专利名称：汽车车体形位偏差检测设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车性能检测设备，特别是一种非接触式的对整车进行其车体形位偏差测试的汽车检测设备。
背景技术：
汽车车体形位偏差是指汽车车身左右对称点高度差(即车身或相对水平面的偏斜角)，以及汽车后轴中心线相对于车身的纵向轴线的偏角，由上述两偏差所共同引起的车身形状变化和位置变化。
汽车在使用过程中，由于车架发生变形，车桥发生变形、窜动、骑马螺栓松动，车桥联接部位发生磨损、松旷等原因便会造成汽车车身的纵轴线在不垂直于后轴。汽车直线行驶时，车身纵向轴与汽车行驶直线形成一定夹角，即产生汽车横行现象。形成一定的轴偏角。当这个角度超过一定的限度时，会对汽车的使用性能产生显著的影响。导致制动侧滑，直行跑偏，增加占道宽度，极易发生交通事故。特别对汽车的操纵稳定性，直线行驶性，汽车的侧滑，轮胎的磨损等影响显著。它所造成的经济损失和潜在危险不容忽视，故研究实用的汽车轴偏角测量设备具有重要意义。而目前，国内外还没有非接触测量汽车轴偏角和车身左右对称点高度差的多功能测试系统。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种汽车车体形位偏差检测设备，能够实现快速非接触式检测汽车车体外缘左右对称点的高度差以及借助于滚筒试验台检测车体与后轴偏斜角，以提高其工作效率和检测精度。
本实用新型汽车车体形位偏差检测设备，包括设置在地面上的汽车滚筒试验台的滚筒台架，作为汽车后轴摆正装置，其特征在于还包括分别设置于整车检测场地一侧和上方的车身高度差测量装置、轴偏角测量装置和电控系统；其车身高度差测量装置由一立式机架和设置在该机架上的升降机构、通过双层摄像机转台设置在升降机构上的车前摄像机、车后摄像机及反馈摄像机上下位移量的高度位移传感器组成；其轴偏角测量装置由吊置的纵向导轨和可在该导轨上纵向移动的滑台、通过摄像机转台设置在滑台之下端横向导轨上的车顶摄像机及分别反馈摄像机纵向或横向位移量的纵向位移传感器、横向位移传感器组成；其电控系统主要由变频调速器、放大电路、输入输出接口电路、工业控制计算机、图像采集卡及相应的控制软件组成；所述的摄像机分别通过图像采集卡与计算机相联接，所述的高度位移传感器、纵向位移传感器、横向位移传感器通过放大滤波与计算机A/D转换接口相联接，所述的车身高度差测量装置升降机构之驱动电机通过变频调速器与计算机输出接口控制联接，所述的轴偏角测量装置上驱动滑台纵向位移的电机、驱动摄像机转台横向位移的电机分别与计算机输出接口控制联接。
通过本实用新型的车身高度差测量装置的车前摄像机、车后摄像机扑捉车前、车后两侧水平对称点，经过电控系统计算机软件运算可检测出车身左右高度差；通过轴偏角测量装置的车顶摄像机分别扑捉车前、后两侧边缘对称点经过电控系统计算机软件运算测得车前、后中心点位置，进而获得汽车轴偏角测量值。
本实用新型汽车车体形位偏差检测设备，只要将汽车驶入检测场地即能够快速非接触式检测汽车车体外缘左右对称点的高度差以及车体与后轴偏斜角，为汽车车体形位偏差检测提供了行之有效的汽车检测设备，大大提高其工作效率和检测精度。
图1是本实用新型整体组成布置示意图；图2是图1中所示车身高度差测量装置B结构立体示意图；图3是图1中所示轴偏角测量装置C结构立体示意图；图4是检测车身高度差时的工作状态示意图；图5、图6是检测车体与后轴偏斜角时的工作状态示意图；图7是本实用新型电控系统电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本实用新型结构作进一步详细说明。
