CN2229079Y - 移动式汽车轴重和制动检测台 - Google Patents

Abstract

一种移动式汽车轴重和制动检测台，属于汽车安全检测设备，用于检测汽车的制动性能。其特点是制动力承受装置的主动滚筒、滚筒驱动装置和测量制动力的扭矩传感器是同轴的；举升器是电动的，采用水平/垂直运动变换机构；轴重测量装置是二组四个并联的称重传感器；控制电路是具有安全联锁作用的继电器电路；主机是配有数据采集板和专用检测软件的微机系统。只用单相交流电源；适用于流动检测车，汽车维修厂及运输场等部门。

Description

移动式汽车轴重和制动检测台

本实用新型是一种移动式汽车轴重和制动检测台，它属于汽车安全检测设备，是用于检测汽车制动性能的装置。

丹麦HPA公司在1928年就已生产出滚筒式汽车制动检测台。目前日本、德国、俄罗斯和我国都已生产和应用各种不同规格的固定式汽车制动检测台。1992年10月21日中国专利局公告的ZL91232828.2号专利是一种便携反力滑板式汽车轴重制动力测试台的专利，说明了利用液压油缸拉动停放汽车车轮的滑板，通过滑板与油缸之间的压力传感器测得滑板与已制动的车轮间的相互作用力而得到被测车轮的制动力的测量制动力的方法。

现有技术的不足之处在于：

(1)现有的滚筒式汽车制动检测台都是固定式的，固定安装在地面下应用，体积和重量大，不适合于需要移动的场合；

(2)现有的滚筒式汽车制动检测台需要使用三相交流电源及压缩空气气源或液压油源，使用受限制；

(3)ZL91232828.2的测试条件是车轮不转动，预先刹车，与汽车实际行车情况有差别，不完全符合制动力检测要求，液压油源使用维护不便；

本实用新型的目的是设计一种体积小，重量轻，便于搬运，使用简便，测试条件与汽车行车实际情况接近，测试结果准确可靠的可移动的滚筒式汽车制动性能检测设备，并能同时测量汽车轴重，从而可确定汽车制动性能的合格性。

本实用新型的汽车轴重和制动检测台的轴重测试原理如下：在二个秤台下各有四个称重传感器分布在四角上，得到与秤台上的汽车轴重成比例的电信号，经过处理后测得轴重；制动力的测试原理是将被检汽车的二个车轮分别停在两组滚筒上，由电动机通过减速器驱动主动滚筒，再带动车轮旋转，当对车轮实施制动时，车轮给滚筒一个与旋转方向相反的力，该力即等于制动力，它对滚筒轴所形成的扭矩通过减速器及电动机传给扭矩传感器，从而得到与扭矩成比例的电信号，经过处理测得制动力。

本实用新型主要由滚筒式制动力承受装置，驱动装置，举升器，引板组，轴重测量装置，制动力测量装置，控制箱和主机组成。其特征在于驱动装置的电动机是一种单相交流电动机，减速器和电动机做成一个整体部件；举升器是电动的，采用单相交流电动机，通过两组相同的减速齿轮驱动四组水平的螺旋机构；螺旋机构分为两对，每一对相向安装在同一轴线上，分列于电动机两侧；四组螺旋机构的带有传动螺母的顶筒按电动机的转向同时向外或向里运动，带动相应的斜块，每个斜块下有四个滚轮，滚轮受水平槽形导轨的限制，斜块随螺母作水平运动；举升器的举升台架四角下安装有四个顶轮，分别支承在四个斜块的斜面上，台架两端各安装有一个轴承，使台架沿固定在举升器底板上的垂直导柱随斜块的水平运动而作垂直运动。下车引板上接有防滑移拖板；轴重测量装置是二组各四个并联的称重传感器；制动力测量装置是一个扭矩传感器，直接安装在减速器壳体和检测台的机架之间，没有活动部件。轴重测量装置是两组称重传感器，每组四个传感器，分别安装在举升台架四角，并联连接。控制箱中的开关和继电器与举升器中装在导轨上的两组微动开关组成具有冗余度的控制和联锁电路；滚筒驱动电动机和举升器驱动电机之间有联锁；举升器的运动限制在上下极限位置间。主机装有模块化结构的专用检测软件，包括主控模块，具有零点跟踪和非线性补偿功能的轴重测量模块和制动测量模块，调零模块，数字标定模块，打印模块，A/D变换模块。程序采用菜单和对话相结合的用户界面。

