汽車前輪定位快速檢測臺的製作方法

2023-07-06 03:28:16

專利名稱：汽車前輪定位快速檢測臺的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於車輛性能檢測設備領域，涉及一種汽車前輪定位快速綜合檢測設備。
背景技術：
眾所周知，汽車轉向系統技術性能對汽車是非常重要的。轉向系統的功能是保證車 輛沿指定線路行駛和車輛轉向時操縱靈活、穩定，在這個過程中，轉向輪定位角起到了 決定性的作用。汽車車輪定位主要是指前輪定位，部分轎車和貨車的後輪也有定位要求， 即四輪定位。前輪定位包括前輪外傾角、前輪前束角、主銷後傾角和主銷內傾角，是前軸技術狀況的重要診斷參數；而後輪定位主要有後輪外傾角、後輪前束角等。汽車轉向輪定位角之間協同合作完成了一個又一個的轉向動作。每一輛汽車在設計過程中，都要結合自身特點，精確設定該車前輪定位角的活動範圍，以使車輛在各種工 況上有良好的表現。如果這幾個定位角的協同合作發生了問題，就會導致車輛出現跑偏、 加快輪胎磨損、方向飄忽等故障，增加駕駛難度，影響行車安全。同樣，主銷內傾角、 前輪外傾角、前輪前束角的變化也會使汽車的操縱穩定性降低。因此，定期對汽車的轉 向系統進行檢測是十分必要的。目前，國內市場已有多種類型的四輪定位儀，它們能夠對車輛進行前輪和後輪的定 位檢測。這些四輪定位儀大多分為機械式、光學式、電腦拉線式等，對汽車的各項參數 進行測量校正。它們的測量數據準確，但是這類儀器對單個車輛的測量時間長，短則半 小時，長則達一小時，很顯然，這類儀器不適用於各級檢測站和交通運管部門。 實用新型內容根據以上現有技術中的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種檢測精確， 使用方便，多數據檢測一次完成的汽車前輪定位快速檢測臺。本實用新型解決其技術問題所釆用的技術方案是該汽車前輪定位快速檢測臺，包 括基架，其特徵在於基架上方兩側各設置一臺架，臺架放置在基架導軌上，臺架通過 升降裝置與卡爪裝置相連，卡爪裝置上安裝傳感器，傳感器輸出端連接檢測電路。
卡爪裝置包括卡盤和安裝在卡盤圓周上的三個卡爪,每兩卡爪之間的夾角為120° 。 卡爪裝置的作用在與將待測車前車輪卡緊，以便於前束傳感器和傾角傳感器檢測數據。卡爪裝置上安裝的傳感器包括前束傳感器和傾角傳感器，前束傳感器和傾角傳感器 的輸出端連接檢測電路。臺架包括底架、中架、上架，底架前後兩側安裝有軸承，軸承略高於底架上表面， 中架底部焊接有導軌，導軌與底架的軸承接觸連接。中架左右兩側安裝有軸承，軸承略高於中架上表面，上架底部焊接有導fL，導軌與 中架的軸承接觸連接。上架上設有轉角裝置，轉角裝置前方依次設置前輪導向架和滾輪，前輪導向架底部 連接舉升氣缸。前輪導向架在被檢車輛臺架之前，由舉升氣缸舉起使被檢車輛與之對正， 保證被檢車輛前輪能夠正確駛向轉角裝置。轉角裝置包括轉向盤、導向光槓和定位氣缸，轉向盤和上架之間設置滾動軸承支撐， 轉向盤與定位氣缸連接，並與導向光槓固定在一起，轉角傳感器設置在轉向盤下方，並 與之同軸連接，轉角傳感器的輸出端連接檢測電路。當汽車前輪與轉向盤一起旋轉一定 角度時，轉角傳感器檢測數據。升降裝置包括升降座、垂直絲槓和光槓，垂直絲槓上端設置軸套圓定卡爪裝置，下 端固定連接升降座，導向光槓上端穿過卡爪裝置，下端與升降座固定連接。光槓可以通 過調節其上的螺栓來鎖緊或鬆開光槓，以便於升降裝置控制卡爪裝置的升降。