专利名称：一种汽车转向轮定位动态检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车性能检测装置领域，涉及一种汽车转向轮定位动态检测仪。
背景技术：
汽车转向轮定位是主销后倾、主销内倾、转向轮外倾、转向轮前束的统称，转向轮定位是指主销后倾角、主销内倾角、转向轮外倾角、转向轮前束(mm)，对此，各种车型各汽车制造厂均有规定；主销后倾、主销内倾能保证汽车的转向轮有自动回正的能力，并能保证汽车稳定的直线行驶；转向轮外倾和前束主要是能保证汽车行驶的安全性、稳定性和经济性，尤其是消除轮胎侧滑，减轻不均匀磨损。
现有技术中，汽车转向轮定位值的检测分为静态检测和动态检测两种静态检测是在转向轮静止状态下，用车轮定位仪对转向轮定位值进行几何法的检测，再参照设计标准进行调整，其结果大多为“经验值”，虽然可调整到接近或等于设计值，但一般不会是转向轮正常行驶中转动状态下的最佳值，因此有着很大局限性；动态检测是在转向轮处于一定的模拟速度行驶的动态状态下，用测量仪或设备检测，转向轮定位值或转向轮定位产生的各种侧向力(以下称侧滑力)或由此而产生的转向轮测滑量，此法大大优于静态检测；就以下两种动态检测仪而言一种是利用独立的“小车”，分别将各车轮托起的四轮定位法，四个“小车”互相独立，有一台后轮“小车”是固定式的，其余三台则分别具有整体性平衡找正结构；“小车”上的驱动辊驱动车轮转动，与此同时，相应部位的检测头测量并传输、显示被测车辆的各轮的定位值，然后参照设计标准进行调整，直到“小车”平衡找正为止，即达最佳状态；其不足之处在于以“小车”平衡找正为最佳状态与实际不符，原因在于，“小车”上驱动辊获取的各种侧滑力的检测部位与汽车实际行驶中测滑力真正的作用部位——即轮胎与地面接触的部位不相符合，因此也不可能调整到真正实际的最佳状态；另一种也是利用独立的“小车”，“小车”上的驱动辊驱动车轮转动，但转向轮用的两台“小车”是同轴式定位连接在一起，只能作整体性同轴式的轴向位移，通过相应的力传感器转换，将两个转向轮定位产生的各种侧滑力的合力检测并显示出来，通过相应的调整，使测滑力的绝对值最小，即达最佳状态，其不足之处在于检测部位与汽车实际不相符合，因此也不可能调整到真正实际的最佳状态，另外该方法只适用于非独立悬架的汽车，不适用于独立悬架的汽车。
发明内容
解决的技术问题提供一种汽车转向轮定位动态检测仪，采用能模拟汽车实际行驶中转向轮真正的测滑力所作用的部位进行检测的结构，解决现有技术中动态检测仪因检测部位与实际不符而造成的检测结果不符合实际的问题，同时能适宜于各种类型的汽车；结构合理、使用简单方便、运行稳定可靠，并适用于各种类型的汽车。
采用的技术方案一种汽车转向轮定位动态检测仪，具有固定主架1，转向轮驱动机构2，力的传动测量机构3，信号传输、显示系统4以及操作、调控装置和相应的附件，其特征在于固定主架1上装有旋转托盘5，该托盘上固定装有附架6，转向轮驱动机构2、力的传动测量机构3和信号传输、显示系统4以及操作、调控装置均装在附架6上；转向轮驱动机构2的具体结构如下在附架6上左、右对称式分别固定装有两组同步而独立的驱动装置，每组驱动装置各有相互配套的主动驱动辊7和被动驱动辊8各一个，主动驱动辊7上装有驱动电机9；力的传动测量机构3的具体结构如下具有长条状测量平台10，该平台的中心轴线0-0’与主动驱动辊7和被动驱动辊8的转动轴线x-x’和y-y’相互平行并等距，测量平台10上左、右对称式分别固定装有两组测量滚筒11，并分别与两组驱动装置配套对应，而且测量滚筒11的转动轴线z-z’与主动驱动辊7和被动驱动辊8的转动轴线x-x’和y-y’相互平行并等距；测量滚筒11通过轴承座12及配套轴承13与测量平台10固定连接在一起；在两组测量滚筒11相对的内端的端轴14的外端上，分别装有受力传感装置15并共同与中央功能架16相互关连在一起；中央功能架16具有使两组受力传感装置15合一对外传输、显示检测结果或分别单独对外传输、显示检测结果的结构组成，中央功能架16通过小支架17与测量平台10连接在一起；测量平台10具有相应配套的装在附架6上的限位升降机构18和限位升降导轨19；信号传输、显示系统4的具体结构如下由受力传感装置15输出的力信号经比较器20转换以后，再进入放大器21，此后分两路，一路经A/D模数转换22后输入CPU(单片机)23，并由其对外输出数码屏显24或打印机25，另一路去指针表26对外显示。