参照图1，汽车车体形位偏差检测设备，包括设置在地面上的汽车滚筒试验台的滚筒台架，作为汽车后轴摆正装置A，其特征在于还包括分别设置于整车检测场地一侧和上方的车身高度差测量装置B、轴偏角测量装置C和电控系统D，参照图2，其车身高度差测量装置B由一立式机架1和设置在该机架上的升降机构、通过双层摄像机转台7设置在升降机构上的车前摄像机9、车后摄像机10及反馈摄像机9、10上下位移量的高度位移传感器11组成；参照图3，其轴偏角测量装置C由吊置的纵向导轨19和可在该导轨上纵向移动的滑台17、通过摄像机转台13设置在滑台17之下端横向导轨21上的车顶摄像机12及分别反馈摄像机12纵向或横向位移量的纵向位移传感器20、横向位移传感器15组成；参照图7，其电控系统D主要由变频调速器、放大电路、输入输出接口电路、工业控制计算机、图像采集卡及相应的控制软件组成；所述的摄像机9、10、12分别通过图像采集卡与计算机相联接，所述的高度位移传感器11、纵向位移传感器20、横向位移传感器15通过放大滤波与计算机A/D转换接口相联接，所述的车身高度差测量装置B升降机构之驱动电机2通过变频调速器与计算机输出接口控制联接，所述的轴偏角测量装置C上驱动滑台17纵向位移的电机、驱动摄像机转台13横向位移的电机14分别与计算机输出接口控制联接。
图1中所示的A为汽车滚筒试验台的滚筒台架，作为本实用新型的汽车后轴摆正装置。
参照图2，所述的车身高度差测量装置B中的升降机构由一立设在机架1上的丝杠5、螺接在丝杠5上的螺母8、通过减速器3驱动连接在丝杠5下端的电机2及与丝杠5平行设置的升降导轨6组成，螺母8固连在所述的双层摄像机转台7上，双层摄像机转台7的两侧端与升降导轨6呈滑配合嵌接。通过电机2驱动丝杠5旋转即可使双层摄像机转台7沿升降导轨6上下移动。
所述的高度位移传感器11是一与丝杠5上端同轴联接的角度编码器，由其输出的角度值，通过转换计量升降转台的升降值，即车身高度差。
参照图3，所述的轴偏角测量装置C中的滑台17通过设置在滑台上的四个滑轮18悬挂在纵向导轨19上，滑轮18轴通过减速器22与电机23驱动连接，通过电机23驱动滑轮18使滑台17在纵向导轨19上移动；所述的摄像机转台13通过设置在滑台17之下端横向导轨21中的丝杆(图中未标出)与减速器16、电机14驱动连接，通过电机14驱动丝杆可使摄像机转台13沿滑台17之下端横向导轨21作横向移动。
所述的纵向位移传感器20是一通过链轮(图中未标出)与滑轮18轴轴向连接的角度编码器，记录摄像机纵向移动的位移量。
所述的横向位移传感器15是一连接在所述的滑台17下端横向导轨21中丝杆一端上的角度编码器，可以记录车顶摄像机的横向位移。
本实用新型的工作过程如下用该检测设备进行检测时，首先接通电源，使电器设备得电。运行计算机中该检测系统的控制软件，首先进行前后车身高度差的测量如图4所示，汽车车头在距高度差仪2米的前方停车。选择车前摄像机，根据图像的位置，控制车前摄像机水平摆动位置(通过控制双层无级调速升降转台总成的旋转实现)和上下位置(通过控制电机的正、反转实现)，使要找的车前一侧的特征点(见附图4中的a点)基本位于车前摄像机采集的图像中心，即图像窗口的十字交叉点上，该点作为基准点。然后，接着再调整车前摄像机的水平摆角和垂直位置，同时计算机开始读取角度编码器发出的脉冲，直至找到车前另一侧的特征对称点(见附图4中的b点)为止。这样，计算机就会根据读到的脉冲数计算出前车身左右高度差。汽车前行，将汽车后轴置于汽车后轴摆正机械系统A上，启动电机，带动前、后滚筒旋转，进而带动汽车后轮转动，致使汽车后轴平行于滚筒轴线，即此时后轴摆正。同理，控制车后双层摄像机转台以及电机可以测出后车身左右高度差(见附图5的c、d点)。接着，再进行轴偏角的测量程序切换至车顶摄像机采集的图像后，当后轴摆正后，通过控制轴偏角测量系统中的纵、横电机的旋转，使车顶摄像机能够沿着纵向导轨、横向导轨移动，直至找到车后端左右边缘的两个对称点为止(见附图5的e、f点)。记录摄像机在各导轨上的行程，计算出e、f两点的中心点O1。同理，控制车顶摄像机到达车尾为止，通过调整摄像机在横、纵导轨上的位置找到车前的两个边缘对称点(见附图6的g、h两点)。计算导轨的行程，得出g、h两点的中心点O2。至此，测控系统可以根据O1和O2的空间位置计算出汽车轴偏角。测量的全过程都是在非接触的情况下完成的，并能实现自动化。
