专利名称：一种汽车前轮定位参数的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车前轮定位参数的测量方法。
背景技术：
随着汽车工业和高速公路的发展，汽车行驶速度越来越快，其操纵稳定性对行驶安全的影响就显得尤为重要。而汽车前轮定位参数对其直线行驶稳定性、转向轻便、减少轮胎磨耗以及降低燃油消耗等方面有很大的影响。所以，在汽车使用过程中，其前轮定位参数应始终保持不变。但是，人们常常会发现一些由于前轮定位角失调而引起的故障，如转向沉重、前轮发摆、跑偏和轮胎异常磨耗等。因此，就需要利用前轮定位仪对前轮定位参数进行定期检测，以便发现问题能及时进行调整或修理。
从目前国内、外前轮定位仪(包括四轮定位仪)的测量原理来看，无论是机械式，还是激光式，其测量方法主要有二种。
方法一主要是测量相关平面之间的夹角，即利用传感器，先将转向轮(假设左轮)沿前进方向向左转过20°，测量出一个特定角λ1(理论上tgλ1＝tgγ·sin20°+tgβ·cos20°)；再沿前进方向向右转过20°，测量出另一个特定角λ2(理论上tgλ2＝tgβ·cos20°-tgγ·sin20°)。
∵λ1、λ2都很小时，tgλ1≈λ1；tgλ2≈λ2，∴tgγ≈(tgλ1-tgλ2)/(2×sin20°)＝1.461×(λ1-λ2)tgβ≈(tgλ1+tgλ2)/(2×cos20°)＝0.5321×(λ1+λ2)这种测量方法已广泛运用于各种前轮定位仪上。但利用这种测量方法设计的前轮定位仪，不仅结构上比较复杂，而且在没有考虑λ1和λ2测量误差的情况下就已经存在计算上的误差。
方法二即所谓的高点测量法。它是利用转向节与主销组成的平面在车辆坐标系下(x轴与前轴平行；y轴为前进方向；z轴为铅垂方向)的特殊位置来实现主销内、后倾角测量的。因为该组合平面随转向节绕主销旋转时，它与铅垂面之间的夹角也随之发生变化。它的测量起点是当x轴在该组合平面上时(以左轮为例)，将车轮慢慢向右转动，直到该平面与水平面垂直为止，同时测量车轮转过的角度ψ。这时组合平面转过的角度γ就是主销后倾角，此时，主销内倾角β为tgβ＝tgγ/tgψ。这种测量方法存在的缺点首先是测量起点无法确定。因为当x轴在该平面上时，前轮存在一个很小的前束角；其次就是止点很难确定。因为当组合平面接近垂直时，组合平面转过的角度变化较小，而ψ变化较大，所以在不考虑测量误差时，γ和ψ就已经存在位置上的误差。
参考文献1、《汽车构造》，人民交通出版社，吴植民主编；2、《汽车保养和修理设备》，人民交通出版社，戴冠军主编。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量精度高的汽车前轮定位参数的测量方法，其测量方法简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种汽车前轮定位参数的测量方法，首先确定车辆坐标系选原点为主销和转向节轴线的交点，X轴与前轴平行，Y轴与汽车前进方向一致，Z轴为垂直方向，β为主销内倾角，β0为主销结构内倾角，γ为主销后倾角，δ为汽车前轮的转向角，α为轮胎的外倾角；然后测量出三个任意位置的δ和α值a).汽车的前进方向，设此时前轮的转角为δ0(这个转角实际上就是前轮的前束角，所以此时δ0≠0)，测量此时的外倾角α0；b).将前轮向右转过一个角度δ01，测量此时的外倾角α1，此时，δ1＝δ01+δ0；c).再将前轮向左转过一个角度δ02，δ02≥2×δ1，测量此时的外倾角α2，此时，δ2＝δ1-δ02；将δ0、α0、δ1、α1、δ2、α2代入下列公式，求算出ax、ay、az的值，ax＝(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)·(sina1-sina0)，ay＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)·(sina1-sina0)，az＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)；再将ax、ay、az的值代入下列公式中求算出汽车前轮定位参数主销结构内倾角β0和主销后倾角γ的值，sinβ0=-ax/ax2+ay2+az2]]>sinγ=ay/(cosβ0·ax2+ay2+az2),]]>由tgβ＝tgβ0/cosγ，求出主销内倾角β。