檢測電路包括模數轉換器、處理器、顯示器和控制器，前束傳感器、傾角傳感器和 轉角傳感器的輸出端連接模數轉換器的輸入端，模數轉換器的輸出端連接處理器的輸入 端，處理器的輸出端分別連接顯示器和控制器。檢測電路將前束傳感器、傾角傳感器和 轉角傳感器檢測到的數據進行模數轉化後，輸入處理器進行運算處理，然後將結果通過 顯示器顯示，或者控制器執行動作。工作原理在輪胎氣壓達到檢測要求的情況下，輪胎的最外緣平面與輪胎的幾何中心線所在平 面相互平行，那麼輪胎最外緣平面與鉛垂線所成的角度可認為是汽車的前輪外傾角。左 右兩個前輪的最外緣平面的夾角是前輪前束角。對於主銷後傾角和主銷內傾角，從立體 幾何的角度去分析，在汽車轉向輪處於回正狀態下，將轉向輪向左轉動P° ，轉向輪 回正後再向右轉動e° 。這樣，主銷後傾角的變化與前輪外傾角的變化成唯t確定的 比例關係；主銷內傾角的變化與前輪在汽車前進方向上的角度變化成唯一確定的比例關 系。所謂汽車前進方向的傾角，可以這樣來形容，取定一個水平面，這個水平面與汽車 前輪同軸旋轉；由於汽車底盤結構的存在，當前輪在旋轉一定角度時，被選^l的水平面 不再水平，它與標準水平面的夾角就是汽車前進方向的傾角。計算主銷後傾角和主銷內傾角的比例關係可以用下列公式來表示 Y= ( a 1-a 2) / (2sine ); (1) 在公式(1)中Y為主銷後傾角；0為轉向輪旋轉過的角度；al為前輪左轉P 度時，前輪外傾角的角度；a2為前輪右轉e度時，前輪外傾角的角度。 0= (4>1—4>2) / (2sinP ); (2) 在公式(2)中0為主銷內傾角；0為轉向輪旋轉過的角度；4>1為前輪左轉P 度時，前輪前進方向傾角的角度；4>2為前輪右轉e度時，前輪前進方向傾角的角度。 前輪外傾角和前輪前束可以直接測量得到，主銷後傾角和主銷內傾角需通過汽車前 輪外傾角和前進方向的傾角間接測得。與現有技術相比，本實用新型汽車前輪定位快速檢測臺所具有的有益效果是通過 在檢測臺架的上架上設置帶有前束傳感器和傾角傳感器的卡爪裝置，以及帶有轉角傳感 器的轉角裝置，並且卡爪裝置可以通過升降裝置實現升降，前束傳感器、傾角傳感器和 轉角傳感器檢測到的數據輸出到檢測電路進行處理運算，得到汽車前輪的各項檢測數 據。整個檢測過程簡單方便可靠，準確性和精確性高，檢測速度大大提高，緊為幾分鐘， 效率提高了3-5倍。

圖1是本實用新型的主視結構示意圖； 圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的左視圖；圖4是本實用新型的基架俯視結構示意圖；圖5是轉角裝置結構示意圖；圖6是圖5的仰視圖；圖7是本實用新型的電路方框原理圖；圖8是本實用新型的電路原理圖。圖1-8是本實用新型汽車前輪定位快速檢測臺的最佳實施例，圖1-8中1基架 2
基架導軌 3底架 4中架 5上架 6升降座 7垂直絲槓 8軸套 9卡 盤 10傾角傳感器 11轉向盤 12滾動軸承 13、 32定位齒條 14、 33鎖緊 齒條 15定位氣缸 16導向光槓 17、 19軸承 18導軌20減速機21絲槓 22絲母 23 異步電動機 24 滾輪 25前輪導向架 26控制櫃 27卡爪 28前束傳感器29光槓 30舉升氣缸 31導向氣缸 34軸承座 35轉角傳 感器36卡爪夾緊氣缸37鎖緊氣缸；R1-R8電阻 Wl-W3電位器 RCNET1阻容網絡 Kl-K3按鍵 Jl-J2接口插件 Ul OP07CP運算放大器 U2 LF353N運算放大器 U3 、 U4 CD4051BE多路選擇開關 U5 AD1674JN模數轉換器 U6、 UIO、 Ull SN7禮S245N總線收發器 U7 SN7禮S244N總 線驅動器U8 SN74LS377N帶使能D觸發器U9 SN7禮S175N帶清除端D觸發器U12 GAL18V10D可編程邏輯晶片 U13 SN7407N同相驅動器。