有益效果由于力的传动测量机构3中的测量滚筒11，在模拟汽车实际行驶中正确接触到转向轮真正的侧滑力所作用的部位——即轮胎与地面接触的部位，因此检测值是符合实际的，依此进行调整到最佳状态，也是符合实际的；结构合理、使用简单方便、运行稳定可靠，同时能适用于各种类型的汽车。
图1、总体结构示意俯视图；图2、按图1所示A-A剖视图；图3、按图1所示B-B剖视图；图4、按图1所示A向视图；
图5、信号传输、显示系统4以及操作、调控装置电路原理方块图；图6、按图2所示中央功能架16的C-C剖视图；图7、用于独立悬架汽车检测时受力传感装置15的结构组成示意图；图8、用于非独立悬架汽车检测时受力传感装置15的结构组成示意图；具体实施方式
结合附图进一步详加说明；如图2和4所示，限位升降机构18采用气缸27升降结构，该气缸的缸体与活塞杆分别与附架6和测量平台10固定连接在一起；限位升降机构18也可以采用液压缸或螺旋杆升降结构。
如图1和7所示，用于独立悬架汽车检测时，两组测量滚筒11相对的内端的端轴14的外端上，分别装有两组结构完全相同并且以中央功能架16对称安装的受力传感装置15，其结构组成为依据与转动轴线z-z’同轴的原则，分别依次装有受力器28、压力传感器29、受力器30；受力器28的结构如下固定在端轴14的外端上的桶状螺栓47与配套的压动螺母48组成空腔，该空腔内具有顶杆51的顶头50，还有复位簧49位于顶头50与桶状螺栓47的内底之间，顶杆51活动穿过压动螺母48的底孔之后直接与压力传感器29相互关联在一起；受力器30的结构如下桶状螺栓52与配套的带短轴53的拉动螺母54组成空腔，该空腔内具有拉杆55，其端头56顶在拉动螺母54的底上，还有复位簧31套在拉杆55上，拉杆55穿过桶状螺栓52的底孔后直接与压力传感器29相互关联在一起，短轴53可拆卸性的固定在中央功能架16上。
如图1和8所示，用于非独立悬架汽车检测时，两组测量滚筒11相对的内端的端轴14的外端上，分别装有两组结构不同的受力传感装置15，并且分别安装在中央功能架16的两侧；其结构组成分别如下，一组为依据与转动轴线z-z’同轴的原则，分别依次装有受力器28、压力传感器29、受力器30；受力器28的结构如下固定在端轴14的外端上的桶状螺栓47与配套的压动螺母48组成空腔，该空腔内具有顶杆51的顶头50，还有复位簧49位于顶头50与桶状螺栓47的内底之间，顶杆51活动穿过压动螺母48的底孔之后直接与压力传感器29相互关联在一起；受力器30的结构如下桶状螺栓52与配套的带短轴53的拉动螺母54组成空腔，该空腔内具有拉杆55，其端头56顶在拉动螺母54的底上，还有复位簧31套在拉杆55上，拉杆55穿过桶状螺栓52的底孔后直接与压力传感器29相互关联在一起，短轴53可拆卸性的固定在中央功能架16上；另一组为只保留受力器28，并将其顶杆51通过连杆58延长直至与中央功能架16连接在一起，连杆58穿过可拆卸性的装在测量平台10上的定位导向支架59，该支架两侧具有结构相同并且对称分布的平衡弹簧60套在连杆58上，两个平衡弹簧60的外端，分别具有与连杆58螺纹型连接在一起的调节螺母57。这两组结构不同的受力传感装置15，可以很方便的互换，以分别适用于独立悬架汽车或非独立悬架汽车的检测。
如图1、2、3和6所示，中央功能架16的结构为具有中轴32，其上具有轴孔33以及与受力传感装置15相互关连在一起的机构；中轴32的两端面装有轴承34，另有与轴孔33配套对应的轴销35，小支架17上具有与轴销35配套对应的对称限位孔36以及轴承34的滚动平台37；插入轴销35后，中轴32即被定位限定而不能左、右移动，此时，两组测量滚筒11及相应的受力传感装置15将分别传动、检测、对外传输显示对左、右转向轮定位的检测结果，此种情况下，可适用于独立悬架的汽车；拔出轴销35后，中轴32能同时带动两组传感装置15左、右位移，此时，两组测量滚筒11及相应的受力传感装置15将分别传动、检测并合一对外传输、显示对左、右转向轮定位的合一检测结果，此种情况下，可适用于非独立悬架的汽车。