本发明具有如下特点(1)本发明的测量方法，只需测量前轮的转向角和外倾角，在实际中很容易实现；(2)本发明的测量方法可以消除测量位置引起的误差；(3)本发明的测量误差小，前轮定位参数的测量误差均1.5％以内，完全能够满足实际的需要。
本发明的测量方法最大的优点就是在测量上很容易实现，而且还可以消除由于测量位置造成的误差。利用东风EQ1044G80D3车型的前轮定位参数，对该测量方法进行误差分析可知，其精度非常高。因此，利用该测量方法研制的前轮定位仪能够实现真正意义上的精确测量。
利用本发明的测量方法设计的前轮定位仪，不仅能够精确地测量前轮定位参数，而且还可以用来诊断前桥和大梁是否弯曲变形。同时，从测量原理来看，它还可以运用于其他领域，如测量石油钻井钻头的垂直度、任何一个竖直物件的垂直度控制等。其测量方法简单。
图1是本发明的转向节绕主销旋转的示意2是本发明的主销向量的空间解析3是本发明的转向节向量的空间解析4是本发明的转向节向量任意旋转位置的示意图具体实施方式
一、汽车前轮定位参数的测量方法首先确定车辆坐标系选原点为主销和转向节轴线的交点，X轴与前轴平行，Y轴与汽车前进方向一致，Z轴为垂直方向，β0为主销结构内倾角，γ为主销后倾角，δ为汽车前轮的转向角，α为轮胎的外倾角；然后测量出三个任意位置的δ和α值a).汽车的前进方向，设此时前轮的转角为δ0，测量此时的外倾角α0；b).将前轮向右转过一个角度δ01，测量此时的外倾角α1，δ1＝δ01+δ0；c).再将前轮向左转过一个角度δ02，δ02≥2×δ1，测量此时的外倾角α2，δ2＝δ1-δ02；将测量出的数据代入下列公式，求算出ax、ay、az的值，ax＝(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)·(sina1-sina0)，ay＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)·(sina1-sina0)，az＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)；将ax、ay、az的值代入下列公式中求算出汽车前轮定位参数主销结构内倾角β0和主销后倾角γ的值，sinβ0=-ax/ax2+ay2+az2,]]>sinγ=ay/(cosβ0·ax2+ay2+az2).]]>由tgβ＝tgβ0/cosγ，求出主销内倾角β。
二、本发明测量方法的推导为了便于说明测量方法，首先建立车辆坐标系。即原点为主销和转向节轴线的交点，X轴与前轴平行，Y轴与汽车前进方向一致，Z轴为垂直方向。由此可知，XY平面就是水平面。如图1所示。
如图1所示为转向节绕主销旋转的示意图。在该坐标系中，测量方法的原理是假如转向节可以绕主销任意旋转，那么，转向节绕主销旋转所形成的就是一个圆锥面，转向节端点所形成的轨迹是一个圆，设该圆为O1M。
显而易见，主销OA就是这个圆所在平面的法向量。因此，可以通过测量转向节特定角度的方法确定其向量的大小，再利用不同的数学方法确定圆O1M所在的平面，从而计算出主销的内、后倾角。
下面以汽车左前轮(前进方向)的主销和转向节为对象，利用向量代数来说明前轮定位参数的测量方法。
(一)主销向量如图2所示，图2中OA为主销向量；OM为转向节向量；β为主销内倾角；β0为主销结构内倾角(OA与YZ平面之间的夹角)；γ为主销后倾角。
由图2可知，OA的单位向量为oa＝-sinβ0·i-cosβ0·sinγj+cosβ0·cosγ·k， 2-1(二)转向节向量如图3所示，图3中δ为OM在XY上的投影与x轴的夹角，也就是汽车前轮的转向角(如图所示为正值)；α为OM与XY平面的夹角，因为转向节垂直于轮胎中心平面，所以该角就等于轮胎的外倾角。
由图3可知，OM的单位向量为om＝cosα·cosδ·i+cosα·sinδ·j-sinα·k，2-2所以，只要测量出δ和α的大小，就能够确定向量OM的大小。从而通过计算得到主销内倾角和后倾角。
(三)利用该方法推导的主销内、后倾角计算公式根据空间解析几何理论可知，只需测量出三个任意位置的δ和α值，就能够确定三个不同位置的向量om，从而确定圆O1M所在的平面，并计算出该平面的法向量。
假设测量的三个位置为(1)汽车的前进方向，设此时前轮的转角为δ0(该角为前轮的前束角)，测量此时的外倾角α0；
(2)将前轮向右转过一个角度δ01，测量此时的外倾角α1，因为前轮存在前束角，所以δ1＝δ01+δ0；(3)将前轮向左转过一个角度δ02(δ02≥2×δ1)，测量此时的外倾角α2，这时δ2＝δ1-δ02。
