CN201716015U - 一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置 - Google Patents

一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置 Download PDF

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蔡晓斌
石永金
徐伟华
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SAIC General Motors Corp Ltd
Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
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Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
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Abstract

一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置,所述装置包括支架、拉杆和角度传感器,所述支架固定在车辆的下控制臂上,所述角度传感器设置在车辆的副车架和下控制臂的连接处,所述拉杆的一端和支架相连,另一端与角度传感器相连。本实用新型结构简单,操作方便,并且可以在传动轴旋转的状态下动态地测量传动轴夹角。

Description

一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置。 背景技术
[0002] 在汽车研发中,车辆的传动装置直接涉及到汽车的安全和稳定。发动机输出的动 力经过传动轴驱动与之相连的旋转主轴,该旋转主轴的两端分别与汽车的左右车轮相连 接。车辆的副车架通过下控制臂与转向节相连,车轮安装在转向节上,下控制臂和副车架之 间转动连接。传动轴和副车架平面的夹角的大小一方面会直接影响驱动力的输出效率,夹 角越大,动力损失越大,左右驱动力更容易引起较大的差异,导致加速跑偏;另一方面,较大 的夹角容易引起万向节和护套的早期磨损,疲劳寿命降低,所以,在实际研发中,测量传动 轴夹角变得极其重要。因此,人们在研发过程中,通常会采集传动轴相对于副车架平面角度 的数据。
[0003] 现有的传动轴夹角测量装置只能在传动轴静止状态下才能测量,如图1所示,采 用的装置是坡度仪,在传动轴4静止状态下把坡度仪的探头1直接贴在传动轴4上测量该 位置的夹角,探头1的外表面应和水平面垂直,内表面紧贴传动轴4,通过电线2和仪表头3 相连,从而显示测量值。由于传动轴在工作状态时是高速旋转的,传统的测量装置无法直接 贴在其上面测量,也不能测量车辆在运动状态下夹角的变化情况。然而动态的角度值对于 工程开发来说尤为重要,故有必要设计一种在传动轴旋转时动态测量角度的装置。
实用新型内容
[0004] 为了解决现有测量装置无法测量车辆在运动状态下夹角的变化情况,本实用新型 提供了一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置。
[0005] 本实用新型采用的技术方案是:所述装置包括支架、拉杆和角度传感器,所述支架 固定在车辆的下控制臂上;所述角度传感器设置在车辆的副车架和下控制臂的连接处;所 述拉杆的一端和支架相连,另一端与角度传感器相连。
[0006] 优选地,所述支架上安装有球连接环,所述拉杆一端通过球连接环和所述支架相连。
[0007] 优选地,所述拉杆通过适配器穿入球连接环中。
[0008] 优选地,所述支架的下部安装有一个底座,通过所述底座,支架与车辆的下控制臂 连接。
[0009] 优选地,所述底座通过调节杆安装在车辆的下控制臂上,所述调节杆用于调节底 座的高度。
[0010] 优选地,所述拉杆是通过连接器与角度传感器相连。
[0011] 优选地,所述连接器是铰链或者转轴。
[0012] 优选地,所述角度传感器通过固定底座安装在车辆副车架和下控制臂的连接处。
[0013] 优选地,所述固定底座包括两个半圆柱体,所述角度传感器安装在两个半圆柱体之间。
[0014] 本实用新型结构简单,操作方便,安装时不需要紧贴在传动轴上进行操作,并且可 以在传动轴旋转的状态下动态地测量传动轴夹角的数据,并且该装置可以应用在多种车型 的传动轴夹角数据的测量上。
附图说明
[0015] 图1是采用现有技术的测量装置进行测量传动轴夹角的示意图;
[0016] 图2是本实用新型的装置进行测量传动轴夹角的示意图;
[0017] 图3是本实用新型装置的分解图;
[0018] 图4是本实用新型装置的结构示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本实用新型提供的一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置作 进一步详细描述:
[0020] 请参阅图2和4,该装置包括支架6、拉杆7和角度传感器8,支架6固定在车辆的 下控制臂5上,角度传感器8设置在车辆的副车架9和下控制臂5的连接处,拉杆7的一端 和支架6相连,另一端与角度传感器8相连。
[0021] 支架6可以固定在下控制臂5的上面、下面或者侧面,固定在下控制臂5的侧面为 优选方案。图2是本实用新型的装置进行测量传动轴夹角的示意图,该固定装置为沿着图 2中的横向方向对称的结构,为了方便描述,附图2示例了左半部分,右半部分是对称的结 构。