具體實施方式
以下結合附圖1-8對本實用新型作進一步說明如圖l-3所示，汽車前輪定位快速檢測臺機械結構從下部到上部分別為基架l、 底架3、中架4和上架5，底架3、中架4和上架5左右各一個，分別組成左臺架、右 臺架，並且整體放置在基架1上。控制櫃26設置在基架1中部，內部放置部分檢測電 路。底架3和中架4連接部位設置可以相互靠鎖緊氣缸37推動的嚙合裝置,嚙合裝置 的鎖緊齒條33和定位齒條32分別設置在底架3和中架4上。基架1為整體設備支撐部分，基架1上部設置與底架3相適應的導軌2，使得底架 3可沿導軌2左右運動，從而使左右臺架可同時沿導軌2左右移動。在底架3下方設置 擋板，起限位作用，前後各兩塊，防止臺架在導軌2上前後移動。底架3兩側安裝有3-5個軸承19，軸承19也可用滾輪代替，軸承19略高於底架3。 中架4底部焊接有導軌18，導軌18與底架3的軸承19接觸，使中架4可沿導軌18左 右移動，移動的間隙可以通過底架3和中架4之間設置的擋板限定。底架3和中架4之 間可以設置2-6條彈簧起到運動時的緩衝作用。底架3和中架4連接部位分別設置靠鎖 緊氣缸37推動的鎖緊齒條33和定位齒條32。底架3和中架4相對移動後可以通過鎖 緊齒條33和定位齒條32嚙合固定，從而使底架3與中架4鎖緊防止移動。中架4與上架5的聯結關係與底架3和中架4之間的聯接類似，限位、緩衝、鎖緊
過程相同。中架4上的軸承17在左右槽鋼上，相對移動方向為前後方向，鎖緊齒條M 和定位齒條13分別設置在中架4和上架5左右方向各一個。上架4主要部分包括轉角裝置、卡爪裝置、卡爪夾緊氣缸36、轉角傳慼器35、傾 角傳感器IO、前束傳感器28、前輪導向架25和升降裝置，升降裝置包括垂直方向的絲 槓7、光槓29和手搖手柄，通過調節軸套8上的螺栓來鎖緊或鬆開光槓29。卡爪裝置 由升降裝置來調節高度。升降座6下方有四個軸套套在導向光槓16上。卡盤9設置三 個卡爪27，在360度圓周上均布，相互兩個之間夾角呈120° 。卡爪27根部設置水平 安裝的傾角傳感器10。卡盤9的基座上水平且與進車方向垂直安裝一個前束傳感器28。 卡爪27伸出部分在卡盤9上的安裝部位末端可以設置長槽，以便於調節卡爪27的卡緊 半徑。轉向盤11前方依次設置前輪導向架25和滾輪24，前輪導向架25底部設置舉升氣 缸30與之連接。前輪導向架25在被檢車輛上車之前，由舉升氣缸30舉起使被檢車輛 與之對正，保證被檢車輛前輪能夠正確駛向轉向盤11，如有偏差，臺架會通過異步電 動機23來進行調節。轉向盤11下方與上臺架之間有一圈滾動軸承12，用來支撐轉角裝置，又可以使轉 角裝置在其上轉動一定角度。轉角裝置連接有轉向盤定位氣缸15、轉角傳感器35、卡 爪夾緊氣缸36以及氣缸運動時起導向支撐作用的兩根導向光槓16。轉向盤11、轉角傳 感器35、夾緊氣缸36均由緊定螺栓、螺母固定，導向光槓16由轉向盤11下方的軸套 抱緊。如圖4所示，三相異步電動機23經減速機20減速後傳遞給絲槓21，絲槓21另一 端通過軸承座34固定。絲槓21通過螺紋螺旋運動帶動絲母22。