如图1、2和4所示，限位升降导轨19的结构为，具有装在附架6上的小支架38，其上装有相应的导轮39，导轮39与测量平台10的两侧立面相互对应。
如图1、2和3所示，为防止停止检测后，车辆移动损伤检测仪，在固定主架1与附架6之间装有锁定机构40，其锁定开关与转向轮驱动机构2的驱动开关联锁，检测停止即锁定附架6，从而将附架6定位固定。
如图1、2和4所示，因附件6较大、较重且呈长条状，为保证旋转托盘5及检测仪的整体安全运行，在固定架1与附架6的底面相对应的部位上，装有托架41，该托架的顶部装有滚轮42，该滚轮与附架6的相应底面相互对应。
如图1、2和4所示，在与主动驱动辊7和被动驱动辊8的相关部位，于附架6上固定装有过渡板43；操作盘46装在附架6的中央顶部。
如图6所示，操作、调控装置如下总电源经主开关K0之后分四路，一路经开关K1，去变压整流器44，一路经驱动开关K2去驱动电机9，一路经开关K3去升降机构18，一路经锁定开关K4去锁定机构40；K1、K3、K4均与K2联锁，另外驱动电机9还设有调速器45；相应的仪表、调控用开关等均装在操作盘46上。
使用方法及工作原理简述检测仪通过固定主架1固定安装在地槽式基础之上。
被检测汽车的转向轮于主动驱动辊7和被动驱动辊8上就位后，即可启动驱动开关K2使驱动电机9运转，由于联锁控制，与此同时锁定机构40解锁，升降机构18以上升力顶起测量平台10到位并维持不变，相应的显示机构对外显示；转向轮在主动驱动辊7和被动驱动辊8的驱动下运转，同时在旋转托盘5的作用下能将汽车车身自动调正，并且还可以用调速器45调节运转速度；测量平台10上升推动测量滚筒11上升，直到与转向轮的轮胎以模拟地面的形式接触在一起，并在转向轮的带动下同步运转，运转中，升降机构18必须始终维持一定的上升力，以保证测量滚筒11始终与轮胎可靠接触；转向轮定位产生的侧滑力直接作用于测量滚筒11上并使其产生轴向位移，从而带动测量滚筒11的端轴14产生轴向位移，同时，通过相应的受力传感装置15将侧滑力的信号经相应电路、仪器传输、转换并显示出来；依据转向轮定位产生的侧滑力检测结果，在转向轮定位动态模拟状态下同时进行相应的调整，调整必须依据相应的规则和方法进行。
对于独立悬架的汽车，其转向轮定位动态检测时，需将中央功能架16的轴销35插入中轴32的轴孔33及限位孔36内，并且采用结构相同而且相互对称分布的两组受力传感装置15的结构型式，此时左、右转向轮定位产生的侧滑力处于互相独立、互不相干，并分别传动、检测、转输和显示；此种情况下，调至侧滑力等于零为最佳。
对于非独立悬架的汽车，其转向轮定位动态检测时，需拔掉轴销35，并且采用结构不同的两组受力传感装置15的结构型式，此时左、右转向轮定位产生的侧滑力处于相互联系、协调，即分别传动、检测又合一传输、显示合力，此种情况下，调至侧滑力的绝对值达最小为最佳。
检测完毕，关闭驱动开关K2，即可恢复原态。
权利要求1.一种汽车转向轮定位动态检测仪，具有固定主架(1)，转向轮驱动机构(2)，力的传动测量机构(3)，信号传输、显示系统(4)以及操作、调控装置和相应的附件，其特征在于固定主架(1)上装有旋转托盘(5)，该托盘上固定装有附架(6)，转向轮驱动机构(2)、力的传动测量机构(3)和信号传输、显示系统(4)以及操作、调控装置均装在附架(6)上；转向轮驱动机构(2)的具体结构如下在附架(6)上左、右对称式分别固定装有两组同步而独立的驱动装置，每组驱动装置各有相互配套的主动驱动辊(7)和被动驱动辊(8)各一个，主动驱动辊(7)上装有驱动电机(9)；力的传动测量机构(3)的具体结构如下具有长条状测量平台(10)，该平台的中心轴线O-O’与主动驱动辊(7)和被动驱动辊(8)的转动轴线x-x’和y-y’相互平行并等距，测量平台(10)上左、右对称式分别固定装有两组测量滚筒(11)，并分别与两组驱动装置配套对应，而且测量滚筒(11)的转动