附图1是其示意图。下面结合附图分别说明。

制动力承受装置：制动力承受装置有两套，各由两个滚筒组成，其中一个是主动滚筒，另一个是自由滚筒。主动滚筒由驱动装置驱动，并带动停放在滚筒上的车轮旋转，自由滚筒只起支承作用。两付滚筒分别由滚动轴承支承，安装在两个机座上。滚筒用无缝钢管加工，两端轴伸的毛胚相对滚筒内壁园柱面定位，以焊接方法和筒体连接，从而减轻滚筒重量，降低材料消耗，并保证二端轴伸加工的同轴度。滚筒外圆周开有纵向矩形槽，用于增加车轮与滚筒间的附着系数。机座用槽钢和角钢焊制，重量轻而刚性好。

驱动装置：由电动机和减速器组成。电动机是单相交流电动机，起动转矩大，过载能力高；减速器采用行星齿轮减速器，减速比高；电动机和减速器在结构上做成一个同轴的整体，整个驱动装置具有尺寸小重量轻的特点。驱动装置输出轴为方形轴端，插入滚筒轴端的方孔中，安装部位为六方头结构，插入制动力测量装置的扭矩传感器的六方孔中。

举升器：由电动机，齿轮减速器，举升机构，底板和举升台架组成。

电动机是单相交流电动机，水平安装在齿轮减速器的垂直支板上。

齿轮减速器由二组二级园柱齿轮构成。第一级的小齿轮是公共的，安装在电机输出轴上，二个中间轴支承在两块支板间，上面安装第一级的大齿轮和第二级的小齿轮。

举升机构有四组水平的螺旋，分为二对，每一对相向安装在同一轴线上，分列于电动机两侧。每一对螺旋机构的螺杆轴端互相对顶，减速器的二个第二级大齿轮就分别安装在螺杆轴的对接部位，同时起联轴作用。从而电机可通过齿轮减速器带动四个螺杆同时旋转。螺旋机构的螺杆以铬钢制造，轴向位置是限定的，由滚动止推轴承支承。为提高效率和耐磨，螺母用锡青铜制造，梯形螺纹的升角为4.67°。螺母压入钢质顶筒中，并用螺丝固定。顶筒外表沿轴向开槽，受螺旋机构外壳上的固定导向键限制，顶筒不能旋转，当螺杆转动时顶筒只能作轴向运动。因此，当电动机旋转时，四组螺旋机构的顶筒将同时向外或向里作水平运动，并输出很大的轴向力。各顶筒端部有园头分别与水平/垂直运动变换机构中的各斜块相连接，顶筒可带动斜块作水平运动而不会卡死。斜块底部两侧装有四个滚轮，滚轮可在斜块两侧的槽形导轨中滚动，从而保证斜块水平运动的直线性和稳定性。

举升器的举升台架用角钢弯制，焊接成矩形框架，框架四角上下各有四个小方平台，四个平台下方分别安装了四个顶举滚轮，四个滚轮同时分别压在四个斜块的斜面上。矩形框架两侧的短边上分别固定有两个套筒，分别套在固定于举升器底板两端的垂直导柱上，从而举升台架受导柱和套筒的限制将不能在水平方向而只能作升降运动。这样，四个顶举滚轮与四个斜块组成了水平/垂直运动变换机构，当斜块向外运动时推动滚轮使举升台架上升，而斜块向内运动时，举升平台靠重力下降，从而举升器的电动机转动时能得到举升台架平稳的垂直运动，并能产生举升汽车所必需的举升力，同时得到大的行程/最低高度的比值，从而最大限度地降低了整个轴重/制动检测台的高度。在举升器的二条槽形导轨上各安装了一组(二个)微动开关，在相应的斜块侧面上装有推动微动开关的凸块，当斜块运动到外或里的极限位置时，微动开关动作切断电动机电源，使举升器停止运动。二组微动开关在电路上接成冗余电路，提高限位电路的可靠性。

举升器安放在制动力承受装置的滚筒之间，在结构上是分开的，都可单独搬动。举升器底板上的螺钉头和槽形缺口。可以保证举升器与制动力承受装置的相对位置。

引板组：包括二件上车引板和二件下车引板，用于引导汽车驶上和驶下检测台。引板架由角钢焊制，上铺木板或花纹钢板。引板与制动力承受装置的机座是分离的，使用时用挂勾连接。下车引板外侧接有拖板，可以防止设备在地面上滑移。拖板与下车引板用铰链连接，可以折叠收放。

轴重测量装置：由两组称重传感器组成，每组四个传感器，分别安装在一个举升台架的四角的小方台上，即与四个顶举滚轮对应的上方。称重传感器为园柱形，承压头为园弧面。四个承压头通过四个承压盘顶住用钢板弯曲焊制的秤台，承压盘是固定在秤台内面四角上的。四个传感器共同承受秤台上的裁荷，采用并联联接方式。在举升器升到最高位置时秤台面与滚筒上沿的高度是相同的，此时汽车可驶入或驶出。