由於絲母22是與底架 3用螺栓緊固在一起的，所以絲母22帶動臺架作橫向移動，運動停止後絲母22又可起 到鎖緊臺架的作用。如圖5、 6所示，轉角傳感器35在轉向盤11下方與之同軸連接。卡爪夾緊氣缸36 的活塞杆末端與升降座6底部由螺栓緊定聯接。如圖7所示，檢測電路包括模數轉換器、處理器、顯示器和控制器，前柬傳感器、 傾角傳感器和轉角傳感器的輸出端連接模數轉換器的輸入端，模數轉換器的輸出端連接 處理器的輸入端，處理器的輸出端分別連接顯示器和控制器。以上部件可以均採用現有本行業通用器件連接而成。
檢測電路將前束傳感器、傾角傳感器和轉角傳感器檢測到的數據進行樓數轉化後， 輸入處理器進行運算處理，然後將結果通過顯示器顯示，或者控制器執行動作。如圖8所示，阻容網絡RCNET1等效於16組RC積分電路，有16個輸入端和16個 輸出端。接口插件Jl的1腳-8腳、20腳-27腳分別連接阻容網絡RCNET1的CH1、 CH3、 CH5、 CH7、 CH9、 CHll、 CH13、 CH15、 CH2、 CH4、 CH6、 CH8、 CHIO、 CH12、 CH14、 CH16。 阻容網絡RCNET1的All-AI8連接多路選擇開關U3的13腳、14腳、15腳、12腳、1 腳、5腳、2腳、4腳。阻容網絡RCNET1的AI9-AI16連接多路選擇開關U4的13腳、 14腳、15腳、12腳、l腳、5腳、2腳、4腳。阻容網絡RCNET1的Gl-G16接地。多路 選擇開關U3的6腳連接同相驅動器U13的10腳。多路選擇開關U3的9腳-11腳和多 路選擇開關U4的9腳-ll腳一一對應相連，並分別連接到同相驅動器U13的4腳、12 腳、2腳。多路選擇開關U4的6腳連接同相驅動器U13的6腳。多路選擇開關U3的3 腳和多路選擇開關U4的3腳相連，並且接到運算放大器Ul的3腳。同相驅動器U13的 5腳、11腳、3腳、13腳、1腳分別連接帶清除端D觸發器U9的14腳、15腳、10腳、 7腳、2腳。運算放大器Ul的2腳和6腳連接到一起，6腳通過電阻Rl接到運算放大器U2的2 腳。運算放大器U2的2腳和1腳之間連接電阻R2， 3腳接地。運算放大器U2的1腳和 6腳之間連接電阻R3， 7腳和6腳之間連接電阻R4。運算放大器U2的7腳與模數轉換 器U5的13腳相連。運算放大器U2的7腳和6腳之間連接串聯的電阻R5與按鍵K2。模數轉換器U5的5腳與可編程邏輯晶片U12的17腳相連，3腳和4腳接地，28 腳通過施密特觸發器連接按鍵Kl的2腳，16腳-23腳分別與總線收發器Ull的18腳-11 腳相連，24腳-27腳分別與總線收發器U6的18腳-15腳相連，8腳和10腳之間連接電 位器Wl, 12腳連接按鍵K3的l腳和2腳，8腳與按鍵K3的3腳之間連接電位器W2。 按鍵K3的1腳通過電阻R8接地，還通過電阻R7連接電位器W3的滑動端。總線收發器 U6的9腳-2腳分別與總線收發器Ull的9腳-2腳一一對應相連，並與總線收發器U10 的11腳-18腳相連。總線收發器U6的19腳與可編程邏輯晶片U12的16腳相連。總線 收發器Ull的19腳與可編程邏輯晶片U12的15腳相連。總線收發器U10的2腳-9腳 分別與接口插件J2的A9腳-A2腳一一對應相連。總線收發器U10的1腳和19腳與可 編程邏輯晶片m2的8腳和19腳相連。按鍵K1的2腳、4腳、6腳、8腳相連，按鍵 Kl的l腳、3腳、5腳、7腳分別與接口插件J2的B21腳、B23腳、B24腳、B25腳相
