CN209327001U - 双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置，属于汽车保修检测设备的检定装置。包括底座滑块总成，动态环形主销总成，双轴倾角传感器集成，其中动态环形主销总成固定连接在底座滑块总成上部，双轴倾角传感器集成安装在动态环形主销总成上部。本实用新型优点是采用双环动态实现模拟车轮悬挂方式，和汽车车轮上下悬挂点完全相同，都采用球铰链连接，内环一端与模拟半轴结合，另一端直接连接角度计量原件，中间环节大幅减少，提高了检测精度。本实用新型采用直接测量方式与中间各零件的精度无关，极大地降低了加工成本，利于推广应用。

Description

双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置

技术领域

本实用新型涉及交通运输领域中一种汽车保修检测设备的检定装置，具体的说，它涉及一种双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置。

背景技术

汽车车轮定位参数的合理匹配是保证操控性的重要条件，任何一项失准便会导致车辆轮胎磨损加剧、油耗上升、安全性下降等，更严重会高速爆胎生成恶性交通事故致使生命财产受重大损失。

四轮定位仪是检验车轮定位参数最主要的检测设备，广泛应用在汽车生产企业和汽车后市场。然而不论是其生产过程还是使用过程，目前都难以对各种四轮定位仪进行精确校准，无法保证其量值传递的准确性。最重要的四个车轮定位参数是前束角、车轮外倾角、主销内倾角和主销后倾角，其中前束角和车轮外倾角可以直接测量，校准也相对简单，主销内倾角和主销后倾角不能由四轮定位仪的传感器直接测量，而是通过间接测量由相应的数学模型计算得到的。这个表达空间关系的数学模型极其复杂，无法化成直接关系的数学表达式，需要忽略很多影响相对小的参数才能实际应用。这样造成表达式多种多样，对检测数据的准确性影响很大，可见这两个参数的校准非常重要。

目前，四轮定位仪的便携式检验装置主要有以下几种：

1、长春市吉尔科技有限公司的《整体型车载数显式四轮定位仪的检定装置》，实用新型专利号：ZL 200710055868.1，该装置在使用中存在以下问题：

(1)采用弧形导轨调整主销内倾角和主销后倾角，该弧形导轨加工精度高，增加了加工成本；

(2)通过丝杠螺母调整主销倾角角度，该套传动机构增加了设备重量和加工成本；

(3)模拟主销下端通过上转向又与十字轴连接，增加了连接环节，由于该设备要求模拟主销轴线通过十字轴中心，因此装配难度较大。

2、长春市吉尔科技有限公司的《便携型数显式汽车四轮定位仪的检定装置》实用新型专利号：ZL 200710055875.1，该装置在使用中存在以下问题：

(1)整体设备体积大，不便于运输；

(2)在零点检验过程中，传感器易出现示数不稳或无示数现象，影响四轮定位仪的检定质量；

(3)上、下滑轨锁紧机构结构复杂，增加了加工、装配成本。

3、吉林大学的《直驱机械臂式单轮主销内倾角和主销后倾角校准装置》实用新型专利号：ZL 201510166595.2，该装置存在以下问题：

(1)三个角度都采用直驱电机，由于直驱电机自重较大，所以校准装置整体重量较大；

(2)每个直驱电机都需配套一个驱动器，体积较大；

(3)直驱电机价格较高，导致检定装置成本高。

发明内容

本实用新型提供一种双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置，以解决现有设备结构复杂、重量大、造价高、不便于运输和推广应用的问题。

本实用新型采取的技术方案是：包括底座滑块总成，动态环形主销总成，双轴倾角传感器集成，其中动态环形主销总成固定连接在底座滑块总成上部，双轴倾角传感器集成安装在动态环形主销总成上部；