这样就确定了三个不同位置的向量om，即om0＝cosα0·cosδ0·i+cosα0·sinδ0·j-sinα0·kom1＝cosα1·cosδ1·i+cosα1·sinδ1·j-sinα1·kom2＝cosα2·cosδ2·i+cosα2·sinδ2·j-sinα2·k从而得到圆O1M上的向量m0m1和m0m2m0m1＝m0-m1＝(cosα0·cosδ0-cosα1·cosδ1)·i+(cosα0·sinδ0-cosα1·sinδ1)·j+(sinα1-sinα0)·km0m2＝m0-m2＝(cosα0·cosδ0-cosα2·cosδ2)·i+(cosα0·sinδ0-cosα2·sinδ2)·j+(sinα2-sinα0)·k∵向量m0m1和m0m2在圆O1M上，而向量OA又是圆O1M所在平面的法向量。
∴OA＝m0m1×m0m2通过计算可得OA＝ax·i-ay·j+az·k，(I)其中ax＝(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)·(sina1-sina0)ay＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)·(sina1-sina0)az＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)由2-1式可知OA的单位向量oa＝-sinβ0·i-cosβ0·sinγ·j+cosβ0·cosγ·k所以sinβ0=-ax/ax2+ay2+az2,---2-3]]>sinγ=ay/(cosβ0·ax2+ay2+az2),---2-4]]>由tgβ＝tgβ0/cosγ，求出主销内倾角β。
2-52-3、2-4和2-5式就是利用本发明的测量方法推导出的主销内倾角和后倾角的计算公式。
由2-5公式可知，主销内倾角是由主销结构内倾角和后倾角计算出来的，所以我们只需分析γ、β0计算其精度即可。
三、计算公式的分析但是在实际中，公式2-3、2-4和2-5的精度是否能够满足要求，还需要经过验证。
(一)计算公式的验证(1)转向节向量函数的推导如图4所示，图4中T平面是由向量OA和向量OM组成；向量ON是T与XY平面的交线；θ是向量ON与X轴的夹角，如图为正值；MN⊥ON；M′是M在XY上的投影。
由图4可知ON的单位向量on＝cosθ·i+sinθ·j设向量OA与ON之间的夹角为ω，则cosω=oa·on]]>
=-1-(cosβ0·cosγ)2·sin(h+θ),---3-1]]>其中sinh=sinβ0/1-(cosβ0·cosγ)2,---3-2]]>因为主销和转向节之间的夹角为设计值，设为φ。所以转向节与向量on之间的夹角为μ＝φ-ω。3-3∵M′是M在XY上的投影，而ON在XY上，∴MM′⊥ON；∵MN⊥ON，∴ON⊥MNM′平面；∴∠MNM′为T平面与xy平面之间的夹角，设为Ω。
∵向量oa与向量on组成的平面的法向量Nan＝oa×on。
经过计算可得Nan＝nanx·i+nany·j+nanz·k其中nanx＝-sinθ·cosγ·cosβ0nany＝cosθ·cosγ·cosβ0nanz＝cosθ·cosβ0·sinγ-sinθ·sinβ0又∵xy的法向量为Nxy＝k。
∴cosΩ=Nan·Nxy]]>=cos(h+θ)·1-(cosβ0·cosγ)2/S,---3-4]]>其中S=(cosγ·cosβ0)2-sin(2·β0)·sinγ·sin(2·θ)/2+(sinγ·cosβ0·cosθ)2,---3-5]]>∵MN⊥ON；∴MN＝OM·sinu、OM′＝OM·cosαMM′＝OM·sinμ·sinΩ、NM′＝OM·sinμ·cosΩ∴sinα＝sin/MOM′＝MM′/OM＝sinμ·sin Ω ，3-6sin∠NOM′＝NM′/OM′＝sinμ·cosΩ/cosα ，3-7δ＝θ+∠NOM′。
，3-8这样就可以根据不同的θ值，利用3-1至3-8公式计算出δ和α，得到不同的om值，即om＝f(θ)·i+g(θ)·j+h(θ)·k，从而对2-3和2-4公式进行误差分析。
(2)公式的验算下面就以东风EQ1044G80D3车型为例对公式进行验算。
因其基本技术参数为车轮外倾角α0＝1°(结构外倾角)；主销内倾角β0＝7.5°(结构内倾角)；主销后倾角γ＝1.5°。
