汽車車體形位偏差檢測設備的製作方法

2023-09-25 18:32:30 1

專利名稱：汽車車體形位偏差檢測設備的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車性能檢測設備，特別是一種非接觸式的對整車進行其車體形位偏差測試的汽車檢測設備。
背景技術：
汽車車體形位偏差是指汽車車身左右對稱點高度差(即車身或相對水平面的偏斜角)，以及汽車後軸中心線相對於車身的縱向軸線的偏角，由上述兩偏差所共同引起的車身形狀變化和位置變化。
汽車在使用過程中，由於車架發生變形，車橋發生變形、竄動、騎馬螺栓鬆動，車橋聯接部位發生磨損、松曠等原因便會造成汽車車身的縱軸線在不垂直於後軸。汽車直線行駛時，車身縱向軸與汽車行駛直線形成一定夾角，即產生汽車橫行現象。形成一定的軸偏角。當這個角度超過一定的限度時，會對汽車的使用性能產生顯著的影響。導致制動側滑，直行跑偏，增加佔道寬度，極易發生交通事故。特別對汽車的操縱穩定性，直線行駛性，汽車的側滑，輪胎的磨損等影響顯著。它所造成的經濟損失和潛在危險不容忽視，故研究實用的汽車軸偏角測量設備具有重要意義。而目前，國內外還沒有非接觸測量汽車軸偏角和車身左右對稱點高度差的多功能測試系統。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種汽車車體形位偏差檢測設備，能夠實現快速非接觸式檢測汽車車體外緣左右對稱點的高度差以及藉助於滾筒試驗臺檢測車體與後軸偏斜角，以提高其工作效率和檢測精度。
本實用新型汽車車體形位偏差檢測設備，包括設置在地面上的汽車滾筒試驗臺的滾筒臺架，作為汽車後軸擺正裝置，其特徵在於還包括分別設置於整車檢測場地一側和上方的車身高度差測量裝置、軸偏角測量裝置和電控系統；其車身高度差測量裝置由一立式機架和設置在該機架上的升降機構、通過雙層攝像機轉臺設置在升降機構上的車前攝像機、車後攝像機及反饋攝像機上下位移量的高度位移傳感器組成；其軸偏角測量裝置由吊置的縱嚮導軌和可在該導軌上縱向移動的滑臺、通過攝像機轉臺設置在滑臺之下端橫嚮導軌上的車頂攝像機及分別反饋攝像機縱向或橫向位移量的縱向位移傳感器、橫向位移傳感器組成；其電控系統主要由變頻調速器、放大電路、輸入輸出接口電路、工業控制計算機、圖像採集卡及相應的控制軟體組成；所述的攝像機分別通過圖像採集卡與計算機相聯接，所述的高度位移傳感器、縱向位移傳感器、橫向位移傳感器通過放大濾波與計算機A/D轉換接口相聯接，所述的車身高度差測量裝置升降機構之驅動電機通過變頻調速器與計算機輸出接口控制聯接，所述的軸偏角測量裝置上驅動滑臺縱向位移的電機、驅動攝像機轉臺橫向位移的電機分別與計算機輸出接口控制聯接。
通過本實用新型的車身高度差測量裝置的車前攝像機、車後攝像機撲捉車前、車後兩側水平對稱點，經過電控系統計算機軟體運算可檢測出車身左右高度差；通過軸偏角測量裝置的車頂攝像機分別撲捉車前、後兩側邊緣對稱點經過電控系統計算機軟體運算測得車前、後中心點位置，進而獲得汽車軸偏角測量值。
本實用新型汽車車體形位偏差檢測設備，只要將汽車駛入檢測場地即能夠快速非接觸式檢測汽車車體外緣左右對稱點的高度差以及車體與後軸偏斜角，為汽車車體形位偏差檢測提供了行之有效的汽車檢測設備，大大提高其工作效率和檢測精度。


圖1是本實用新型整體組成布置示意圖；圖2是圖1中所示車身高度差測量裝置B結構立體示意圖；圖3是圖1中所示軸偏角測量裝置C結構立體示意圖；圖4是檢測車身高度差時的工作狀態示意圖；圖5、圖6是檢測車體與後軸偏斜角時的工作狀態示意圖；圖7是本實用新型電控系統電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型結構作進一步詳細說明。