本实用新型所述的底座滑块总成包括螺钉一，编码器，编码器动连接，螺钉二，底座，底座下板，立柱，底座中板，上部底端面，滑道，底座弧型槽，地脚螺钉，动静座压环，动底座，滑道，内滑动球，滑块，孔中心线，圆孔中心线，内球面，紧定螺钉；其中底座的上部为一圆形金属板，外边缘凸起为一圆形止口，阶梯形状，底部为上部底端面，且中间开有矩形方孔，方孔一组对边呈阶梯状，形成一组滑道，上部底端面边缘对称两侧开有贯通上下面的底座弧型槽，底座的下部的底座下板为一正方形或者其他多边形板，与上部圆板之间有数个部分环形立柱相连接；底座中部有一个圆形板底座中板，与数个立柱焊接连接，底座中板中部开有圆形孔，边缘有螺纹孔；编码器定位轴与圆形孔配合定位，用螺钉一固定联接编码器定位端面与底座中板下端面；底座的底座下板上面有3个或3个以上的螺纹孔，每个螺纹孔都有一个地脚螺钉与地面接触，双轴倾角传感器集成相互垂直的两个方向为水平，模拟半轴初始位置亦为水平，滑道为一细长方形或其他多边形金属结构，两端开有矩形槽，长度方向中间截面为正方形或者其他多边形；底座上部的滑道上下两端面与滑道两端矩形槽上下面相贴合，滑道可以沿滑道长度方向滑动，滑块是一个金属六面体，一端开有一个正方形或其他多边形孔；另一端开有一个圆柱形孔，圆柱孔的中部为部分内球面，且圆孔中心线与一端的正方形或者其他多边形孔中心线相垂直；滑块的正方形孔或其他多边形孔与滑道中部相配合，沿滑道长度方向滑动，内滑动球是一个金属球，沿球直径方向有圆柱孔，且圆柱孔中心线与球直径重合，内滑动球外球面与滑块另一端圆柱孔中部的内球面贴合，可沿球面转动，动底座主体为一中间带孔的圆形板，上端面有一止口；对称两侧接近内边缘分别有2个螺纹孔；下端面有2个部分环形立柱，每个立柱的下端都有2个螺纹孔；动底座圆板下端面与底座底座下板下端面贴合，其圆板外圆与底座止口滑动配合，其2个部分环形立柱从底座的2个弧型槽插入；动底座的2个部分环形立柱下端面与编码器动连接的一个端面贴合，用螺钉二固定联接，编码器动连接为一长条板状结构，截面为矩形，长度和宽度中点有一个孔，与编码器轴配合连接，并用紧定螺钉顶紧，动静座压环为一环形板，均布数个厚度方向贯穿的孔，环形圆板的下端面与底座的上部圆形金属板的上端面贴合，螺栓固定连接，并与动底座上部止口滑动配合连接。

所述的动态环形主销总成包括内环，凸起，伸出轴，孔，模拟半轴，中位面，中心线，立支座，内外环轴，外环，其中2个立支座下端面与动底座的上端面贴合，螺栓固定联接，外环为一长方形或者圆形或者其他多边形环状结构，环的截面形状为正方形或矩形或者其他多边形或者圆形；环状结构的一对边上中部，有2个外伸轴，2个轴中心线共线；在另一对边上中部有2个孔，2个孔中心线共线；这2个轴与2个孔的中心线相互垂直，2个立支座上部孔与外环的2个外伸轴配合动连接，内环主体为一圆环形板，有一处断口，还有一与圆环厚度相等的径向方形凸起，一端依圆环形状，另一端为平面，截面为矩形；在圆环外圆面有一处加工为平面，在中心部分有一个较长的伸出轴，轴的中心线与圆环厚度中心平面重合且与圆环厚度中心平面上的直径共线；在圆环外圆面的另2个位置，有一对与直径垂直的小平面，平面中心有孔，孔的中心线与圆环直径重合；这2个小平面呈对称分布，内环的2个对称小平面与外环的环状结构的内侧平面贴合，且2个内外环轴同时分别插入内环的2个孔和外环相应的4个孔，并和内环的2个孔过盈连接，与外环的2个孔间隙连接，内环上的较长的伸出轴插入内滑动球面的圆孔内，模拟半轴为一阶梯轴，在较粗轴中部开有部分环状孔，且环状孔厚度方向中位面与轴的中心线重合；环状孔的一侧面有一个螺纹孔，模拟半轴的环状孔与内环的主体圆环滑动配合连接，通过调整模拟半轴螺纹孔所安装的螺钉，可以使其滑动到内环的需要位置并用螺钉顶紧固定。

