一種車輪車軸定位儀的制作方法

專利名稱：一種車輪車軸定位儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車的生產、維修、服務領域，尤其涉及一種車輪車軸定位儀。
背景技術：
車輪定位角度是存在于車輛懸架系統和各活動機件間的相對角度。保持正確的車輪定位角度，可確保車輛的行駛穩定性，改善車輛的轉向性能，確保轉向系統自動回正，避免軸承因受力不當而受損失去精度，還可以保證輪胎與地面緊密接合，減少輪胎磨損、懸架系統磨損以及降低油耗等。汽車懸架系統主要定位角包括車輪外傾角、車輪前束、主銷后傾角、主銷內傾角等。如圖1所示，其中前束角(Toe-in)定義為由車的上方向往下看，車輪10中心線與汽車縱軸線所成的角度，向內為正、向外為負。總前束值等于兩個車輪的前束值之和，即兩個車輪中心線的夾角。前束角的功用在于補償車輪因外傾角及路面阻力所導致的向內或向外滾動的趨勢，以確保汽車的直進性。如圖2所示，其中外傾角(Camber)定義為車前方看車輪10中心線與垂直線所成的角度，向外為正、向內為負。其角度的不同能改變車輪與地面的接觸點及施力點，直接影響車輪的附著力及磨損狀況，并改變車重在車軸上的受力分布，避免軸承產生異常磨損。此外，外傾角的存在可用來抵消車身受負荷后懸架系統機件變形及活動面間隙所產生的角度變化，還會影響汽車的行進方向，這正如摩托車可利用傾斜車身來轉彎。因此左右輪的外傾角必須相等，在力的平衡下不致影響汽車的直進性，再與前束配合，提高直進穩定性及避免車輪磨損不均。如果沒有這個外傾角，滿載時車輪就會過于向內傾斜，從而加速輪胎偏磨和車輛軸承磨損，因此，這個參數可以用于延長輪胎和車輪軸承的壽命。車輪定位儀即可用于測試汽車懸架系統的各種車輪定位參數，并與原廠的設計參數進行對比，指導使用者對車輪定位參數進行相應的調整，使其符合原設計要求。如圖3所示，現有的車輪定位儀設備主要部件一般由主機和4個探測桿20組成， 4個探測桿20分別通過4個輪夾(圖中未示出)安裝到四個車輪10上，與主機進行有線或者無線方式的通信，以傳遞檢測信號，再由主機進行分析處理。每個探測桿里面安裝有2個 CCD (電荷耦合器件)傳感器和2個傾角傳感器(即1個垂直傾角傳感器V和1個水平傾角傳感器E)，其中8個CXD傳感器(即圖中1#(XD傳感器至8#(XD傳感器)和4個垂直傾角傳感器V用來測量四輪各個參數，剩下的4個水平傾角傳感器E用來作為探測電子水平監控系統用。8個CCD傳感器形成一個封閉的四邊形，采用360度封閉式測量方式來檢測汽車四個車輪的各個角度，并采用紅外光線光學成像后進行光斑分析來達到測量目的。然而，這種測量方式是以四個車輪來實現定位的，定位基準不固定，僅適用于小車定位，在應用于多軸車輛的定位時會存在由于定位基準不固定導致車輪定位參數計算不準確的缺陷，因而有必要提供一種適用于大車定位的精確度高、穩定性強、重復性好且操作簡單的定位方案，以解決大車由于車輪定位參數不符合要求而導致的油耗過大、輪胎及懸掛件不正常磨損的問題。發明內容本實用新型的目的在于針對現有技術存在的缺陷，提供一種適用于各種車輛(包括大車和小車)的車輪車軸定位儀，能夠精確地測量出各種車輛的車輪車軸定位參數。本實用新型實施例是這樣實現的。一種車輪車軸定位儀，包括至少一對傳感器，分別安裝于被測車輛的各被測車輪上，且每個傳感器包括反向放置的兩個檢測傳感器；標靶系統，包括相同的前標靶和后標靶，該前標靶和后標靶分別平行置于被測車輛的車架正前端和正后端，且該前標靶和后標靶的兩端均設有相對應的紅外發射管；主機，與所述傳感器通過有線或者無線方式連接。其中，所述每個傳感器還包括兩個傾角傳感器，所述檢測傳感器為電荷耦合器件圖像傳感器，和/或所述前標靶和后標靶的兩端分別設有2個或2個以上紅外發射管。其中，該車輪車軸定位儀還包括車架中心定位系統；所述車架中心定位系統包括車架對中標尺和標靶對中標尺，在進行前標靶定位時分別安裝于被測車輛的車架前部的中央和前標靶的中央，在進行后標靶定位時分別安裝于被測車輛的車架后部的中央和后標靶的中央。