轴线z-z’与主动驱动辊(7)和被动驱动辊(8)的转动轴线x-x’和y-y’相互平行并等距；测量滚筒(11)通过轴承座(12)及配套轴承(13)与测量平台(10)固定连接在一起；在两组测量滚筒(11)相对的内端的端轴(14)外端上，分别装有受力传感装置(15)并共同与中央功能架(16)相互关连在一起；中央功能架(16)具有使两组受力传感装置(15)合一对外传输、显示检测结果或分别单独对外传输、显示检测结果的结构组成，中央功能架(16)通过小支架(17)与测量平台(10)连接在一起；测量平台(10)具有相应配套的装在附架(6)上的限位升降机构(18)和限位升降导轨(19)；信号传输、显示系统(4)的具体结构如下由受力传感装置(15)输出的力信号经比较器(20)转换以后，再进入放大器(21)，此后分两路，一路经A/D模数转换(22)后输入CPU(单片机)(23)，并由其对外输出数码屏显(24)或打印机(25)，另一路去指针表(26)对外显示。
2.根据权利要求1所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于限位升降机构(18)采用气缸(27)升降结构，该气缸的缸体与活塞杆分别与附架(6)和测量平台(10)固定连接在一起；限位升降机构(18)也可采用液压缸或螺旋杆升降结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于第一、两组测量滚筒(11)相对的内端的端轴(14)的外端上，分别装有两组结构完全相同并且以中央功能架(16)对称安装的受力传感装置(15)，其结构组成为依据与转动轴线z-z’同轴的原则，分别依次装有受力器(28)、压力传感器(29)、受力器(30)；受力器(28)的结构如下固定在端轴(14)的外端上的桶状螺栓(47)与配套的压动螺母(48)组成空腔，该空腔内具有顶杆(51)的顶头(50)，还有复位簧(49)位于顶头(50)与桶状螺栓(47)的内底之间，顶杆(51)活动穿过压动螺母(48)的底孔之后直接与压力传感器(29)相互关联在一起；受力器(30)的结构如下桶状螺栓(52)与配套的带短轴(53)的拉动螺母(54)组成空腔，该空腔内具有拉杆(55)，其端头(56)顶在拉动螺母(54)的底上，还有复位簧(31)套在拉杆(55)上，拉杆(55)穿过桶状螺栓(52)的底孔后直接与压力传感器(29)相互关联在一起，短轴(53)可拆卸性的固定在中央功能架(16)上。第二、或者两组测量滚筒(11)相对的内端的端轴(14)的外端上，分别装有两组结构不同的受力传感装置(15)，并且分别安装在中央功能架(16)的两侧；其结构组成分别如下，其中一组的结构组成与上述“第一”中所述的受力传感装置(15)的结构组成完全相同；另一组的结构组成为只保留受力器(28)，并将其顶杆(51)通过连杆(58)延长直至与中央功能架(16)连接在一起，连杆(58)穿过可拆卸性的装在测量平台(10)上的定位导向支架(59)，该支架两侧具有结构相同并且对称分布的平衡弹簧(60)套在连杆(58)上，两个平衡弹簧(60)的外端，分别具有与连杆(58)螺纹型连接在一起的调节螺母(57)。
4.根据权利要求1或2所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于中央功能架(16)的结构为具有中轴(32)，其上具有轴孔(33)以及与受力传感装置(15)相互关连在一起的机构；中轴(32)的两端面装有轴承(34)，另有与轴孔(33)配套对应的轴销(35)，小支架(17)上具有与轴销(35)配套对应的对称限位孔(36)以及轴承(34)的滚动平台(37)。