本实用新型提供一种结构紧凑、重量相对较轻、成本低检测精度满足相关标准要求的检定装置。采用内圆环、外方环相对转动和一个高精度双轴倾角传感器测量主销倾角和车轮外倾；下部采用一个旋转座和编码器来测量前束角，并配合产生主销倾角测量所需要的旋转。能模拟形成连续可调的前束角、车轮外倾角、主销内倾角和主销后倾角。

本实用新型与现有技术相比优点在于：

1.现有的四轮定位仪检定装置，角度测量元件和模拟半轴上四轮定位仪测量器安装位置之间，包含了诸多的机械零件，而且零件之间还有数个动接触部位，这就会导致不可避免地产生较大的测量误差。本实用新型采用双环动态实现模拟车轮悬挂方式，和汽车车轮上下悬挂点完全相同，都采用球铰链连接，内环一端与模拟半轴结合，另一端直接连接角度计量原件，中间环节大幅减少，提高了检测精度。

2.原有的检定装置机构复杂。各零件加工精度都要求很高，有的零件装配时还要配做，总的加工成本很高，影响了推广使用；本实用新型采用直接测量方式与中间各零件的精度无关，极大地降低了加工成本，利于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构立体图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型底座滑块总成立体图；

图4是本实用新型底座滑块总成投影图；

图5是图4的B-B剖面图；

图6是图4的左视图；

图7是图6的A-A剖面图；

图8是图6的C-C剖面图；

图9是本实用新型底座立体图；

图10是本实用新型底座投影图；

图11是图10的E-E剖面图；

图12是图11的F-F剖面图；

图13是本实用新型动态环形主销总成立体图；

图14是本实用新型动态环形主销总成投影图；

图15是图11的D-D剖面图；

图16是本实用新型滑块投影图；

图17是图16的G-G剖面图；

图18是图17的H-H剖面图；

图19是本实用新型编码器动连接立体图；

图20是本实用新型动静座压环立体图；

图21是本实用新型动静座立体仰视图；

图22是本实用新型动静座立体俯视图；

图23是本实用新型滑道立体图；

图24是本实用新型内滑动球面立体图；

图25是本实用新型内环立体图；

图26是本实用新型模拟半轴立体图；

图27是本实用新型立支座立体图；

图28是本实用新型外环立体图；

图29双轴倾角传感器集成示意图；

图中：1.底座滑块总成，2.动态环形主销总成，3.双轴倾角传感器集成，101.螺钉一，102.编码器，103.编码器动连接，104.螺钉二，105.底座，10501.底座下板，10502.底座立柱，10503.底座中板，10504.上部底端面，10505.底座滑道，10506.底座弧型槽，106.地脚螺钉，107.动静座压环，108.动底座，109.滑道，110.内滑动球，111.滑块，11101.孔中心线，11102.圆孔中心线，11103.内球面，112.紧定螺钉，201.内环，凸起20101，伸出轴20102，孔20103，202.模拟半轴，中位面20201，中心线20202，203.立支座，204.内外环轴，205.外环。

具体实施方式

包括底座滑块总成1，动态环形主销总成2，双轴倾角传感器集成3，其中动态环形主销总成2固定连接在底座滑块总成1上部，双轴倾角传感器集成3安装在动态环形主销总成2上部。