連。按鍵K1的2腳還與總線收發器U6的11腳相連。接口插件J2的A31腳、A30腳、 A29腳、A28腳、B13腳、B14腳分別與可編程邏輯晶片U12的3腳-8腳一一對應相連。帶清除端D觸發器U9的4腳、5腳、12腳、13腳和總線收發器IJ10的18腳、17 腳、16腳、15腳一一對應相連，9腳與可編程邏輯晶片U12的18腳相連。總線收發器 U10的ll腳-18腳分別與總線驅動器U7的9腳、12腳、7腳、14腳、5腳、16腳、3 腳、18腳一一對應相連，並與帶使能D觸發器U8的13腳、8腳、14腳、7腳、17腳、 4腳、18腳、3腳一一對應相連。總線驅動器U7的1腳和19腳接在一起，並連接可編 程邏輯晶片U12的14腳。帶使能D觸發器U8的11腳與可編程邏輯晶片U12的13腳相 連。總線驅動器U7的2腳、4腳、6腳、8腳、11腳、13腳、15腳、17腳分別與接口 插件J1的27腳、28腳、29腳、30腳、9腳、10腳、11腳、12腳一一對應相連。帶 使能D觸發器U8的2腳、5腳、6腳、9腳、12腳、15腳、16腳、19腳與接口插件J1 的32腳、33腳、34腳、35腳、14腳、15腳、16腳、17腳一一對應相連。檢測過程如下第一步升起前輪導向架25。舉升氣缸30、導向氣缸31升起，支撐前輪導向架25。 前輪導向架25呈八字型，汽車上檢測臺時，前輪導向架25使汽車前輪能夠駛上轉向盤 11。第二步左右兩檢測臺架與汽車前輪對正。在左右兩個三相異歩龜動機23的帶動 下，左右兩個檢測臺架能夠左右移動。左右兩檢測臺與汽車前輪對正，這樣汽車上檢測 臺時汽車前輪能夠更加準確的進入轉向盤11的中心處。對正後，汽車上檢測臺。第三步降下前輪導向架25。舉升氣缸30、導向氣缸31降下。第四步調整卡盤9的中心高度和卡爪27臂的長度。根據汽車的前輪中心高和直 徑，手動調整卡爪裝置的中心高度和卡爪27臂的長度。第五步:卡爪裝置夾緊。在卡爪夾緊氣缸36的帶動下，左右兩側的卡爪裝置向內夾 緊，三個卡爪27都緊密接觸到汽車的前輪外緣上。第六步前輪前束角和前輪外傾角的測量。測量系統採集傾角傳感器10和前束傳 感器28的信號，以測得前輪前束角和前輪外傾角的大小。第七步鎖緊氣缸37鬆開底架、中架和上架的鎖緊齒條14、 33和定位齒條13、 32， 以使轉角裝置左右轉動時，底架3、中架4和上架5三者之間能夠相互的自由移動。第八步轉向盤定位氣缸15鬆開，以使轉角裝置能夠左右移動。
第九步轉角裝置左轉10度。測量系統採集傾角傳感器10的信號，以測得汽車前 輪外傾角和前進方向傾角的大小。在旋轉過程中，轉角裝置與卡爪裝置相連，卡爪裝置 緊貼前輪也左轉10度。第十步轉角裝置回位。卡爪裝置在轉角裝置的帶動下回位。第十一步轉角裝置右轉10度。測量系統採集傾角傳感器10的信號，以測得汽車 前輪外傾角和前進方向傾角的大小。在旋轉過程中，轉角裝置與卡爪裝置相連，卡爪裝 置緊貼前輪也右轉10度。第十二步轉角裝置回位。卡爪裝置在轉角裝置的帶動下回位。 第十三步轉向盤定位氣缸15鎖緊，防止轉角裝置左右轉動。 第十四步鎖緊氣缸37鎖緊底架3、中架4和上架5，防止底架3、中架4和上架 5三者之間發生相對移動。 檢測結束。
權利要求1、汽車前輪定位快速檢測臺，包括基架，其特徵在於基架(1)上方兩側各設置一臺架，臺架放置在基架導軌(2)上，臺架通過升降裝置與卡爪裝置相連，卡爪裝置上安裝傳感器，傳感器輸出端連接檢測電路。
