CN217541880U - 水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种校准装置，具体涉及一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置。一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，包括底座、竖直于所述底座上的机架、设置于所述机架上的转轴、连接于所述转轴上的检测转台、用于驱动所述转轴旋转的驱动装置、设置于所述转轴上的角度编码器、与所述角度编码器电连的检测显示系统。本实用新型采用双向(横向和纵向)固定的检测台作为测量仪和测试仪的承载机构，通过旋转机构旋转角度并通过角度编码器和检测显示系统进行检测，进而快速准确的对水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪进行校准。

Description

水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置

技术领域

本实用新型涉及一种校准装置，具体涉及一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置。

背景技术

汽车的转向轮(一般是前轮)的定位参数包括车轮外倾角、转动主销后倾角和转动主销内倾角等，它们的正确与否(汽车设计时经过严格确认)直接影响到汽车的安全运行。由于汽车经过长期使用、行驶中的不正确操作及某种外界影响等原因，这些定位参数往往会发生变化，偏离了原设计要求，这是非常危险的。所以要经常对转向轮的定位参数进行检测，主要方法就是采用“水准式车轮定位测量仪”设备检测。根据JJF1377－2012《水准式车轮定位测量仪校准规范》规定，水准式车轮定位测量仪自带“水准测量器”的技术指标：外倾角、主销后倾角、主销内倾角的示值误差应为“±0.5°”或“±5％”；校准水准式车轮定位测量仪所用标准器的示值误差不超过±3'。然而，目前国内尚未研发出用于测量和校准水准式车轮定位测量仪本身计量性能的专用仪器设备，使水准式车轮定位测量仪的校准工作具体实施困难。

另外，强制国家标准GB21861-2014《机动车安全技术性能检验项目和方法》规定，车辆安全检测时对有质疑的车辆应采用便携式制动性能测试仪进行“路试”，而便携式制动性能测试仪的校准应根据JJF1168－2007《便携式制动性能测试仪校准规范》进行，JJF1168－ 2007《便携式制动性能测试仪校准规范》规定：便携式制动性能测试仪的校准分为“静态校准”和“动态校准”两部分，“静态校准”所用标准器—带校准平台的“静态校准装置”，其旋转范围不小于0°～180°；角度分辩力不大于0.1°；角度示值误差不超过±0.2°。

目前，主要采用通用长度(角度)计量器具组合后对水准式车轮定位测量仪进行校准，临时组合而成的校准装置组装繁琐、可靠性差，重复性难以保证；市场上静态校准“便携式制动性能测试仪”的仪器设备或装置较多，五花八门，各有千秋，普遍存在准确度较低的问题，而且只能用于“便携式制动性能测试仪”的单一校准。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题提供一种可用于校准水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，包括底座、竖直于所述底座上的机架、设置于所述机架上的转轴、连接于所述转轴上的检测转台、用于驱动所述转轴旋转的驱动装置、设置于所述转轴上的角度编码器、与所述角度编码器电连的检测显示系统；

所述检测转台由垂直于水平面的纵板与平行于水平面的横板连接而成，所述转轴平行于水平面，所述纵板与转轴垂直连接；

进一步的，所述检测显示系统包括单片机、与所述单片机电连的角度编码器、复位芯片、存储器、键盘扫描矩阵、LED显示器动态扫描驱动电路、线路滤波器、开关电源；

进一步的，所述驱动装置包括设置于转轴上的涡轮、设置于所述机架上的手轮，所述手轮的手轮轴上设有蜗杆，所述涡轮与蜗杆相啮合；

进一步的，所述检测转台上设置有固定装置，所述固定装置包括垂直设置于横板上的螺柱、套装在螺柱上的压板，所述压板可沿螺柱的轴向方向移动；

进一步的，所述角度编码器为增量式角度编码器；

进一步的，所述底座底部设置有可伸缩支腿。

水准式车轮定位测量仪工作原理：

水准式车轮定位测量仪由水准测量器A、水准测量器B、水准测量器C、水准测量器D组成。其中水准测量器A是用于测量车轮外倾角α，测量范围为-5°～+5°；水准测量器B是用于测量车轮转动主销后倾角γ，测量范围为-3°～+11°；水准测量器C是用于测量车轮转动主销内倾角β，测量范围为0°～16°，水准测量器D是整个水准式车轮定位测量仪的基础水准测量器；水准式车轮定位测量仪的底盘带磁性的吸座，用于吸附在车轮轮毂面上，测量车轮相关的定位角。

便携式制动性能测试仪工作原理：

便携式制动性能测试仪的测量元件就是加(减)速度传感器。为了验证便携式制动性能测试仪的准确性，必须要有标准的“加(减)速度量值”，而最基础、标准的加(减)速度之一就是“重力加速度”。所以，利用便携式制动性能测试仪传感器的加(减)速度轴线与地球铅垂线夹角的变化，使便携式制动性能测试仪传感器获取不同的加速度值。