参见图1、2，所述的底座滑块总成1包括螺钉一101，编码器102，编码器动连接103，螺钉二104，底座105，底座下板10501，立柱10502，底座中板10503，上部底端面10504，滑道10505，底座弧型槽10506，地脚螺钉106，动静座压环107，动底座108，滑道109，内滑动球110，滑块111，孔中心线11101，圆孔中心线11102，内球面11103，紧定螺钉112；其中底座105的上部为一圆形金属板，外边缘凸起为一圆形止口，阶梯形状，底部为上部底端面10504；且中间开有矩形方孔，方孔一组对边呈阶梯状，形成一组滑道10505；上部底端面10504边缘对称两侧开有贯通上下面的底座弧型槽10506，底座105的下部的底座下板10501为一正方形或者其他多边形板，与上部圆板之间有数个部分环形立柱10502相连接；底座105中部有一个圆形板底座中板10503，与数个立柱10502焊接连接，底座中板10503中部开有圆形孔，边缘有螺纹孔；编码器102定位轴与圆形孔配合定位，用螺钉一101固定联接编码器定位端面与底座中板10503下端面；底座105的底座下板10501上面有3个或3个以上的螺纹孔，每个螺纹孔都有一个地脚螺钉106与地面接触，调整几个地脚螺钉106的高低，可以保证主销零点和车轮外倾角零点时，双轴倾角传感器集成3相互垂直的两个方向为水平，模拟半轴202初始位置亦为水平，滑道109为一细长方形或其他多边形金属结构，两端开有矩形槽，长度方向中间截面为正方形或者其他多边形；底座105上部的滑道10505上下两端面与滑道109两端矩形槽上下面相贴合，滑道109可以沿滑道10505长度方向滑动，滑块111是一个金属六面体，一端开有一个正方形或其他多边形孔；另一端开有一个圆柱形孔，圆柱孔的中部为部分内球面11103，且圆孔中心线11102与一端的正方形或者其他多边形孔中心线11101相垂直；滑块111的正方形孔或其他多边形孔与滑道109中部相配合，沿滑道109长度方向滑动，内滑动球110是一个金属球，沿球直径方向有圆柱孔，且圆柱孔中心线与球直径重合，内滑动球110外球面与滑块111另一端圆柱孔中部的内球面11103贴合，可沿球面转动，动底座108主体为一中间带孔的圆形板，上端面有一止口；对称两侧接近内边缘分别有2个螺纹孔；下端面有2个部分环形立柱，每个立柱的下端都有2个螺纹孔；(参见图5)动底座108圆板下端面与底座105底座下板10501下端面贴合，其圆板外圆与底座105止口滑动配合，其2个部分环形立柱从底座105的2个弧型槽10506插入；(参见图7)动底座108的2个部分环形立柱下端面与编码器动连接103的一个端面贴合，用螺钉二104固定联接，编码器动连接103为一长条板状结构，截面为矩形，长度和宽度中点有一个孔，与编码器102轴配合连接，并用紧定螺钉112顶紧，动静座压环107为一环形板，均布数个厚度方向贯穿的孔，环形圆板的下端面与底座105的上部圆形金属板的上端面贴合，螺栓固定连接，并与动底座108上部止口滑动配合连接。