[0022] 拉杆7在测量的过程中起到传递角度变化的作用,下控制臂5角度的变化与拉杆7 角度变化一致,下控制臂5随车辆运动而运动,其角度发生变化,下控制臂5的运动带动其 上的拉杆7 —起运动,拉杆7能够传递下控制臂5的角度变化,从而使得角度传感器8能测 量出动态的角度变化。优选地,在安装拉杆7之前,可以在其上涂敷润滑脂以进一步降低摩 擦,提高测量的精度。
[0023] 再次参阅图2,角度传感器8采集到的数据通过数据采集仪读取,该数据是下控制 臂5和车辆副车架9平面的夹角β,然后通过静态标定的方法得到传动轴4相对于车辆副 车架9平面的夹角α,从而得到夹角α和β的关系。每次测量下控制臂5和车辆副车架 9平面的夹角β之后,然后根据α和β的关系就可以得到传动轴4相对车辆副车架9平 面的夹角α。
[0024] 利用本装置获得传动轴4相对车辆副车架9平面的夹角α过程如下:首先在车辆 轻载状态下把车辆放置在水平面上,测量传动轴和副车架平面的夹角α 0,下控制臂和副车 架平面的夹角β 0,测量器件可以用任何适合的坡度传感器的方式来实现。然后依次向车辆
加载配重30kg,60kg,90kg,120kg.........,测量得到对应的夹角(α 1,β 1),(α 2,β 2),
(α3, β3), (α4, β 4),......,数据如下:[0025]
Figure CN201716015UD00051
[0026] 然后利用数学工具对这些数据进行拟合处理,得到函数关系:α〜f (β ),这样就 完成了标定。利用本装置动态获得下控制臂5和车辆副车架9平面的夹角β,然后利用函 数关系α〜f(i3)求得传动轴4相对于车辆副车架9平面的夹角a。
[0027] 优选地,该支架6上安装有球连接环12,拉杆6 —端穿入球连接环12中。通过在 支架6上安装球连接环12,可以使拉杆7穿过支架6后在支架6里面自由转动,从而克服车 辆在不同路况下运行时下控制臂5前后方向运动所带来的测量影响。球连接环12不限于 本实施例的结构,只要能实现拉杆左右移动和自由转动的结构都可以采用。
[0028] 优选地,该拉杆7 —端是通过适配器11穿入球连接环12中,请参阅图3,适配器 11的作用主要是为了间接加大拉杆和球连接环的接触面积。因为球连接环要考虑其转动, 其厚度受外面支撑架的限制,所以不能太大。安装适配器的作用主要是为了间接加大拉杆 和球连接环的接触面积,另一方面也可以适合不同粗细的拉杆进行搭配。有些车辆如SUV 的下控制臂前后方向的振动会很大,这样就需要刚性更大的拉杆(即直径更大的拉杆),此 时可以通过改变适配器的内径与之配合,而适配器和球连接环的连接保持不变,即球连接 环不用做任何改变。
[0029] 优选地,支架6下部安装有一个底座10,请参阅图3,底座10通过调节杆安装在车辆的下控制臂5上,通过调节杆实现底座10的高度可调,从而使该装置可以安装在不同类 型的车辆上。优选地,在底座10的下部设置螺纹部,该螺纹部与车辆的下控制臂5连接,通 过旋转底座10的螺纹部达到调节底座10的高度。底座10可以是圆柱型、方形等结构,只 要实现支架6高度可调都可以采用。为了便于调节底座10高度,优选地在底座10的侧面 进行压花处理,可以加大摩擦力,从而在使用的时候更容易拧动底座。
[0030] 优选地,拉杆7是通过连接器13与角度传感器8相连,请参阅图3。连接器13用 于连接拉杆7和角度传感器8,使被测量物体的角度变化能被角度传感器8测得,同时满足 测量时拉杆在整车χ方向(前后方向)的自由移动。
[0031] 优选地,连接器13采用具有单螺栓的铰链实现,铰链由两个半块组成,两个半块 分别与拉杆7和角度传感器8转轴相连,每个半块都可以绕铰链自由转动,从而实现连接器 13随角度传感器8的转轴一起转动。连接器13不限于本实施例提供的结构,只要能实现这 种转动的连接器都满足要求,比如转轴等。
[0032] 优选地,角度传感器8通过固定底座14安装在车辆的副车架9和下控制臂5的连 接处。请参阅图3,角度传感器8安装在车辆副车架9和下控制臂5的转动中心,例如车辆 副车架9和下控制臂5连接处的大螺栓上,从而准确测量转动角度。
[0033] 优选地,所述固定底座14由两个铝制的半圆柱体组成,并且每个铝制的半圆柱体 上有一个盲孔和两个通孔,采用内六角螺栓来紧固角度传感器8。盲孔的位置在整个圆柱的 中间下沉的部分,内径和角度传感器外壳的直径相当,用于放置和固定角度传感器。通孔在 半圆柱体的外侧边缘,用于穿扎带。
[0034] 安装上述装置时,首先,将角度传感器8和固定底座14进行组装,把固定底座14 的两个半圆拼起来,中间装上角度传感器8,角度传感器8的下底面和固定底座14的内底 平整贴合,然后通过连接螺栓将角度传感器8和固定底座14紧固;第二步,在固定底座14 的下面涂上强力胶,然后粘在车辆的下控制臂5和副车架9连接处;第三步,把连接器13通 过绞链螺栓组装起来,使得绞链螺栓左右两部分能沿着中轴自由旋转,然后将右半部分套 到角度传感器8上面的转轴上并向下压平,再拧紧固定螺栓;第四步,把调节支架的底座10 装到支架6上,根据车辆下控制臂的具体尺寸旋转底座的螺纹部来调节高度;第五步,在底 座10的下面涂上强力胶,粘在下控制臂侧面的位置,并满足到角度传感器8的距离小于拉 杆7的长度,支架6头部的球连接环12的通孔应横向放置,便于安装拉杆;第六步,把适配 器11穿进调节支架头部的球连接环12中,上下左右转动,使其在允许范围内自由灵活的活 动;第七步,把拉杆7的左端从适配器11的中间穿过去,右端通过一个小螺母和连接器13 固定在一起。这样上述技术方案实现了该测量装置的牢固安装,并且拉杆7可在车辆运动 的过程中自由转动测量夹角。
[0035] 尽管本实用新型是通过上述的优选实施例进行描述的,但是其实现仅仅并不局限 于上述的实施方式,应该认识到在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,本领域技术人 员可以对本实用新型做出不同的变化和修改。