本实用新型具有以下有益效果：

目前国内尚无专用于校准“水准式车轮定位测量仪”的仪器设备或装置，一般都是采用通用长度(角度)计量器具组合而成进行校准,临时组合而成的校验装置繁琐、可靠性差，重复性难以保证。

静态校准“便携式制动性能测试仪”的仪器设备或装置较多，五花八门，各有千秋，普遍存在准确度较低的问题，而且只能用于“便携式制动性能测试仪”的单一校准。

目前既能校准“水准式车轮定位测量仪”，又能校准“便携式制动性能测试仪”的仪器设备或装置国内没有；本实用新型采用双向(横向和纵向)固定的检测台作为测量仪和测试仪的承载机构，通过旋转机构旋转角度并通过角度编码器和检测显示系统进行检测，进而快速对水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪进行校准；本校准装置开发研制成功后，能够在确保校准的高准确性前提下的一机多用，计量部门对这两类仪器检定/校准是既方便又经济合理。

目前，交通领域的机动车检测线如雨后春笋般的在全国大量上线，开发研制出该系统装置，将会保障机动车安全性能技术指标量值检测的准确、可靠，为全国的机动车安全性能带来保障，促进我国社会经济可持续发展及提升我国相关汽车产业竞争力，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的检测显示系统的模块连接图；

图3为本实用新型校准水准式车轮定位测量仪的水准测量器C时，水准式车轮定位测量仪的安装示意图；

图4为本实用新型校准水准式车轮定位测量仪的水准测量器A、B时，水准式车轮定位测量仪的安装示意图；

图5为水准式车轮定位测量仪的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示的水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，包括底座1、竖直于所述底座1上的机架2、设置于所述机架2上的转轴3、连接于所述转轴3上的检测转台4、用于驱动所述转轴3旋转的驱动装置5、设置于所述转轴3上的角度编码器6、与所述角度编码器6电连的检测显示系统7；所述检测转台4由垂直于水平面的纵板 4-1与平行于水平面的横板4-2连接而成；所述转轴3平行于水平面；所述纵板4-1与转轴3 垂直连接；所述检测显示系统包括单片机7-1、与所述单片机7-1电连的复位芯片7-2、存储器7-3、键盘扫描矩阵7-4、LED显示器动态扫描驱动电路7-5、线路滤波器7-6、开关电源 7-7；所述角度编码器6与所述单片机7-1电连；所述驱动装置5包括设置于转轴3上的涡轮5-1、设置于所述机架2上的手轮5-2；所述手轮5-2的手轮轴上设有蜗杆5-3，所述涡轮 5-1与蜗杆5-3相啮合；所述检测转台4上设置有固定装置8，所述固定装置8包括垂直设置于横板4-2上的螺柱8-1、套装在螺柱8-1上的压板8-2，所述压板8-2可沿螺柱8-1的轴向方向移动；所述角度编码器6为增量式角度编码器；所述底座1底部设置有可伸缩支腿 9。

实施例1

如图3和图5所示，采用本实用新型装置对水准式车轮定位测量仪10的水准测量器C 进行校准时，将本实用新型装置的底座1置于平整的硬质平台上，旋转本实用新型装置底部各可伸缩支腿9的调节旋钮，使本实用新型装置相对地面保持水平状态，将水准式车轮定位测量仪10的底部磁性吸座吸附于纵板4-1，且与转轴3同轴。开始对水准式车轮定位测量仪 10的水准测量器C进行校准，具体的校准步骤为：

a)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4沿着转轴3旋转，检测转台4带动水准式车轮定位测量仪10旋转，使水准式车轮定位测量仪10的水准测量器D的水泡处于水平中间位置；

b)调节水准测量器C倾角调节螺丝，使水准测量器C的水泡的一端对准水准测量器C 刻线0°，并将检测显示系统7数值置零；

c)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4沿着转轴3旋转，检测转台4的纵板4-1带动水准式车轮定位测量仪10旋转；

d)水准式车轮定位测量仪10旋转过程中，分别读取步骤b)所述的水准测量器C水泡的一端对准水准测量器C刻线5°、10°、15°，即水准测量器主销内倾角β_i分别为5°、 10°、15°时，本实用新型装置检测显示系统7所显示的角度θ_i；

