專利名稱：車輪校正裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于車輪校正的方法及裝置的一般領域，更特別的是有關
用于固定發(fā)光裝置至車輛的車輪的物理裝置以及對于其推力角(thmst)、 束角(toe)及傾角(camber)校正的相關測量方法。
背景技術：
大部分用在日常生活中DIY的校正裝置及機構價值不斐，而所發(fā)展出 來的電子機械及機械裝置的專門為專業(yè)的修理廠及/或車輪制造商所使用， 這些裝置都結合了計算機、校正齒條及架構，具有或不具有高度復雜的發(fā) 射及接收裝置并結合了電路系統(tǒng)。既使有些裝置企圖為DIY而制造卻變得 更昂貴，又不容易使用，并且/或是不在DIY使用者的能力范圍內(nèi)，因此， 本發(fā)明解決了上述所有的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的裝置是提供一種價格較低廉的方法來結合廉價的零件 激光水平儀、鋁管、導管、以及平面材料；具有相關零件的支撐架； 一光 接收板；以便能制造用于決定推力角(thrust)、束角(toe)及傾角(camber) 的裝置及方法，以使DIY使用者能負擔及使用。本發(fā)明所述的裝置及使用 方法很簡單，它不需要任何裝置來固定或夾鉗車輪。并且非常精確，它是 利用一激光發(fā)光裝置的精確度一激光水平儀，與精確的測量來產(chǎn)生可靠的 結果。其具有普及化的用途一可用于任何車輛的車輪。其可用于計算推力 角度一這是在許多較廉價的校正裝置中所缺乏的應用，并且為特別重要 的。
下面通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易了解本發(fā)明 的目的、技術內(nèi)容、特點及其所達成的功效。
圖1是顯示不具有可供選用的承載架組件的車輪校正裝置的俯視圖。 圖2是顯示不具有可供選用的承載架組件的車輪校正裝置的側視圖。
圖3是顯示具有可供選用的承載架組件的車輪校正裝置的俯視圖。 圖4是顯示具有可供選用的承載架組件的車輪校正裝置的側視圖。 圖5是顯示具有可供選用的承載架組件的車輪校正裝置的前視圖。 圖6是顯示具有可供選用的承載架組件的車輪校正裝置的分解右視圖。
圖7是顯示具有一附加接觸臂的車輪校正裝置的前視圖。 圖8是顯示具有一附加接觸臂的車輪校正裝置的等距視圖。 圖9是顯示光接收板的后視圖及前視圖。
圖10是顯示使用一可供選用的承載架組件的車輪校正裝置應用的前 視圖。
圖11是顯示使用一可供選用的承載架組件的車輪校正裝置應用的后 視圖。
圖12是顯示本發(fā)明使用狀態(tài)實施例圖，其包含車輪校正裝置的應用 相對于其它車輪及光接收板。
主要元件符號說明
1激光水平儀
2架構
2a內(nèi)部縱向構件
2b外部縱向構件
2c激光端橫向構件
2d非激光端橫向構件
3激光端
4非激光端
5鋁管/固定托架樞軸
6栓組件
定位栓
7接觸臂
7a激光端接觸臂
7b非激光端接觸臂
8突出螺栓
8a接觸臂蝶形螺母
9間隙壁/接觸墊
10彈簧螺栓
11壓縮桿彈簧
12水平支撐桿
12a支撐桿蝶形螺母
13壓縮桿
14蝶形螺母
15直角夾鉗
15a翼形螺釘
16承載架組件
16a滑動垂直支撐管
16b滑動垂直支撐管壓縮彈簧
16c承載架直角夾鉗
16d承載架直角夾鉗肩螺栓
16e承載架直角夾鉗肩螺栓螺帽
16f承載架連接桿
16g承載架桿
17a垂直桿
17b底座
17c鋼板
18光接收板組件
18a光接收板
18b直角托架
具體實施例方式