其中，所述前標靶和后標靶的垂直距離為2nTl6m。一種車輪車軸定位儀，包括至少兩對傳感器，在進行車輪車軸定位前分別安裝于被測車輛的前車軸和后車軸的車輪上，在進行車輪車軸定位時分別安裝于各被測車輪上；且每個傳感器包括反向放置的兩個檢測傳感器；標靶系統，包括相同的前標靶和后標靶，其中的前標靶/后標靶置于被測車輛的車架正前端/正后端，同時后標靶/前標靶置于被測車輛的車架后端/前端且通過前標靶 /后標靶定位平行置于前標靶/后標靶的正后方/正前方；且該前標靶和后標靶的兩端均設有相對應的紅外發射管；主機，與所述傳感器通過有線或者無線方式連接。其中，所述每個傳感器還包括兩個傾角傳感器，所述檢測傳感器為電荷耦合器件圖像傳感器，所述前標靶和后標靶的兩端分別設有2個或2個以上紅外發射管，和/或所述前標靶和后標靶的兩端還設有對應的激光發射管。其中，該車輪車軸定位儀還包括車架中心定位系統；所述車架中心定位系統包括車架對中標尺和標靶對中標尺，分別安裝于被測車輛的車架前部/后部的中央和前標靶/后標靶的中央；其中，所述前標靶和后標靶的垂直距離為2nTl6m。本實用新型實施例與現有技術相比，有益效果在于本實用新型可確定被測車輛的車架中心線的位置，并將被測車輛的車架中心線作為被測車輛的車輪車軸定位基準，而且在檢測其他各車輪車軸時都是采用這個車輪車軸定位基準，通過移動傳感器至被測車輪上即可測量出該被測車輪車軸的車輪車軸定位參數。 因此，本實用新型應用車架中心線作為車輪定位的基準，同時在測量多軸車輛時自始至終參照的都是同一車架中心線基準，所以具有較高的測量準確度，從而指導使用者對車輪定位參數進行準確的調整以使其符合原設計要求，進而能夠減少車輛的燃油消耗、輪胎磨損， 提高交通安全，給駕駛員提供更好的工作環境，可廣泛應用于小轎車、客車、拖車、貨車、公交車、面包車等。

圖1是前束角示意圖。圖2是外傾角示意圖。圖3是現有技術車輪定位測量原理示意圖。圖4是本實用新型實施例一提供的車輪車軸定位儀結構原理示意圖。圖5是本實用新型實施例二提供的車輪車軸定位儀結構原理示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心思想為以車架中心線為車輪車軸定位基準，以先進的雙向 CCD傳感器和精密的傾角傳感器為基礎，來實現精確的車輪定位。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，且由于本實用新型所提供的確定車架中心線的方法有兩種，以下將通過兩個實施例結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。實施例一。如圖4所示，本實施例中車輪車軸定位儀主要包括以下組成部分標靶系統，包括結構相同的前標靶1和后標靶2，分別平行置于被測車輛的正前端和正后端，且該前標靶1和后標靶2的兩端均設有相對應的三個紅外發射管11與21、以及相對應的一個激光發射管12與22 ；其中，紅外發射管11與21發射的紅外光源作為車輪車軸定位光源，激光發射管12與22發射的激光用于實現后標靶2的定位。四個傳感器3，每個傳感器3包括2個反向放置的CXD傳感器和2個傾角傳感器， 在進行車輪車軸定位前四個傳感器3分別安裝于被測車輛的主前車軸和主后車軸的四個車輪上以實現車架中心線的確定，在車輪車軸定位時傳感器3分別移動安裝于被測車輛的各個被測車輪上以實現車輪車軸定位；且CCD傳感器用于感知前標靶和后標靶上的紅外光源并將信號經過模數轉換、過濾等處理后發送給主機，傾角傳感器用于采集車輪的外傾角和傳感器3的水平角度偏移量數據并將其直接發送給主機。車架中心定位系統，包括車架對中標尺4和標靶對中標尺5，車架對中標尺4通過車架上對稱的孔位置安裝于被測車輛的車架后部的中央、標靶對中標尺5安裝于后標靶2 的中央，且兩者的中心均設有激光發射管41與51，用于實現后標靶2的定位。主機(圖中未示出)，用于接收各傳感器3返回的檢測信號并進行數據處理，以被測車輛的車架中心線為基準，根據所接收到的信號計算得到各車輪車軸定位參數；另外，主機與各個傳感器3可采用有線或者無線通訊方式，優選地采用藍牙通訊方式。