制动力测量装置：制动力的测量是通过一种没有活动部件的扭矩传感器。扭矩传感器安装在机座和驱动装置之间，滚筒、扭矩传感器和驱动装置在同一轴线上。扭矩传感器的结构为带法兰的园筒形，法兰用于固定，中间的孔可使滚筒轴和驱动装置输出轴穿越和连接，靠驱动装置一侧孔口为六方形，用于固定驱动装置，六方孔的径向还有螺纹孔，用于以螺钉紧固驱动装置。采用这种不带运动部件的制动力测量装置的优点是结构简单紧凑，工作可靠。

控制箱：控制箱中包含有驱动装置和举升器的操作控制电路，保证安全运行的联锁电路，扭矩传感器和称重传感器的供电和信号调理电路。操作控制和安全联锁电路是由控制箱面板的开关、指示灯和控制箱中的继电器，以及举升器中的微动开关组成的。传感器的供电和信号调理电路由稳压电源，信号放大及滤波电路和调零电路组成。

操作控制电路的功能是控制滚筒电动机的起动和仃止，举升器的升、降和仃止。联锁电路的作用是使滚筒电动机和举升器电动机不能同时起动工作；举升器达到上或下极限位置时举升器电动机仃止；举升器处于下极限位置时，不能操作举升器下降，只能上升；举升器处于上极限位置时不能操作举升器上升，只能下降；举升器调试及下降时，为减小升降速度，通过降压变压器向举升器电动机供电。滚筒电动机和举升器电动机的工作状态及举升器的位置均有指示灯指示。

传感器的供电电路向10个传感器提供12V，350mA的稳压电源，并提供4个信号放大器所需的+15V直流稳压电源；信号调理电路有4路信号放大器，分别用于左右称重传感器组和左右制动传感器毫伏级信号的放大，采用低失调电压的集成运算放大器，二级低通滤波器可滤除信号中的交流分量和高频干扰。调零电路可在正常工作条件下调整放大器的输出零位。

整个控制箱的电路设计保证了检测台的操作方便和工作的可靠。

主机：这是轴重/制动检测台的中枢，对检测过程进行引导和控制，对检测数据进行处理、显示和打印，它采用通用的286或386微型计算机系统，并配有数据采集板。计算机的内存为640KB，配有双软盘驱动器(1.2MB和360KB)，彩色显示器(1024×768)。数据采集板上有16路12位的A/D变换器和1路12位D/A变换器，并装有定时计数器，A/D变换有3种触发方式：软件，定时和外部。

微型计算机在中文操作系统UCDOS环境下运行专用检测软件，对检测过程进行引导和控制，对检测数据进行处理、显示和打印。专用检测软件采用模块式结构，软件包括主控模块，轴重检测模块，制动检测模块，标定模块，调零模声，打印模块，A/D变换模块。根据专用检测软件的功能特点，程序的人-机对话采用菜单选择与问答相结合的方式，并有屏幕提示引导用户顺序进行各项检测工序，并随时采集、处理、储存和显示各项检测数据。程序具有自动跟踪零点功能，数字标字功能和非线性修正功能。

主控程序模块的主菜单有十个选择项(附图6)：(1)检测前轴轴重(2)检测前轴制动力(3)检测后轴轴重(4)检测后轴制动力(5)检测驻车制动力(6)按1、2、3、4、5顺序检测(7)调整零点(8)标定(9)打印(10)停止。根据用户的选择，程序调用相应的模块。

主控程序运行时，显示程序基本信息后要求用户输入被检车辆的资料：牌照号码，车型，出厂日期，并输入检测序号。程序按输入的检测序号和检测日期生成记录检测结果的磁盘文件，被检车辆资料将首先写入文件。当用户输入选择的检测项目后，程序进入相应的模块，完成相应的功能，下面分别叙述各项检测功能。

前(后)轴轴重检测(附图7)：当程序进行进入前轴或后轴轴重检测模块时，程序首先对变量进行初始化，并从文件上读取左、右秤台的轴重标定系数值，然后在屏幕上显示有关的信息：测量前(后)轴轴重

        通知司机：<将受检车驶上检测台>

 前(后)轮驶上检测台后开始测量前(后)轴轴重

 是否开始测量前(后)轴轴重?按<Y>键开始测量

在开始测量前，程序先跟踪测定轴重测量装置信号放大电路的当时零位输出值。当用户按<Y>键后，程序开始采集左、右两个轴重测量装置加载后相应的输出信号，并A/D变换。程序在测量过程中采集20-50个采样值，从中剔除偶发值后取平均值，然后从加载值中减去零位值，再乘以轴重标定系数，即得到左、右轮重及轴重(轮重和)。然后在屏幕上显示轮重和轴重并记录在检测结果文件上。