參照圖1，汽車車體形位偏差檢測設備，包括設置在地面上的汽車滾筒試驗臺的滾筒臺架，作為汽車後軸擺正裝置A，其特徵在於還包括分別設置於整車檢測場地一側和上方的車身高度差測量裝置B、軸偏角測量裝置C和電控系統D，參照圖2，其車身高度差測量裝置B由一立式機架1和設置在該機架上的升降機構、通過雙層攝像機轉臺7設置在升降機構上的車前攝像機9、車後攝像機10及反饋攝像機9、10上下位移量的高度位移傳感器11組成；參照圖3，其軸偏角測量裝置C由吊置的縱嚮導軌19和可在該導軌上縱向移動的滑臺17、通過攝像機轉臺13設置在滑臺17之下端橫嚮導軌21上的車頂攝像機12及分別反饋攝像機12縱向或橫向位移量的縱向位移傳感器20、橫向位移傳感器15組成；參照圖7，其電控系統D主要由變頻調速器、放大電路、輸入輸出接口電路、工業控制計算機、圖像採集卡及相應的控制軟體組成；所述的攝像機9、10、12分別通過圖像採集卡與計算機相聯接，所述的高度位移傳感器11、縱向位移傳感器20、橫向位移傳感器15通過放大濾波與計算機A/D轉換接口相聯接，所述的車身高度差測量裝置B升降機構之驅動電機2通過變頻調速器與計算機輸出接口控制聯接，所述的軸偏角測量裝置C上驅動滑臺17縱向位移的電機、驅動攝像機轉臺13橫向位移的電機14分別與計算機輸出接口控制聯接。
圖1中所示的A為汽車滾筒試驗臺的滾筒臺架，作為本實用新型的汽車後軸擺正裝置。
參照圖2，所述的車身高度差測量裝置B中的升降機構由一立設在機架1上的絲槓5、螺接在絲槓5上的螺母8、通過減速器3驅動連接在絲槓5下端的電機2及與絲槓5平行設置的升降導軌6組成，螺母8固連在所述的雙層攝像機轉臺7上，雙層攝像機轉臺7的兩側端與升降導軌6呈滑配合嵌接。通過電機2驅動絲槓5旋轉即可使雙層攝像機轉臺7沿升降導軌6上下移動。
所述的高度位移傳感器11是一與絲槓5上端同軸聯接的角度編碼器，由其輸出的角度值，通過轉換計量升降轉臺的升降值，即車身高度差。
參照圖3，所述的軸偏角測量裝置C中的滑臺17通過設置在滑臺上的四個滑輪18懸掛在縱嚮導軌19上，滑輪18軸通過減速器22與電機23驅動連接，通過電機23驅動滑輪18使滑臺17在縱嚮導軌19上移動；所述的攝像機轉臺13通過設置在滑臺17之下端橫嚮導軌21中的絲杆(圖中未標出)與減速器16、電機14驅動連接，通過電機14驅動絲杆可使攝像機轉臺13沿滑臺17之下端橫嚮導軌21作橫向移動。
所述的縱向位移傳感器20是一通過鏈輪(圖中未標出)與滑輪18軸軸向連接的角度編碼器，記錄攝像機縱向移動的位移量。
所述的橫向位移傳感器15是一連接在所述的滑臺17下端橫嚮導軌21中絲杆一端上的角度編碼器，可以記錄車頂攝像機的橫向位移。
本實用新型的工作過程如下用該檢測設備進行檢測時，首先接通電源，使電器設備得電。運行計算機中該檢測系統的控制軟體，首先進行前後車身高度差的測量如圖4所示，汽車車頭在距高度差儀2米的前方停車。選擇車前攝像機，根據圖像的位置，控制車前攝像機水平擺動位置(通過控制雙層無級調速升降轉臺總成的旋轉實現)和上下位置(通過控制電機的正、反轉實現)，使要找的車前一側的特徵點(見附圖4中的a點)基本位於車前攝像機採集的圖像中心，即圖像窗口的十字交叉點上，該點作為基準點。然後，接著再調整車前攝像機的水平擺角和垂直位置，同時計算機開始讀取角度編碼器發出的脈衝，直至找到車前另一側的特徵對稱點(見附圖4中的b點)為止。這樣，計算機就會根據讀到的脈衝數計算出前車身左右高度差。汽車前行，將汽車後軸置於汽車後軸擺正機械系統A上，啟動電機，帶動前、後滾筒旋轉，進而帶動汽車後輪轉動，致使汽車後軸平行於滾筒軸線，即此時後軸擺正。同理，控制車後雙層攝像機轉臺以及電機可以測出後車身左右高度差(見附圖5的c、d點)。接著，再進行軸偏角的測量程序切換至車頂攝像機採集的圖像後，當後軸擺正後，通過控制軸偏角測量系統中的縱、橫電機的旋轉，使車頂攝像機能夠沿著縱嚮導軌、橫嚮導軌移動，直至找到車後端左右邊緣的兩個對稱點為止(見附圖5的e、f點)。記錄攝像機在各導軌上的行程，計算出e、f兩點的中心點O1。同理，控制車頂攝像機到達車尾為止，通過調整攝像機在橫、縱導軌上的位置找到車前的兩個邊緣對稱點(見附圖6的g、h兩點)。計算導軌的行程，得出g、h兩點的中心點O2。至此，測控系統可以根據O1和O2的空間位置計算出汽車軸偏角。測量的全過程都是在非接觸的情況下完成的，並能實現自動化。