[0045]在應用時，車輪車軸定位檢測方法具體包括以下步驟。(1)將標靶對中標尺5安裝于后標靶2的中央、車架對中標尺4安裝于被測車輛的車架后部的中央，開啟標靶對中標尺5中心的激光發射器51，將平行置于被測車輛后部的后標靶2左右移動以使標靶對中標尺5發射的激光射到車架對中標尺4的設定位置，以完成后標靶2的定位。(2)開啟后標靶2的兩端的激光發射器，將平行置于被測車輛前部的前標靶1左右移動以使后標靶2發射的激光射到前標靶1兩端的對應位置，以完成前標靶1的定位；至此，后標靶已置于被測車輛的車架的正后端，前標靶已置于后標靶的正前方。(3)開啟前標靶1和后標靶2上全部的紅外光發射器11與21，分別安裝于被測車輛的主前車軸和主后車軸的四個車輪上的CCD傳感器感知前后標靶上的紅外光源并將信號發送至主機，由主機根據CXD傳感器的檢測信號和前后標靶的中心連接線來確定當前被測車輛的車架中心線位置，至此完成被測車輛的車架中心線位置的確定。(4)在確定被測車輛的中心線位置后，將各傳感器3分別移動到各個被測車輪上， 主機以被測車架中心線為車輪車軸定位基準并根據這些CCD傳感器的采集信號來獲得各車輪車軸定位參數；由于在對各個被測車輪的定位過程中，都是以被測車輛的車架中心線為車輪定位基準，因而，車輪定位參數的精確度會比較高。另外，在車輪定位參數計算前還可以進行補償調整以消除輪輞的變形對測量精度的影響，同時也可以通過滾動方法直接補償前束、車橋偏斜、車橋的不平行度檢測。實施例二。如圖5所示，本實施例中車輪車軸定位儀主要包括以下組成部分標靶系統，包括結構相同的前標靶1’和后標靶2’，分別通過車架中心定位系統定位以平行置于被測車輛的車架正前端和正后端，且該前標靶1’和后標靶2’的兩端均設有相對應的三個紅外發射管11’與21’ ；其中，紅外發射管11’與21’發射的紅外光源作為車輪車軸定位光源；此時前標靶和后標靶的中心連接線即被測車輛的中心線位置。傳感器3’，每個傳感器3’包括2個反向放置的CXD傳感器和2個傾角傳感器，在車輪車軸定位時傳感器3’分別安裝于被測車輛的各個被測車輪上以實現車輪車軸定位； 且CXD傳感器用于感知前標靶和后標靶上的紅外光源并將信號經過模數轉換、過濾等處理后通過發送給主機，傾角傳感器用于采集車輪的外傾角和傳感器3’的水平角度偏移量并將其直接發送給主機。車架中心定位系統，包括車架對中標尺4’和標靶對中標尺5’，在進行前標靶定位時分別安裝于被測車輛的車架前部的中央和前標靶1’的中央，在進行后標靶定位時分別安裝于被測車輛的車架后部的中央和后標靶2’的中央，且兩者的中心均設有激光發射管 41'與51'，用于實現前標靶1'和后標靶2'的定位。主機(圖中未示出)，用于接收各C⑶傳感器返回的檢測信號并進行數據處理，以被測車輛的車架中心線為基準，根據所接收到的信號計算得到各車輪車軸定位角度；另外，主機與各個傳感器3'可采用有線或者無線通訊方式，優選地采用藍牙通訊方式。在應用時，車輪車軸定位檢測方法具體包括以下步驟。(1)將標靶對中標尺5'安裝于后標靶2'的中央、車架對中標尺4'安裝于被測車輛的車架后部的中央，開啟標靶對中標尺5'中心的激光發射器51'，將平行置于被測車輛后部的后標靶2’左右移動以使標靶對中標尺5發射的激光射到車架對中標尺4’的設定位置，以完成后標靶2’的定位。(2)將標靶對中標尺5’安裝于前標靶1’的中央、車架對中標尺4’安裝于被測車輛的車架前部的中央，開啟標靶對中標尺5’中心的激光發射器51’，將平行置于被測車輛前部的前標靶1’左右移動以使標靶對中標尺5發射的激光射到車架對中標尺4’的設定位置，以完成前標靶1’的定位。至此，前標靶和后標靶已置于被測車輛的車架的正前端和正后端，前標靶和后標靶的中心連接線即可視為被測車輛的中心線位置。(3)開啟前標靶1’和后標靶2’上全部的紅外光發射器11’與21’，分別安裝于被測車輛的被測車輪上的傳感器3’感知前后標靶上的紅外光源并將信號處理后發送至主機，主機以被測車輛的車架中心線為基準、根據傳感器3’的檢測信號進行車輪車軸定位參數的計算。