本發(fā)明有關車輪校正裝置是提供一激光水平儀1，該激光水平儀是裝 設在一架構2上，該架構2是由下列構件所組成內(nèi)部縱向構件2a、外部 縱向構件2b、激光端橫向構件2c、以及非激光端橫向構件2d。該架構的
構件是相互以直角焊接而成。該激光水平儀1是通過在激光水平儀的激光
端3以及非激光端4的固定托架而裝設在該架構2上。如圖2中所示，該 固定托架組件包含一鋁管5，其是焊接至該固定托架的底座，并作為一樞 軸，使該激光水平儀可相對于該固定組件而旋轉。該附加的固定托架及激 光水平儀是通過將該固定托架樞軸5滑入至兩個橫向構件的機械孔中，因 而被安裝在該架構中。此組件是參照為固定組件。該孔及樞軸中心的位置 是與激光束成一直線。 一定位栓組件6是附著在接近該架構的非激光端的 外部縱向構件上，其是作為一鎖固裝置，以避免激光水平儀在校正的過程 中轉動。其亦使該裝置的操作者能轉動該激光水平儀，這也是在校正的過 程中用到的。附著在該架構2的內(nèi)部縱向構件2a上有兩個滑動接觸臂7， 其中一個接觸臂7a是在該架構2的激光端3，而另一個接觸臂7b則是在 該架構2的非激光端4。每一個接觸臂皆具有一狹長孔以縱長方向居中， 使該接觸臂7可沿著該內(nèi)部架構的接觸面而滑動。該接觸臂7具有兩個突 出螺栓8，附著在該內(nèi)部架構構件的每一端，以引導每一個接觸臂7的縱 向活動。而附著在每一個接觸臂的最外端上具有間隙壁/接觸墊9，其是一 個一個向上疊層，而在每一個間隙壁/接觸墊9的中心點處皆鉆有一孔。該 疊層的接觸墊9是由一穿過的螺栓而附加在每一個接觸臂7上。突出穿過 該外部架構構件2b的是有兩個牢固地附加的彈簧螺栓10，作為兩個壓縮 桿彈簧ll的導向及定位，并作為該固定組件及水平支撐桿12之間相對動 作的樞軸。該壓縮桿彈簧11是用以承受該外部架構構件2b及壓縮桿13。 該彈簧螺栓10突出穿過在該壓縮桿13的每一端的孔，讓該壓縮桿13可 相對于該彈簧螺栓IO進行作軸向位移(axial movement)。用于該彈簧螺 栓10的壓縮桿13的過大的孔，也讓該固定組件可相對于該水平支撐桿進 行角位移(angularmovement)。這些元件彈簧螺栓10、壓縮桿彈簧11、 及該壓縮桿13，全體參照該壓縮組件。此角位移使得該固定組件的接觸墊 及該車輪校正裝置所定位的鋼圈處之間的接觸面得以維持。因該水平支撐 桿12是附加在該壓縮桿13上，其通過一蝶型螺母14附加在該壓縮桿的
縱向中心定位孔，因此，當該固定組件一經(jīng)對準，該固定組件即可固定在 該水平支撐桿12上。 一直角夾鉗15，其使該固定組件可垂直定位在要校 正的車輪上的大約中間高度。該直角夾鉗15也使該固定組件可相對于該
直立支架垂直桿17a而旋轉定位。 一翼形螺釘15a穿過該直角夾鉗15以 固定該直角夾鉗15本身至該直立支架垂直桿17a。該直立支架垂直桿17a 是穿過該直立支架底座17b，而該直立支架底座17b是包含一具有足夠重 量的附加鋼板17c，以便在使用本車輪校正裝置而該固定組件定位在該車 輪鋼圈上時，防止該直立支架底座17b相對于地面移動。請參照圖3及圖 4，其是顯示一可供選擇的滑動垂直支撐管及承載架組件，包含有滑動 垂直支撐管16a、滑動垂直支撐管壓縮彈簧16b、承載架直角夾鉗16c、承 載架直角夾鉗肩螺栓16d及承載架直角夾鉗肩螺栓螺帽16e、承載架連接 桿16f、以及承載架桿16g。當使用時，先將該直角夾鉗15及附加于其上 的零件從該直立支架垂直桿17a移出來，然后將該滑動垂直支撐管壓縮彈 簧16b插入至該滑動垂直支撐管16a的開端，然后再將該滑動垂直支撐管 16a滑動套上該直立支架垂直桿17a。再將該承載架直角夾鉗16c滑動套入 該滑動垂直支撐管16a，通過旋入鎖緊該夾鉗的配對的翼形螺釘，將該承 載架直角夾鉗16c定位在距離該滑動垂直支撐管16a開端底部以上幾吋的 地方。