5.根据权利要求3所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于中央功能架(16)的结构为具有中轴(32)，其上具有轴孔(33)以及与受力传感装置(15)相互关连在一起的机构；中轴(32)的两端面装有轴承(34)，另有与轴孔(33)配套对应的轴销(35)，小支架(17)上具有与轴销(35)配套对应的对称限位孔(36)以及轴承(34)的滚动平台(37)。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于限位升降导轨(19)的结构为，具有装在附架(6)上的小支架(38)，其上装有相应的导轮(39)，导轮(39)与测量平台(10)的两侧立面相互对应；在固定主架(1)与附架(6)之间装有锁定机构(40)；在固定主架(1)与附架(6)的底面相对应的部位上，装有托架(41)，该托架的顶部装有滚轮(42)，该滚轮与附架(6)的相应底面相互对应；在与主动驱动辊(7)和被动驱动辊(8)的相关部位，于附架(6)上固定装有过渡板(43)；操作盘(46)装在附架(6)的中央顶部。
7.根据权利要求3所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于限位升降导轨(19)的结构为，具有装在附架(6)上的小支架(38)，其上装有相应的导轮(39)，导轮(39)与测量平台(10)的两侧立面相互对应；在固定主架(1)与附架(6)之间装有锁定机构(40)；在固定主架(1)与附架(6)的底面相对应的部位上，装有托架(41)，该托架的顶部装有滚轮(42)，该滚轮与附架(6)的相应底面相互对应；在与主动驱动辊(7)和被动驱动辊(8)的相关部位，于附架(6)上固定装有过渡板(43)；操作盘(46)装在附架(6)的中央顶部。
8.根据权利要求4所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于限位升降导轨(19)的结构为，具有装在附架(6)上的小支架(38)，其上装有相应的导轮(39)，导轮(39)与测量平台(10)的两侧立面相互对应；在固定主架(1)与附架(6)之间装有锁定机构(40)；在固定主架(1)与附架(6)的底面相对应的部位上，装有托架(41)，该托架的顶部装有滚轮(42)，该滚轮与附架(6)的相应底面相互对应；在与主动驱动辊(7)和被动驱动辊(8)的相关部位，于附架(6)上固定装有过渡板(43)；操作盘(46)装在附架(6)的中央顶部。
9.根据权利要求1、2、5、7或8所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于操作、调控装置如下总电源经主开关K0之后分四路，一路经开关K1，去变压整流器(44)，一路经驱动开关K2去驱动电机(9)，一路经开关K3去升降机构(18)，一路经锁定开关K4去锁定机构(40)；K1、K3、K4均与K2联锁，另外驱动电机(9)还设有调速器(45)；相应的仪表、调控用开关等均装在操作盘(46)上。
10.根据权利要求4所述的一种汽车转向轮定位动态检测仪，其特征在于操作、调控装置如下总电源经主开关K0之后分四路，一路经开关K1，去变压整流器(44)，一路经驱动开关K2去驱动电机(9)，一路经开关K3去升降机构(18)，一路经锁定开关K4去锁定机构(40)；K1、K3、K4均与K2联锁，另外驱动电机(9)还设有调速器(45)；相应的仪表、调控用开关等均装在操作盘(46)上。
专利摘要一种汽车转向轮定位动态检测仪，属于汽车性能检测装置领域；主要是解决现有技术中因检测部位与实际不符而造成的检测结果不符合实际的问题；具体方案为独立设置转向轮驱动机构(2)和力的传动测量机构(3)，使测量滚筒(11)位于主驱动辊(7)和被动驱动辊(8)之正中间位置，同时测量滚筒(11)固定装在具有升降机构(18)和限位升降导轨(19)的测量平台(10)上，动态模拟检测中，测量滚筒(11)以模拟地面的形式与转向轮的轮胎接触于轮胎与地面接触的部位，并在运转中将侧滑力通过受力传感装置(15)及相应的器件进行传动、检测、传输和显示；其有益之处为转向轮定位动态检测值符合实际，依此进行调整可达实际的最佳状态；结构合理、使用简单方便，运行稳定可靠，能适用于各种类型的汽车。
文档编号G01M17/06GK2681115SQ200420002450
公开日2005年2月23日 申请日期2004年1月20日 优先权日2004年1月20日
发明者张新国 申请人:张新国