Claims (9)

  1. 一种用于动态测量车辆传动轴夹角的装置,其特征是:所述装置包括支架、拉杆和角度传感器,所述支架固定在车辆的下控制臂上;所述角度传感器设置在车辆的副车架和下控制臂的连接处;所述拉杆的一端和支架相连,另一端与角度传感器相连。
  2. 2.根据权利要求1所述的装置,其特征是:所述支架上安装有球连接环,所述拉杆一端 通过球连接环和所述支架相连。
  3. 3.根据权利要求2所述的装置,其特征是:所述拉杆通过适配器穿入球连接环中。
  4. 4.根据权利要求1-3之一所述的装置,其特征是:所述支架的下部安装有一个底座,通 过所述底座,所述支架与车辆的下控制臂连接。
  5. 5.根据权利要求4所述的装置,其特征是:所述底座通过调节杆安装在车辆的下控制 臂上,所述调节杆用于调节底座的高度。
  6. 6.根据权利要求1所述的装置,其特征是:所述拉杆是通过连接器与角度传感器相连。
  7. 7.根据权利要求6所述的装置,其特征是:所述连接器是铰链或者转轴。
  8. 8.根据权利要求1所述的装置,其特征是:所述角度传感器通过固定底座安装在车辆 的副车架和下控制臂的连接处。
  9. 9.根据权利要求8所述的装置,其特征是:所述固定底座包括两个半圆柱体,所述角度 传感器安装在两个半圆柱体之间。
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