該承載架直角夾鉗肩螺栓16d是通過夾鉗的另一翼形螺釘來固定承 載架直角夾鉗16c上，而該承載架直角夾鉗肩螺栓16d是朝向直立支架底 座17b方向。將每一個承載架連接桿16f—端的未帶螺紋的孔滑入至該肩 螺栓16d， 一個接著另一個。然后將該肩螺栓螺帽16e旋入該承載架直角 夾鉗肩螺栓16d。將該承載架桿16g旋入至每一個承載架連接桿16f的帶 螺紋端，因此，每一支撐桿與該肩螺栓16d都是朝向同一個方向。該承載 架連接桿16f的初始定位方向是朝下并遠離該滑動垂直支撐管16a，因而 形成與該滑動垂直支撐管大約相同的角度。當該車輪校正裝置是定位在要 檢查的車輪及當該滑動垂直支撐管16a被移至該直立支架垂直桿17a以下 幾吋之后以壓縮該滑動垂直支撐管壓縮彈簧16b之后，為了要讓該承載架 桿16g可滑至輪胎接觸面的任一側的輪胎以下，所述的這些角度以及該承 載架直角夾鉗16c的垂直定位會被加以校正。然后將該承載架直角夾鉗16c 固定在該滑動垂直支撐管16a，然后在該承載架連接桿16f正確定位之后，
再將該承載架直角夾鉗肩螺栓螺帽16e鎖緊。
請參照圖9， 一光接收板18a，其材質是可制成一筆直而堅硬的長方 形平板，并具有一白色的表面，或以一長方形材質具有一白色的表面，其 是可利用額外的加固物(例如通道、橫梁、桿等等)來使其制成一筆直及 堅硬的光接收板，以便標記下發(fā)光激光束的位置。該光接收板18a大約是 八英呎長及16英吋寬，其厚度則視所使用的材質而定。該光接收板18a 是以水平定位，并通過位于光接收板每一端的兩個直角托架18b以垂直縱 長方向支撐至離地面以上2英吋，其距離該光接收板18a每一端分別為1 至2英呎及1.5至3英呎。每一個直角托架18b的一支腳是與該光接收板 18a的縱長的邊緣以90。角附著在該光接收板18a的白色表面的反面，該光 接收板組件18是由該光接收板18a及該直角托架18b所組成。
在本發(fā)明的方法及其操作過程中，需要另外的對象包含角尺(drywall square )、鉛錘、水平儀、量尺及一工程計算器。
本發(fā)明裝置的最佳的使用是在于測定該車輪校正推力角(thrust)、束 角(toe)及傾角(camber)的方法，此部分將會詳細說明如下。將一要被 測定車輪校正角的車輛以直線方向開至一平面，其是與車輛的長度以橫向 而被對齊。該平面必須與該車輛長度以橫向而盡量成水平。但若該平面的 坡度是最小時(如每3英B尺縱長具有或小于1/4英吋)，則不必要對齊。將 該后車輪加以固定，以防止當一前車輪被抬起時該車輛的橫向移動。在該 車輛的下側底盤的縱長中心線選定兩個對稱點，從每一個點上放下一錘線 至地面，然后標記下這些位置。從該車輛的每一側凸出的一直線邊緣，是 與該車輛長度以橫向來對準這些標記。利用該角尺，任意地選定垂直長度， 再從該光接收板兩端的直線邊緣將該光接收板放置在此長度，但是該長度 須定位該光接收板以便在該車輛的前方有足夠的空間使用千斤頂于該車 輪前端。該光接收板是通過放置重物于該直角托架的未附著腳來固定在此 位置。為了要定位該車輪校定裝置在該右后輪或左后輪，首先是壓縮該滑 動垂直支撐管及該承載架組件16，然后再移動整個車輪校正裝置組件朝向 該車輪，并把承載架桿16g滑至該輪胎下方。接著，把該水平支撐桿12 的軸心居中大約在該車輪的中間位置，因此該水平支撐桿12的軸心及該 車輪的軸心是大約在同一直在線。在該固定組件的發(fā)光激光束是通過將架
構繞著該水支撐桿12轉動直到成水平而被對準在此點上，然后以鎖緊該
支撐桿蝶形螺母12a以固定在該位置。每一個接觸臂7是向內(nèi)或向外滑動