前(后)轴制动力测量(附图8)：当程序运行进入前(后)轴制动力检测模块时，程序首先对变量进行初始化，并从文件上读取左、右制动力标定系数，然后在屏幕上显示：

      准备测量前(后)轴制动力

    1.操作控制台开关，降下举升平台。

    2.当平台位置黄色指示灯<下>亮并确认举升平台已

      与车轮脱离后，起动滚筒电机

    3.是否准备好测量前(后)轴制动力?

  如已准备好，按<Y>键

按<Y>键后显示：

4.通知司机：<踩刹车>，同时按回车键

在开始测量前，程序先测定制动力测量装置信号放大电路的当时零位输出值。当用户按回车键后，程序开始对制动力测量装置信号放大器输出值进行采样，采样过程持续约1.5秒。程序将储存整个采样过程的采样值，并从其最大值中减去零位值再乘以制动力的标定系数，即得到左右轮的制动力值，并求得左右轮的制动力的和与差，再与相应的轴重相除，求得制动力和及差与轴重相比的百分数，然后根据检测标准判定制动力和及差的合格性。如必要时还可以从所记录的采样过程得到制动力协调时间。采样过程结束时程序给出停机信号，经过D/A或以数字信号输出至控制箱的控制电路，关停滚筒电动机。检测结果将显示在屏幕上，同时写入检测结果文件。上述检测过程结束后，在屏幕上显示以下信息(对前轮检测)：

          前轴制动力测量完成

1.操作控制台开关，停滚筒电机，升起举升平台

2.当平台位置绿色指示灯<上>亮并确认举升平台升起后

通知司机：<将前轮驶下检测台，后轮驶上检测台>或显示以下信息(对后轮检测)：

            后轴制动力测量完成

 1.操作控制台开关，关停滚筒电机。

 2.准备测量手闸制动力或升起举升平台

驻车制动力检测：当程序运行进入驻车制动力测量模块时，程序首先对变量初始化，并从文件上读取左、右制动力标定系数，然后在屏幕上显示：

               准备测量驻车制动力

      是否准备好测量驻车制动力?如已准备好，按<Y>键按<Y>键后显示：

      通知司机：<拉手闸>，同时按回车键

在开始测量前，程序先测定制动力测量装置信号放大器的当时零位输出值。当用户按回车键后，程序开始对制动力信号进行采样，采样过程持续约2秒，程序取最终采样值，并减去零位值，乘以制动力标定系数，得到左、右轮的制动力值，并求得制动力的和，与整车总重相比，求得驻车制动力与总重比的百分数，然后根据检测标准判定驻车制动力的合格性。检测结果显示在屏幕上，同时写入检测结果文件。检测过程结束后，在屏幕上显示：

         驻车制动力测量完成

 1.操作控制台开关，停滚筒电机，升起举升平台

 2.当平台位置绿色指示灯<上>亮并确认举升平台升起后

      通知司机：<将车驶下检测台>

零点调整模块(附图9)：运行调零模块时，屏幕显示：

                调零

    调整控制箱后面相应的电位器使输出为零

              按<ESC>键退出

    通 道  左轴重  右轴重  左制动  右制动

    输 出  0.000   0.000   0.000   0.000

程序周期性地进行各信号放大器的零位输出值采样和A/D变换，并显示在屏幕上相应的位置上。用户即可按情况调整各放大器的输出零位。

数字标定模块(附图10)：本实用新型采用从软件内自动计算标定系数的数字值的方法来进行设备的标定，这样使标定工作方便、灵活和准确。当运行标定模块时，程序在屏幕上显示：

             标定程序

           通道0左轴重

           通道1右轴重

           通道2左制动

           通道3右制动

       请输入标定的通道号

输入标定的通道号后，显示：

              请输入标定用的载荷值(KG/KGM)：

输入标定用的载荷值后，显示：

              如载荷已加好，按<Y>键

这时，应将标定所用的载荷加好，对轴重通道标定，在秤台上加砝码或用其他方法加力；对制动通道标定，通过扭矩传感器的六方孔用横杆和砝码对传感器加扭矩载荷，加好后通过键盘输入与所加实际载荷的标称值，后按<Y>键，这时程序即按实际采样和A/D变换后的信号值和键盘输入的载荷值计算得到相应通道的轴重或制动力标定系数值，并记录在文件上，供检测时读取使用。