e)按照算法公式(1)、公式(2)分别计算水准测量器主销内倾角β_i的示值误差Δβ_i和相对误差δβ_i。

式中：

Δβ_i——第i测量点(i＝1,2,3)水准测量器主销内倾角的示值误差，单位度(°)；

δβ_i——第i测量点水准测量器主销内倾角的相对误差；

β_i——第i测量点水准测量器主销内倾角，单位度(°)；

θ_i——第i测量点检测显示系统7所显示的角度，单位度(°)；

η_θ——比例系数(当车轮向左、右转20°时，η_θ＝1.46；当车轮向左、右转14°时，η_θ＝2.07；当车轮向左、右转10°时，η_θ＝2.87)。

实施例2

如图4和图5所示，采用本实用新型装置对水准式车轮定位测量仪10的水准测量器A 进行校准时，将本实用新型装置的底座1置于平整的硬质平台上，旋转本实用新型装置的底座1底部各可伸缩支腿9的调节旋钮，使本实用新型装置相对地面保持水平状态，将水准式车轮定位测量仪10的底部磁性吸座吸附于横板4-2上，开始对水准式车轮定位测量仪10的水准测量器A进行校准，具体的校准步骤为：

f)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4的横板4-2平行于转轴3轴线旋转至铅垂位置；

g)手动轻轻旋转水准式车轮定位测量仪10的磁性吸座相对于横板4-2的位置，使水准式车轮定位测量仪10的水准测量器D的水泡处于水平中间位置；

h)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4的横板4-2平行于转轴3轴线旋转，使水准测量器A的水泡的一端对准水准测量器A刻线0°，并将检测显示系统7数值置零；

i)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4的横板4-2平行于转轴3轴线旋转，分别读取步骤h)所述的水准测量器A水泡的一端对准水准测量器A刻线+1°、+3°、+5°、- 1°、-3°、-5°，即水准测量器外倾角α_j分别为+1°、+3°、+5°、-1°、-3°、-5°时，本实用新型装置检测显示系统7所显示的角度

j)按照算法公式(3)、公式(4)，分别计算水准测量器外倾角α_j的示值误差Δα_j和相对误差δα_j。

式中：

Δα_j——第j测量点(j＝1,2,3)水准测量器外倾角的示值误差，单位度(°)；

δα_j——第j测量点水准测量器外倾角的相对误差；

α_j——第j测量点水准测量器外倾角，单位度(°)；

——第j测量点检测显示系统7所显示的角度，单位度(°)。

实施例3

如图4和图5所示，采用本实用新型装置对水准式车轮定位测量仪10的水准测量器B 进行校准时，将本实用新型装置的底座1置于平整的硬质平台上，旋转本实用新型装置的底座1底部各可伸缩支腿9的调节旋钮，使本实用新型装置相对地面保持水平状态，将水准式车轮定位测量仪10的底部磁性吸座吸附于横板4-2上，开始对水准式车轮定位测量仪10的水准测量器B进行校准，具体的校准步骤为：

k)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4的横板4-2平行于转轴3轴线旋转至铅垂位置；

l)手动轻轻旋转水准式车轮定位测量仪10的磁性吸座相对于横板4-2的位置，使水准式车轮定位测量仪10的水准测量器D的水泡处于水平中间位置；

m)调节水准测量器B的倾角调节螺丝，使水准测量器B的水泡的一端对准水准测量器 B的刻线0°，并将检测显示系统7数值置零；

n)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4的横板4-2平行于转轴3轴线旋转，分别读取步骤m)所述的水准测量器B水泡的一端对准水准测量器B刻线-3°、+3°、+6°、 +9°，即水准测量器主销后倾角γ_k分别为-3°、+3°、+6°、+9°时，本实用新型装置检测显示系统7所显示的角度ψ_k；

o)按照算法公式(5)、公式(6)，分别计算水准测量器主销后倾角γ_k的示值误差Δγ_k和相对误差δγ_k。

式中：

Δγ_k——第k测量点(k＝1,2,3,4)水准测量器主销后倾角的示值误差，单位度(°)；

δγ_k——第k测量点水准测量器主销后倾角的相对误差；

γ_k——第k测量点水准测量器主销后倾角，单位度(°)；

ψ_k——第k测量点检测显示系统7所显示的角度，单位度(°)；

η_θ——比例系数(当车轮向左、右转20°时，η_θ＝1.46；当车轮向左、右转14°时，η_θ＝2.07；当车轮向左、右转10°时，η_θ＝2.87)。

实施例4

采用本实用新型装置对便携式制动性能测试仪进行校准时，将本实用新型装置的底座1 置于平整的硬质平台上，旋转本实用新型装置的底座1底部各可伸缩支腿9的调节旋钮，使本实用新型装置相对地面保持水平状态。具体的校对步骤为：

p)将便携式制动性能测试仪(或自带分体式传感器)放置于检测转台4的横板4-2上，使便携式制动性能测试仪(或自带分体式传感器)指示车辆前进方向的标识与转轴3轴线垂直；

