轴线所形成的平面与摩托车支承面形成的摆角仰角；

S23，获得的最大的摆角仰角，作为中心仰角。

6.如权利要求5所述的摩托车转向轮转角的测量方法，其特征在于，步骤S2还包括步骤：

S24，转动所述摩托车的方向把以获取摆角仰角和转向柱转角。

7.一种摩托车转向轮转角的测量系统，适用于权利要求1所述的测量方法，其特征在于，包括：

高精度倾角传感器，用于设置在所述摩托车的两根前叉上，使所述高精度倾角传感器的轴线与两根前叉的轴线所形成的平面平行；

存储模块，用于存储基于所述高精度倾角传感器获取的所述摩托车的角度数据，所述角度数据包括中心仰角、摆角仰角和转向柱转角；

计算模块，基于所述角度数据计算所述摩托车的转向轮转角，转向轮转角计算公式为：

显示模块，用于显示所述计算模块的计算结果。