至一大約從該水平儀1的縱長中心為等距的位置，直到該距離是使該接觸
墊9的平面可接觸該鋼圈的外部周邊而無阻抗，并通過該接觸臂碟形螺母 8a來固定。該車輪校正裝置是朝向該車輪向內(nèi)定位，因此兩個接觸墊9可 接觸該鋼圈的外周邊而無阻抗。該車輪校正裝置再向內(nèi)定位直到該壓縮桿 彈簧11被壓縮至大約為其未壓縮長度的一半。 一光束偏轉器透鏡是根據(jù) 該使用車輪校正裝置于該車輛的那一側來定位而與該所發(fā)出光束相交會。 然后發(fā)射該激光束，再標記下該光束照在該光接收板18a的聚光點。該定 位栓6a是松開的并且讓該激光繞著該固定托架樞柚5而轉動直到呈水平 位置，此時將光束照在地上的聚光點標記在地上，然后以一定位栓6a把 該水平儀鎖定。再將該角尺置于地上，以其較短的接觸臂靠在該光接收板 18A —端的兩個直角托架，其是相對于設置該車輪校正裝置在該車輛的一 側，且其較長的接觸臂是朝向該經(jīng)標記的地面。 一量尺是置于沿著該角尺 的較長接觸臂的一側，然后該角尺的位置是沿著該光接收板18a的長度來 橫向地調整，并且維持在該角尺的較短接觸臂與該兩個直角托架18b之間 的接觸。該量尺再沿著該較長接觸臂而放置，此動作是重復直到該量尺的 邊緣與該地面的標記對準為止。將從該光接收板18a至該經(jīng)標記的地面間 的距離記錄下來。從該量尺的邊緣位置與該光接收板18a的平面相互交叉 點，拉出一錘線或是利用一鉛錘或是光接收板18a的水平儀來標記。把此 錘線至先前在光接收板18a上所標記的位置之間的水平距離測量出來。利 用在工程計算器上的反正切函數(shù)(arctan flmctkm)，將該車輪校正裝置所 在的車輪后束角度加以計算，如有可能及需要，此時，在該車輪的后束角 度是可以被調整的。針對剛完成校正車輪的另一個后車輪重復實施先前的 步驟，計算出測量出來的角度大小數(shù)值的平均值再來計算該車輛的推力 角。再將該車輪校正裝置重新放置并重新定位，如先前所述，置于一前驅 動車輪處。此車輪的傾角被測出如下。將車輪校正裝置正確地定位在前車 輪，發(fā)射激光束，但該發(fā)射器的濾網(wǎng)被定位在該激光水平儀，以產(chǎn)生一直 線，其是投影至該光接收板18a。在此投影直線上選任意一點，利用一水 平儀從該點上劃出適合的長度(例如2英吋)的直線。在此直線的末端，
劃出一條垂直線直到該投影直線為止。利用工程計算器上的反正切函數(shù)， 此車輪的傾角被計算出來，如有需要，在此時可被調整。此車輪的束角如 上所述可被測定出來，并可根據(jù)計算出來的推力角來加以調整。在校正的 過程中，該車輪是通過千斤頂在較低控制臂下升起。輪胎是被升起離地面
為1至2英吋，且被升起的同時，該可供選擇的滑動垂直支撐桿16a也被
舉起。同時，若有需要，可延伸該ra桿彈簧ii，以補償該車輪的升起，
并維持在該車輪鋼圈該接觸墊9的接觸。如有需要，該車輪被降低，檢査
并調整該接觸位置及該固定組件的水平儀。如前面的步驟再檢査束角，并 重復先前歩驟直到達到正確的束角，然后再針對另一個前車輪執(zhí)行同樣的 步驟。
以上所述是通過較佳實施例說明本發(fā)明的特點，其目的在使熟習該技 術者能了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，而非限定本發(fā)明的權利要求范圍， 故凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神而完成的等效修飾或修改，仍應包含 