q)将便携式制动性能测试仪与检测显示系统7显示数值均置零；

r)旋转驱动装置5的手轮5-2，驱动检测转台4沿着转轴3旋转，横板4-2带动便携式制动性能测试仪(或自带分体式传感器)旋转，旋转过程中步骤p)所述的便携式制动性能测试仪(或自带分体式传感器)与横板4-2的相对位置不变化；

s)读取本实用新型装置检测显示系统7所显示的角度φ_λ分别为12°、24°、37°、53°、90°时，便携式制动性能测试仪第1次的测量值X_λ1；

t)再循环步骤q)～s)2次，读取便携式制动性能测试仪第2次、第3次的测量值X_λ2、X_λ3。

u)按照算法公式(7)分别计算检测显示系统7所显示的角度φ_λ为12°、24°、37°、53°、90°时，便携式制动性能测试仪3次测量值的平均值

式中：

——第λ测量点(λ＝1,2,3,4,5)便携式制动性能测试仪3次测量值的平均值，单位米每二次方秒(m/s²)；

X_λ1、X_λ2、X_λ3——分别为第λ测量点便携式制动性能测试仪第1次、第2次、第3次的测量值，单位米每二次方秒(m/s²)；

v)按照算法公式(8)分别计算检测显示系统7所显示的角度φ_λ为12°、24°、37°、53°、90°时，本实用新型装置对应的标准减速度值A_λ。

A_λ＝sinφ_λ×9.80 (8)

A_λ——第λ测量点实用新型装置对应的标准减速度值，单位米每二次方秒(m/s²)；

φ_λ——第λ测量点检测显示系统7所显示的角度，单位度(°)。

w)按照算法公式(9)、公式(10)分别计算检测显示系统7所显示的角度φ_λ为12°、24°时，便携式制动性能测试仪的示值误差Δ_λ及示值重复性Δ_Zλ。

Δ_Zλ＝X_λmax-X_λmin (10)

式中：

Δ_λ——第λ测量点便携式制动性能测试仪的示值误差，单位米每二次方秒(m/s²)；

Δ_Zλ——第λ测量点便携式制动性能测试仪的示值重复性，单位米每二次方秒(m/s²)；

X_λmax——第λ测量点时，便携式制动性能测试仪3次测量值中的最大值，单位米每二次方秒(m/s²)；

X_λmin——第λ测量点时，被校便携式制动性能测试仪3次测量值中的最小值，单位米每二次方秒(m/s²)；

x)按照算法公式(11)、公式(12)分别计算检测显示系统7所显示的角度φ_λ为37°、53°、90°时，便携式制动性能测试仪的相对误差δ_λ及相对示值重复性δ_Zλ。

式中：

δ_λ——第λ测量点便携式制动性能测试仪的相对误差；

δ_Zλ——第λ测量点便携式制动性能测试仪的相对示值重复性。

Claims (6)

1.一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，其特征在于：包括底座(1)、竖直于所述底座(1)上的机架(2)、设置于所述机架(2)上的转轴(3)、连接于所述转轴(3)上的检测转台(4)、用于驱动所述转轴(3)旋转的驱动装置(5)、设置于所述转轴(3)上的角度编码器(6)、与所述角度编码器(6)电连的检测显示系统(7)；

所述检测转台(4)由垂直于水平面的纵板(4-1)与平行于水平面的横板(4-2)连接而成，所述转轴(3)平行于水平面，所述纵板(4-1)与转轴(3)垂直连接。

2.如权利要求1所述的一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，其特征在于：所述检测显示系统包括单片机(7-1)、与所述单片机(7-1)电连的复位芯片(7-2)、存储器(7-3)、键盘扫描矩阵(7-4)、LED显示器动态扫描驱动电路(7-5)、线路滤波器(7-6)、开关电源(7-7)，所述角度编码器(6)与所述单片机(7-1)电连。

3.如权利要求1所述的一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，其特征在于：所述驱动装置(5)包括设置于转轴(3)上的涡轮(5-1)、设置于所述机架(2)上的手轮(5-2)，所述手轮(5-2)的手轮轴上设有蜗杆(5-3)，所述涡轮(5-1)与蜗杆(5-3)相啮合。

4.如权利要求1所述的一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，其特征在于：所述检测转台(4)上设置有固定装置(8)，所述固定装置(8)包括垂直设置于横板(4-2)上的螺柱(8-1)、套装在螺柱(8-1)上的压板(8-2)，所述压板(8-2)可沿螺柱(8-1)的轴向方向移动。

5.如权利要求1所述的一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，其特征在于：所述角度编码器(6)为增量式角度编码器。

6.如权利要求1所述的一种水准式车轮定位测量仪和便携式制动性能测试仪的校准装置，其特征在于：所述底座(1)底部设置有可伸缩支腿(9)。

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