2、 根據權利要求l所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於卡爪裝置包括 卡盤(9)和安裝在卡盤(9)圓周上的三個卡爪(27)，每兩卡爪(27)之間的夾角為 120° 。
3、 根據權利要求2所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於卡爪裝置上安 裝的傳感器包括前束傳感器(28)和傾角傳感器(10)，前束傳感器(28)和傾角傳感 器(10)的輸出端連接檢測電路。
4、 根據權利要求1所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於臺架包括底架 (3)、中架(4)、上架(5),底架(3)前後兩側安裝有軸承(19),軸承(19)略高於底架(3)上表面，中架(4)底部焊接有導軌(18),導軌(18)與底架(3)的軸承(19) 接觸連接。
5、 根據權利要求4所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於中架(4)左右 兩側安裝有軸承，軸承略高於中架(4)上表面，上架(5)底部焊接有導軌，導軌與中 架(4)的軸承接觸連接。
6、 根據權利要求4所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於上架(5)上設 有轉角裝置，轉角裝置前方依次設置前輪導向架(25)和滾輪(24)，前輪導向架(25) 底部連接舉升氣缸(30)。
7、 根據權利要求6所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於轉角裝置包括 轉向盤(11)、導向光槓(16)和定位氣缸(15),轉向盤(11)和上架(5)之間設置 滾動軸承(12)支撐，轉向盤(11)與定位氣缸(15)連接，並與導向光槓(16)固定 在一起，轉角傳感器(35)設置在轉向盤(11)下方，並與之同軸連接，轉角傳感器(35) 的輸出端連接檢測電路。
8、 根據權利要求l所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於升降裝置包括 升降座(6)、垂直絲槓(7)和光槓(29),垂直絲槓(7)上端設置軸套(8)固定卡爪 裝置，下端固定連接升降座(6),光槓(29)上端穿過卡爪裝置，下端與升降座(6)固定連接。
9、根據權利要求1所述的汽車前輪定位快速檢測臺，其特徵在於檢測電路包括 模數轉換器、處理器、顯示器和控制器，前束傳感器，傾角傳感器和轉角傳感器的輸出 端連接模數轉換器的輸入端，模數轉換器的輸出端連接處理器的輸入端，處理器的輸出 端分別連接顯示器和控制器。
專利摘要一種汽車前輪定位快速檢測臺，屬於車輛性能檢測設備領域。包括基架，其特徵在於基架(1)上方兩側各設置一臺架，臺架放置在基架導軌(2)上，臺架通過升降裝置與卡爪裝置相連，卡爪裝置上安裝傳感器，傳感器輸出端連接檢測電路。通過在檢測臺架的上架上設置帶有前束傳感器和傾角傳感器的卡爪裝置，以及帶有轉角傳感器的轉角裝置，前束傳感器、傾角傳感器和轉角傳感器檢測到的數據輸出到檢測電路進行處理運算，得到汽車前輪的各項檢測數據，使得整個檢測過程簡單方便可靠，準確性和精確性高，節省時間和勞動力。
文檔編號G01M17/06GK201032476SQ20072001841
公開日2008年3月5日 申請日期2007年2月3日 優先權日2007年2月3日
發明者明 曲 申請人:山東科大微機應用研究所有限公司