在本發(fā)明權利要求所限定的范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種車輪校正固定組件，其是提供一種表面裝置，用以固定一激光發(fā)光裝置至車輛車輪的鋼圈上，而不需要在車輛的鋼圈、車輪及輪胎上使用任何物理夾鉗及附加裝置；在整個車輪校正的調整過程中，維持該激光發(fā)光裝置的表面接觸；使該激光發(fā)光裝置可以徑向轉動，以便當與一置于車輛前方于一決定了的距離的激光光接收板組件結合使用時，能容易計算出車輪校正的束角、傾角、及推力角；其是包含一固定組件，其是提供一種裝置，用于固定該激光發(fā)光裝置于其上；該固定組件是提供一支撐面，用于可調整式滑動接觸臂及其接觸墊，因此可延伸至不同的車輪直徑的外部鋼圈并可與該接觸墊緊密配合；該固定組件是提供壓縮組件的壓縮元件一連接位置；該固定組件是提供一種裝置，用于轉動該激光發(fā)光裝置，以繞著所發(fā)射的集中狹窄激光束相對于該固定組件；該激光發(fā)光裝置，其是發(fā)射激光的該集中狹窄光束，該光束是與通過車輪的鋼圈所形成的平面表面平行，而該車輪是指應用該固定組件的車輪；該激光發(fā)光裝置是發(fā)射一垂直于該光束的集中狹窄光束；該激光發(fā)光裝置是發(fā)射一平行于該平面表面的激光狹窄光線；該激光發(fā)光裝置是提供一種裝置，以決定何時該所發(fā)射光束是水平；該激光發(fā)光裝置是提供一種裝置，以決定何時該垂直光束是垂直；該壓縮組件，其非附加、夾鉗或懸掛在使用該固定組件的該車輪、輪胎或是鋼圈上，其是提供一種裝置，用于供應必要的力量，以使用該固定組件于該車輪的鋼圈上，因此該接觸墊是與該鋼圈的表面緊密配合，以便該使用固定組件的車輪的傾角在正常范圍，該正常范圍為±10°；該壓縮組件更提供一種裝置，讓該固定組件有限地垂直軸動相對于該壓縮組件的反應構件，其反抗實施在該固定組件的相反力量；該壓縮組件更提供一種裝置，用于把發(fā)射激光束水平校正至附著在該反應構件的一水平支撐架上；一直立支撐架組件，其是提供一種裝置，用于固定該水平支撐架至一滑動垂直支撐架；該直立支撐架組件更提供一種裝置，用于該固定組件的一垂直定位；該直立支撐架組件是提供一種裝置，用于該固定組件的自動垂直定位補償，當通過利用一承載組件升起車輪期限，因此該固定組件與鋼圈接觸得以維持；該直立支撐架組件更提供一種裝置，通過配置在地面上的底座，用以支撐所有該地面上的元件的裝置；以及該光接收板組合，其是提供一反光表面，用以讓所發(fā)射的光束可以照射并定位，因此可計算出該車輪校正的束角、傾角及推力角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輪校正裝置及其方法。一種固定組件是可使一激光發(fā)光裝置利用附著的方式與一光接收板一起使用，以決定車輛的推力角(thrust)、束角(toe)及傾角(camber)的大小，該激光發(fā)光裝置在本發(fā)明即為一激光水平儀。該固定組件是提供一裝置，用以將該激光裝置以表面固定于車輛的車輪鋼圈，而不需要任何的物理夾鉗，或是在車輛的鋼圈、車輪或輪胎上使用任何附加裝置來與一激光發(fā)光裝置支撐固定架結合使用。該固定組件使該激光裝置可以表面固定至車輪上而具有一合理的偏差范圍之內(nèi)(大約為±10°)的弧形角度。該固定組件在整個校正的過程中是保持該激光裝置的表面接觸，該固定組件可使該發(fā)光裝置的徑向輪流更易于決定使用在計算束角(toe angle)的大小。
文檔編號G01M17/007GK101377452SQ200810214959
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權日2007年8月29日
發(fā)明者史考特·馬修·威士比 申請人:史考特·馬修·威士比