∴φ＝90°+α0+β0＝98.5°根据前面的推导公式，可得d=1-(cosβ0·cosγ)2=0.133081347]]>sinh＝sinβ0/d＝0.980800053，h＝78.75433943°而cosω＝-d·sin(h+θ) μ＝φ-ωs=(cosγ·cosβ0)2-sin(2·β0)·sinγ·sin(2·θ)/2+(sinγ·cosβ0·cosθ)2]]>cosΩ＝d·cos(h+θ)/ssinα＝sinμ·sinΩsin∠NOM′＝sinμ·cosΩ/cosaδ＝θ+∠NOM′(1)当θ＝0°时∵cosω＝-0.130526192、ω＝97.5°、μ＝1°s＝0.991444861、cosΩ＝0.026176944、Ω＝88.5°sinα0＝0.017446425、α0＝0.99965729°
sin∠NOM′＝0.00045692、∠NOM′＝0.026179604°δ0＝θ+∠NOM′＝0.026179604°∴om0＝0.999847695·i+0.0004569·j-0.017446425·k同理(2)当θ＝20°时∵α1＝0.94173407°、δ1＝19.98073294°∴om1＝0.939680636·i+0.341657974·j-0.01643562·k(3)当θ＝-20°时∵α2＝1.96208511°、δ2＝-19.86314839°∴om2＝0.939955441·i-0.339575494·j-0.034238152·k∴m0m1＝om0-om1＝0.060167059·i-0.341201074·j-0.001010805·km0m2＝om0-om2＝0.059892254·i+0.340032394·j+0.016791727·k利用公式(I)可得ax＝-0.00538565；ay＝0.00107085；az＝0.04089405利用公式2-3和2-4可得sinβ0＝0.130526206；∴β0＝7.5000008°sinγ＝0.026176987；∴γ＝1.5000023°所以利用这个方法推导的公式是正确的，其误差是计算过程中的四舍五入造成的。
(二)公式的误差分析由公式的验算过程不难发现，在测量过程中，最难实现的位置就是θ＝0处，更何况汽车前轮本身还存在着前束角。因此，有必要就前轮的前束角与δ和α的测量误差对计算结果的影响进行分析。
I、基本上没有前束角，即θ＝0的情况。
(1)θ＝0时，δ0＝0.026179604°、α0＝0.99965729°。
假定此时为转向节的起点，即δ0＝0、α0＝0.99965729°，则om0＝0.999847799·i-0.017446425·k；(2)θ＝20°时，δ01＝19.98073294°、α1＝0.94173407°。
因为本发的测量起点是δ0点，所以此时δ1＝δ01-δ0＝19.95455334°、α1＝0.94173407°，则om1＝0.939836648·i+0.341657974·j-0.01643562·k；(3)θ＝-20°时，δ02＝-19.86314839°、α2＝1.96208511°。
与(2)所述，δ2＝δ02-δ0＝-19.88932799°、α2＝1.96208511°，则om2＝0.939800184·i-0.340004943·j-0.034238152·k。
∴OA＝-0.00539334873·i-0.001068387·j+0.040919834·k∴sinβ0＝0.130628893，β0＝7.506°，误差为0.08％sinγ＝0.026100379，γ＝1.496°，误差为-0.27％。
当前轮基本上没有前束时，计算表明，如果δ和α没有测量误差，主销内倾角和后倾角的精度非常高。
II、存在前束的情况(1)当θ＝0.2°时，∵δ0＝0.225586651°、a0＝0.994481478°此时前束角为13′32″(δ0)，假设此时为转向节的起点，即在测量坐标系下，那么δ0＝0°、a0＝0.994481478°则om0＝0.999849371·i-0.017356104·k
(2)当θ＝20.2°时，δ01＝20.18020965°、α1＝0.945856868°此时δ1＝δ01-δ0＝19.954623°、α1＝0.945856868°则om1＝0.939835119·i+0.341229318·j-0.016507566·k(3)当θ＝-19.8°时，δ02＝-19.66489475°、α2＝1.948316521°此时δ2＝δ02-δ0＝-19.8904814°、α2＝1.948316521则om2＝0.939801049·i-0.340026652·j-0.033997985·k∴OA＝-0.00539017·i-0.0010497·j+0.040896693·k∴sinβ0＝0.130627312，β0＝7.5058°，误差为0.08％；sinγ＝0.025658669，γ＝1.4703°，误差为-1.98％。