权利要求1.一种汽车车体形位偏差检测设备，包括设置在地面上的汽车滚筒试验台的滚筒台架，作为汽车后轴摆正装置(A)，其特征在于还包括分别设置于整车检测场地一侧和上方的车身高度差测量装置(B)、轴偏角测量装置(C)和电控系统(D)；其车身高度差测量装置(B)由一立式机架(1)和设置在该机架上的升降机构、通过双层摄像机转台(7)设置在升降机构上的车前摄像机(9)、车后摄像机(10)及反馈摄像机(9、10)上下位移量的高度位移传感器(11)组成；其轴偏角测量装置(C)由吊置的纵向导轨(19)和可在该导轨上纵向移动的滑台(17)、通过摄像机转台(13)设置在滑台(17)之下端横向导轨(21)上的车顶摄像机(12)及分别反馈摄像机(12)纵向或横向位移量的纵向位移传感器(20)、横向位移传感器(15)组成；其电控系统(D)主要由变频调速器、放大电路、输入输出接口电路、工业控制计算机、图像采集卡及相应的控制软件组成；所述的摄像机(9、10、12)分别通过图像采集卡与计算机相联接，所述的高度位移传感器(11)、纵向位移传感器(20)、横向位移传感器(15)通过放大滤波与计算机A/D转换接口相联接，所述的车身高度差测量装置(B)升降机构之驱动电机(2)通过变频调速器与计算机输出接口控制联接，所述的轴偏角测量装置(C)上驱动滑台(17)纵向位移的电机、驱动摄像机转台(13)横向位移的电机(14)分别与计算机输出接口控制联接。
2.根据权利要求1所述的汽车车体形位偏差检测设备，其特征在于所述的车身高度差测量装置(B)中的升降机构由一立设在机架(1)上的丝杠(5)、螺接在丝杠(5)上的螺母(8)、通过减速器(3)驱动连接在丝杠(5)下端的电机(2)及与丝杠(5)平行设置的升降导轨(6)组成，螺母(8)固连在所述的双层摄像机转台(7)上，双层摄像机转台(7)的两侧端与升降导轨(6)呈滑配合嵌接。
3.根据权利要求1所述的汽车车体形位偏差检测设备，其特征在于所述的高度位移传感器(11)是一与丝杠(5)上端同轴联接的角度编码器。
4.根据权利要求1所述的汽车车体形位偏差检测设备，其特征在于所述的轴偏角测量装置C中的滑台(17)通过设置在滑台上的四个滑轮(18)悬挂在纵向导轨(19)上，滑轮(18)轴通过减速器(22)与电机(23)驱动连接；所述的摄像机转台(13)通过设置在滑台(17)之下端横向导轨(21)中的丝杆与减速器(16)、电机(14)驱动连接。
5.根据权利要求1所述的汽车车体形位偏差检测设备，其特征在于所述的纵向位移传感器(20)是一通过链轮与滑轮(18)轴轴向连接的角度编码器；所述的横向位移传感器(15)是一连接在所述的滑台(17)下端横向导轨(21)中丝杆一端上的角度编码器。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车车体形位偏差检测设备，它包括分别设置于检测场地地面、一侧和上方的汽车后轴摆正装置、由通过摄像机转台设置在机架升降机构上的车前摄像机、车后摄像机及反馈摄像机上下位移量的高度位移传感器组成的车身高度差测量装置、由通过摄像机转台设置在可沿吊置的导轨纵向移动的滑台上的车顶摄像机及分别反馈摄像机纵向或横向位移量的纵向位移传感器、横向位移传感器组成的轴偏角测量装置和计算机控制系统。将汽车驶入检测场地即能够快速非接触式检测汽车车体外缘左右对称点的高度差以及车体与后轴偏斜角，为汽车车体形位偏差检测提供了行之有效的汽车检测设备，大大提高其工作效率和检测精度。
文档编号G01B11/02GK2738202SQ200420012499
公开日2005年11月2日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者苏建, 林慧英, 千承辉, 何风江, 陈熔, 张立斌, 潘洪达, 刘玉梅, 戴建国, 徐观, 张玉书, 龚睿 申请人:吉林大学