采用上述兩種方法，不論被測車輛的車架是否變形，都可準確地確定車架中心線的位置，進而準確地計算出各個車輪車軸定位參數。另外，在上述兩個實施例中，標靶系統都是通過車架中心定位系統來實現定位的， 且車架中心定位系統包括車架對中標尺和標靶對中標尺，而本實用新型中標靶系統的定位方式并不限于此方式，只要能夠實現前標靶/后標靶定位到預設位置即可。例如，不采用上述車架中心定位系統，而采用將自定心的掛靶直接懸掛于車架對稱位置的方式也可實現標靶系統的準確定位。利用本實用新型所提供的車輪車軸定位儀，可對各型巴士、多軸卡車(輕卡、重卡)、拖掛車等來進行車輪車軸定位檢測，不僅能夠輕易地檢測出前束和車輪外傾角，還可利用檢測轉向橋在不同轉角下的前束與車輪外傾角數值、通過系統測量計算得出主銷內傾角、主銷后傾角、轉向角差、最大轉向角、橋的平行度、車橋偏斜等。如下表1所示，針對重型多轉向橋商用車，本實施例的車輪車軸定位儀可檢測參數包括
權利要求1.一種車輪車軸定位儀，其特征在于所述定位儀包括至少一對傳感器，分別安裝于被測車輛的各被測車輪上，且每個傳感器包括反向放置的兩個檢測傳感器；標靶系統，包括相同的前標靶和后標靶，該前標靶和后標靶分別平行置于被測車輛的車架正前端和正后端，且該前標靶和后標靶的兩端均設有相對應的紅外發射管；主機，與所述傳感器通過有線或者無線方式連接。
2.如權利要求1所述的車輪車軸定位儀，其特征在于，所述每個傳感器還包括兩個傾角傳感器，所述檢測傳感器為電荷耦合器件圖像傳感器，和/或所述前標靶和后標靶的兩端分別設有2個或2個以上紅外發射管。
3.如權利要求1或2所述的車輪車軸定位儀，其特征在于，該車輪車軸定位儀還包括車架中心定位系統；所述車架中心定位系統包括車架對中標尺和標靶對中標尺，在進行前標靶定位時分別安裝于被測車輛的車架前部的中央和前標靶的中央，在進行后標靶定位時分別安裝于被測車輛的車架后部的中央和后標靶的中央。
4.如權利要求1所述的車輪車軸定位儀，其特征在于，所述前標靶和后標靶的垂直距離為 aiTl6m。
5.一種車輪車軸定位儀，其特征在于所述定位儀包括至少兩對傳感器，在進行車輪車軸定位前分別安裝于被測車輛的前車軸和后車軸的車輪上，在進行車輪車軸定位時分別安裝于各被測車輪上；且每個傳感器包括反向放置的兩個檢測傳感器；標靶系統，包括相同的前標靶和后標靶，其中的前標靶/后標靶置于被測車輛的車架正前端/正后端，同時后標靶/前標靶置于被測車輛的車架后端/前端且通過前標靶/后標靶定位平行置于前標靶/后標靶的正后方/正前方；且該前標靶和后標靶的兩端均設有相對應的紅外發射管；主機，與所述傳感器通過有線或者無線方式連接。
6.如權利要求5所述的車輪車軸定位儀，其特征在于，所述每個傳感器還包括兩個傾角傳感器，所述檢測傳感器為電荷耦合器件圖像傳感器，所述前標靶和后標靶的兩端分別設有2個或2個以上紅外發射管，和/或所述前標靶和后標靶的兩端還設有對應的激光發射管。
7.如權利要求5或6所述的車輪車軸定位儀，其特征在于，該車輪車軸定位儀還包括車架中心定位系統；所述車架中心定位系統包括車架對中標尺和標靶對中標尺，分別安裝于被測車輛的車架前部/后部的中央和前標靶/后標靶的中央。
8.如權利要求5所述的車輪車軸定位儀，其特征在于，所述前標靶和后標靶的垂直距離為 aiTl6m。
專利摘要本實用新型公開了一種車輪車軸定位儀，包括至少一對傳感器，分別安裝于被測車輛的各被測車輪上，且每個傳感器包括反向放置的兩個檢測傳感器；標靶系統，包括相同的前標靶和后標靶，該前標靶和后標靶分別平行置于被測車輛的車架正前端和正后端，且該前標靶和后標靶的兩端均設有相對應的紅外發射管；主機，與所述傳感器通過有線或者無線方式連接。本實用新型以車架中心線為車輪車軸定位基準，在測量時自始至終參照的是同一基準，具有較高的測量準確度。
文檔編號G01B11/275GK202008352SQ201120025828
公開日2011年10月12日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者李有坤 申請人:深圳市米勒沙容達汽車科技有限公司