打印模块：程序运行打印模块时，从检测结果文件上读取受检车辆的资料和各项检测数据，按照设计的表格格式打印出检测报告。

A/D模块(附图11)：程序在完成成各项检测过程，零点调整和数字标定时，均调用A/D模块。A/D模块的流程图如附图所示。在程序中根据需要选取定时触发或软件触发的模式。

本实用新型通过前述各种措施，实现了一种结构紧凑，尺寸小，重量轻，工作可靠的轴重/制动检测台的实体结构，使用中只需要220V的单相交流市电。可以由二个人搬运，安放在平坦的水泥或沥青地面上即可工作。控制箱的电路设计实现了一种电动举升器方便和可靠的操作。专用检测软件实现了简便灵活的检测过程，得到准确的检测结果，并且所用的微型计算机系统及数据采集板可兼用于汽车的其他检测项目。

                  附图说明附图1为移动式汽车轴重和制动检测台系统示意图附图2为制动力承受装置，驱动装置及制动力测量装置侧视图附图3为制动力承受装置，驱动装置及制动力测量局部俯视图附图4为举升器及轴重测量装置侧视图附图5为卸除举升台架以上部分后的升举器的俯视图附图6为专用检测程序的主控程序流程图附图7为轴重测量程序流程图附图8为制动力测量程序流程图附图9为调零程序流程图附图10为标定程序流程图附图11为A/D变换程序流程图其中1—电动机          2—减速器        3—扭矩传感器4—主动滚筒        5—秤台          6—自由滚筒7—引板            8—控制箱        9—主机10—被测汽车车轮   11—机座         12—轴承座13—导柱           14—称重传感器   15—螺旋机构16—举升台架       17—导轨         18—大齿轮19—滚轮           20—斜块         21—顶轮22—电动机         23—支板         24—微动开关25—滑块

Claims (7)

1.一种移动式汽车轴重和制动检测台，由滚筒式制动力承受装置，驱动装置，举升器，上下车引板，轴重测量装置，制动力测量装置，控制箱和主机组成，其特征在于驱动装置的电动机是一种单相交流电动机，减速器和电动机做成一个整体部件；举升器是电动的，采用单相交流电动机驱动，举升机构由水平螺旋机构和斜块-顶轮形式的水平/垂直运动变换机构组成；下车引板上接有防滑移拖板；轴重测量装置是二组四个并联的称重传感器；制动力测量装置是一个扭矩传感器；控制箱中有实现设备操作控制和安全联锁功能的继电器电路，扭矩传感器和称重传感器的供电及信号调理电路；主机是配有数据采集板的微型计算机系统，微型计算机装有专用检测软件。

2.按照权利要求1所述的移动式轴重和制动检测台，其特征在于驱动装置采用单相交流电动机，减速器和电动机做成一个同轴的整体，可以独立装卸。

3.按照权利要求1所述的移动式轴重和制动检测台，其特征在于举升器的电动机采用单相交流电动机，通过两组相同的减速齿轮驱动四组水平的螺旋机构；螺旋机构分为两对，每一对相向安装在同一轴线上，分列于电动机两侧；四组螺旋机构的带有传动螺母的顶筒按电动机的转向同时向外或向里运动，带动相应的斜块，每个斜块下有四个滚轮，滚轮受水平槽形导轨的限制，斜块随螺母作水平运动；举升器的举升台架四角下安装有四个顶轮，分别支承在四个斜块的斜面上，台架两端各安装有一个轴承，使台架沿固定在举升器底板上的垂直导柱随斜块的水平运动而作垂直运动。

4.按照权利要求1所述的移动式轴重和制动检测台，其特征在于作为制动力测量装置的扭矩传感器直接安装在减速器壳体和检测台的机架之间，没有活动部件。

5.按照权利要求1和3所述的移动式轴重和制动检测台，其特征在于轴重测量装置是两组称重传感器，每组四个传感器，分别安装在举升台架四角，并联连接。

6.按照权利要求1和3所述的移动式轴重和制动检测台，其特征在于控制箱中的开关和继电器与举升器中装在导轨上的两组微动开关组成具有冗余度的控制和联锁电路；滚筒驱动电动机和举升器驱动电机之间有联锁；举升器的运动限制在上下极限位置间。

7.按照权利要求1所述的移动式轴重和制动检测台，其特征在于主机装有模块化结构的专用检测软件，包括主控模块，具有零点跟踪和非线性补偿功能的轴重测量模块和制动测量模块，调零模块，数字标定模块，打印模块，A/D变换模块，程序采用菜单和对话相结合的用户界面。

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