所述的动态环形主销总成2包括内环201，凸起20101，伸出轴20102，孔20103，模拟半轴202，中位面20201，中心线20202，立支座203，内外环轴204，外环205，其中2个立支座203下端面与动底座108的上端面贴合，螺栓固定联接，外环205为一长方形或者圆形或者其他多边形环状结构，环的截面形状为正方形或矩形或者其他多边形或者圆形；环状结构的一对边上中部，有2个外伸轴，2个轴中心线共线；在另一对边上中部有2个孔，2个孔中心线共线；这2个轴与2个孔的中心线相互垂直，2个立支座203上部孔与外环205的2个外伸轴配合动连接，内环201主体为一圆环形板，有一处断口，还有一与圆环厚度相等的径向方形凸起20101，一端依圆环形状，另一端为平面，截面为矩形；在圆环外圆面有一处加工为平面，在中心部分有一个较长的伸出轴20102，轴的中心线与圆环厚度中心平面重合且与圆环厚度中心平面上的直径共线；在圆环外圆面的另2个位置，有一对与直径垂直的小平面，平面中心有孔20103，孔的中心线与圆环直径重合；这2个小平面呈对称分布，内环201的2个对称小平面与外环205的环状结构的内侧平面贴合，(参见图15)且2个内外环轴204同时分别插入内环201的2个孔20103和外环205相应的4个孔，并和内环201的2个孔过盈连接，与外环205的2个孔间隙连接，内环201上的较长的伸出轴插入内滑动球面110的圆孔内，模拟半轴202为一阶梯轴，在较粗轴中部开有部分环状孔，且环状孔厚度方向中位面20201与轴的中心线20202重合；环状孔的一侧面有一个螺纹孔，模拟半轴202的环状孔与内环201的主体圆环滑动配合连接，通过调整模拟半轴202螺纹孔所安装的螺钉，可以使其滑动到内环201的需要位置并用螺钉顶紧固定。

所述的双轴倾角传感器集成3由双轴水平传感器，无线串口通信电路，电源所集成；能够测量互相垂直的2个方向的水平倾角，并以串口通信方式无线发射，可以通过在电脑上安装接收器件读取测量数据，双轴倾角传感器集成3外壳底部，有个矩形槽，槽底部平面与内环201方形凸起顶部平面贴合，4个侧平面与内环201方形凸起的侧平面贴合。

操作方法：

首先要对整机进行调平工作，调整地脚螺钉106使底座105的上平面水平，调整内环201双轴传感器集成3示值为零，调整模拟半轴202角度使其中心线与水平面平行。

前束和车轮外倾角检测操作方法如下：

将模拟轮毂或者目标靶板安装在模拟半轴202轴端，调整动底座108，使其转动到设定角度，对比编码器102示值与四轮定位仪读数，即可检测前束角；调整滑道109到预定角度，对比双轴倾角传感器集成3返回数据与四轮定位仪读数，即可检测车轮外倾角。

主销内倾角、主销后倾角检测操作方法如下：

调整使双轴倾角传感器集成3返回数值为零，模拟半轴202中心线与水平面平行，此时主销后倾和内倾为零，与四轮定位仪读数对比，完成主销零点检测；调整滑道109和滑块111使双轴倾角传感器集成3返回数值到预设定值，转动动底座108按照四轮定位仪指示动作，进行主销内倾角和主销后倾角检测，与四轮定位仪测得的车轮主销内倾角和主销后倾角相比较，完成四轮定位仪主销内倾角和主销后倾角检测。

Claims (3)

1.一种双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置，其特征在于：包括底座滑块总成，动态环形主销总成，双轴倾角传感器集成，其中动态环形主销总成固定连接在底座滑块总成上部，双轴倾角传感器集成安装在动态环形主销总成上部。