權利要求1.一種汽車車體形位偏差檢測設備，包括設置在地面上的汽車滾筒試驗臺的滾筒臺架，作為汽車後軸擺正裝置(A)，其特徵在於還包括分別設置於整車檢測場地一側和上方的車身高度差測量裝置(B)、軸偏角測量裝置(C)和電控系統(D)；其車身高度差測量裝置(B)由一立式機架(1)和設置在該機架上的升降機構、通過雙層攝像機轉臺(7)設置在升降機構上的車前攝像機(9)、車後攝像機(10)及反饋攝像機(9、10)上下位移量的高度位移傳感器(11)組成；其軸偏角測量裝置(C)由吊置的縱嚮導軌(19)和可在該導軌上縱向移動的滑臺(17)、通過攝像機轉臺(13)設置在滑臺(17)之下端橫嚮導軌(21)上的車頂攝像機(12)及分別反饋攝像機(12)縱向或橫向位移量的縱向位移傳感器(20)、橫向位移傳感器(15)組成；其電控系統(D)主要由變頻調速器、放大電路、輸入輸出接口電路、工業控制計算機、圖像採集卡及相應的控制軟體組成；所述的攝像機(9、10、12)分別通過圖像採集卡與計算機相聯接，所述的高度位移傳感器(11)、縱向位移傳感器(20)、橫向位移傳感器(15)通過放大濾波與計算機A/D轉換接口相聯接，所述的車身高度差測量裝置(B)升降機構之驅動電機(2)通過變頻調速器與計算機輸出接口控制聯接，所述的軸偏角測量裝置(C)上驅動滑臺(17)縱向位移的電機、驅動攝像機轉臺(13)橫向位移的電機(14)分別與計算機輸出接口控制聯接。
2.根據權利要求1所述的汽車車體形位偏差檢測設備，其特徵在於所述的車身高度差測量裝置(B)中的升降機構由一立設在機架(1)上的絲槓(5)、螺接在絲槓(5)上的螺母(8)、通過減速器(3)驅動連接在絲槓(5)下端的電機(2)及與絲槓(5)平行設置的升降導軌(6)組成，螺母(8)固連在所述的雙層攝像機轉臺(7)上，雙層攝像機轉臺(7)的兩側端與升降導軌(6)呈滑配合嵌接。
3.根據權利要求1所述的汽車車體形位偏差檢測設備，其特徵在於所述的高度位移傳感器(11)是一與絲槓(5)上端同軸聯接的角度編碼器。
4.根據權利要求1所述的汽車車體形位偏差檢測設備，其特徵在於所述的軸偏角測量裝置C中的滑臺(17)通過設置在滑臺上的四個滑輪(18)懸掛在縱嚮導軌(19)上，滑輪(18)軸通過減速器(22)與電機(23)驅動連接；所述的攝像機轉臺(13)通過設置在滑臺(17)之下端橫嚮導軌(21)中的絲杆與減速器(16)、電機(14)驅動連接。
5.根據權利要求1所述的汽車車體形位偏差檢測設備，其特徵在於所述的縱向位移傳感器(20)是一通過鏈輪與滑輪(18)軸軸向連接的角度編碼器；所述的橫向位移傳感器(15)是一連接在所述的滑臺(17)下端橫嚮導軌(21)中絲杆一端上的角度編碼器。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車車體形位偏差檢測設備，它包括分別設置於檢測場地地面、一側和上方的汽車後軸擺正裝置、由通過攝像機轉臺設置在機架升降機構上的車前攝像機、車後攝像機及反饋攝像機上下位移量的高度位移傳感器組成的車身高度差測量裝置、由通過攝像機轉臺設置在可沿吊置的導軌縱向移動的滑臺上的車頂攝像機及分別反饋攝像機縱向或橫向位移量的縱向位移傳感器、橫向位移傳感器組成的軸偏角測量裝置和計算機控制系統。將汽車駛入檢測場地即能夠快速非接觸式檢測汽車車體外緣左右對稱點的高度差以及車體與後軸偏斜角，為汽車車體形位偏差檢測提供了行之有效的汽車檢測設備，大大提高其工作效率和檢測精度。
文檔編號G01B11/02GK2738202SQ200420012499
公開日2005年11月2日 申請日期2004年9月17日 優先權日2004年9月17日
發明者蘇建, 林慧英, 千承輝, 何風江, 陳熔, 張立斌, 潘洪達, 劉玉梅, 戴建國, 徐觀, 張玉書, 龔睿 申請人:吉林大學