2.根据权利要求1所述的一种双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置，其特征在于：所述的底座滑块总成包括螺钉一，编码器，编码器动连接，螺钉二，底座，底座下板，立柱，底座中板，上部底端面，滑道，底座弧型槽，地脚螺钉，动静座压环，动底座，滑道，内滑动球，滑块，孔中心线，圆孔中心线，内球面，紧定螺钉；其中底座的上部为一圆形金属板，外边缘凸起为一圆形止口，阶梯形状，底部为上部底端面，且中间开有矩形方孔，方孔一组对边呈阶梯状，形成一组滑道，上部底端面边缘对称两侧开有贯通上下面的底座弧型槽，底座的下部的底座下板为一正方形或者多边形板，与上部圆板之间有数个部分环形立柱相连接；底座中部有一个圆形板底座中板，与数个立柱焊接连接，底座中板中部开有圆形孔，边缘有螺纹孔；编码器定位轴与圆形孔配合定位，用螺钉一固定联接编码器定位端面与底座中板下端面；底座的底座下板上面有3个或3个以上的螺纹孔，每个螺纹孔都有一个地脚螺钉与地面接触，双轴倾角传感器集成相互垂直的两个方向为水平，模拟半轴初始位置亦为水平，滑道为一细长方形或多边形金属结构，两端开有矩形槽，长度方向中间截面为正方形或者多边形；底座上部的滑道上下两端面与滑道两端矩形槽上下面相贴合，滑道可以沿滑道长度方向滑动，滑块是一个金属六面体，一端开有一个正方形或多边形孔；另一端开有一个圆柱形孔，圆柱孔的中部为部分内球面，且圆孔中心线与一端的正方形或者多边形孔中心线相垂直；滑块的正方形孔或多边形孔与滑道中部相配合，沿滑道长度方向滑动，内滑动球是一个金属球，沿球直径方向有圆柱孔，且圆柱孔中心线与球直径重合，内滑动球外球面与滑块另一端圆柱孔中部的内球面贴合，可沿球面转动，动底座主体为一中间带孔的圆形板，上端面有一止口；对称两侧接近内边缘分别有2个螺纹孔；下端面有2个部分环形立柱，每个立柱的下端都有2个螺纹孔；动底座圆板下端面与底座底座下板下端面贴合，其圆板外圆与底座止口滑动配合，其2个部分环形立柱从底座的2个弧型槽插入；动底座的2个部分环形立柱下端面与编码器动连接的一个端面贴合，用螺钉二固定联接，编码器动连接为一长条板状结构，截面为矩形，长度和宽度中点有一个孔，与编码器轴配合连接，并用紧定螺钉顶紧，动静座压环为一环形板，均布数个厚度方向贯穿的孔，环形圆板的下端面与底座的上部圆形金属板的上端面贴合，螺栓固定连接，并与动底座上部止口滑动配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种双环动态模拟主销单体四轮定位仪检定装置，其特征在于：所述的动态环形主销总成包括内环，凸起，伸出轴，孔，模拟半轴，中位面，中心线，立支座，内外环轴，外环，其中2个立支座下端面与动底座的上端面贴合，螺栓固定联接，外环为一长方形或者圆形或者多边形环状结构，环的截面形状为正方形或矩形或者多边形或者圆形；环状结构的一对边上中部，有2个外伸轴，2个轴中心线共线；在另一对边上中部有2个孔，2个孔中心线共线；这2个轴与2个孔的中心线相互垂直，2个立支座上部孔与外环的2个外伸轴配合动连接，内环主体为一圆环形板，有一处断口，还有一与圆环厚度相等的径向方形凸起，一端依圆环形状，另一端为平面，截面为矩形；在圆环外圆面有一处加工为平面，在中心部分有一个较长的伸出轴，轴的中心线与圆环厚度中心平面重合且与圆环厚度中心平面上的直径共线；在圆环外圆面的另2个位置，有一对与直径垂直的小平面，平面中心有孔，孔的中心线与圆环直径重合；这2个小平面呈对称分布，内环的2个对称小平面与外环的环状结构的内侧平面贴合，且2个内外环轴同时分别插入内环的2个孔和外环相应的4个孔，并和内环的2个孔过盈连接，与外环的2个孔间隙连接，内环上的较长的伸出轴插入内滑动球面的圆孔内，模拟半轴为一阶梯轴，在较粗轴中部开有部分环状孔，且环状孔厚度方向中位面与轴的中心线重合；环状孔的一侧面有一个螺纹孔，模拟半轴的环状孔与内环的主体圆环滑动配合连接，通过调整模拟半轴螺纹孔所安装的螺钉，可以使其滑动到内环的需要位置并用螺钉顶紧固定。