当前轮存在前束(前束角δ0＝0°13′32″)时，计算表明，如果δ和α没有测量误差，那么主销内倾角的精度非常高，而主销后倾角的精度在-2％以内。
以上计算是假设δ0＝0°的情况，即测量坐标系下的计算结果。如果测量出前轮的前束角δ0再利用坐标转换公式，将计算结果转换到车辆坐标系下，其结果将大为改观。
因为坐标转换公式为tgβ1＝tgβ0×cosδ0-tgγ×sinδ0tgγ1＝tgβ0×sinδ0+tgγ×cosδ0所以当δ0＝0.2256时tgβ1＝tgβ0×sinδ0-tgγ×cosδ0＝0.1316533978∴β1＝7.50005；tgγ1＝tgβ0×sinδ0+tgγ×cosδ0＝0.026185792∴γ1＝1.49999计算结果与实际值非常接近。这说明该测量方法可以消除由于测量位置而造成的误差。
III、前束角为13′32″时，δ和α的测量误差对β0和γ值的影响。
本发明以下列角度为对象进行分析①δ0＝0、α0＝0.994481478≈0.9945；②δ1＝19.954623≈19.9546、α1＝0.945856868≈0.9459；③δ2＝-19.8904814≈19.8905、α2＝1.948316521≈1.9483。
当轮胎外倾角的测量误差不大于10″、转角的测量误差不大于30″时。
(1)、δ0＝0、a0≈0.9917°(测量偏小)；δ1≈19.947°(测量偏小)、a1≈0.9431(测量偏小)δ2≈-19.882°(测量偏小)、a2≈1.9455°时(测量偏小)β0＝7.512°，误差为0.16％；γ＝1.471°，误差为-1.9％。
坐标转换后，β1＝7.5062；γ1＝1.5007。
(2)、δ0＝0、α0≈0.9917°(测量偏小)；δ1≈19.955°(测量偏大)、α1≈0.9459δ2≈-19.89°、a2≈1.9511°(测量偏大)时β0＝7.575°、误差为1％；γ＝1.474°、误差为-1.71％。
β1＝7.569，误差为0.9％；γ1＝1.504，误差为0.27％(3)、δ0＝0、α0≈0.9917°(测量偏小)；δ1≈19.955°(测量偏大)、α1≈0.9487(测量偏大)δ2≈-19.898°(测量偏大)、α2≈1.9511°(测量偏大)时β0＝7.593°、误差为1.24％；γ＝1.469°、误差为-2.03％β1＝7.587，误差为1.16％；γ1＝1.499，误差为0％(4)、δ0＝0、α0≈0.9973°(测量偏大)；δ1≈19.9629°(测量偏大)、α1≈0.9487(测量偏大)δ2≈-19.898°(测量偏大)、α2≈1.9511°(测量偏大)时
β0＝7.5°、误差为0.001％；γ＝1.4697°、误差为-2.02％β1＝7.497°、误差为-0％；γ＝1.497°、误差为-0.2％(5)、δ0＝0、α0≈0.9973°(测量偏大)；δ1≈19.947°(测量偏小)、α1≈0.9459δ2≈-19.898°(测量偏大)、α2≈1.9455°(测量偏小)时β0＝7.434°、误差为-0.88％；γ＝1.465°、误差为-2.32％β1＝7.43°、误差为-0.93％；γ＝1.494°、误差为-0.4％通过以上误差分析可知当前轮存在前束(δ0≠0)时，只要轮胎外倾角的测量误差在10″以内、车轮转向角的测量误差在30″以内，那么主销内倾角的计算误差在1.5％以内、主销后倾角的计算误差在2.5％以内。如果测量出前轮的前束角，再利用坐标转换公式消除其所带来的测量位置造成的误差，得到的主销内倾角和主销后倾角的误差均在1％左右，完全符合实际需要。
四、实际测量的计算以上分析可知，在实际测量时，可以把汽车前进方向看成δ0＝0的情况。即公式(I)可以简化为(II)ax＝-cosα1·sinδ1·(sinα2-sinα0)+cosα2·sinδ2·(sinα1-sinα0)ay＝(cosα0-cosα1·cosδ1)·(sinα2-sinα0)-(cosα0-cosα2·cosδ2)·(sinα1-sinα0)az＝-(cosα0-cosα1·cosδ1)·cosα2·sinδ2+(cosα0-cosα2·cosδ2)·cosα1·sinδ1通过枣阳汽车综合性能检测站，利用水泡式前轮定位仪对一台新的EQ1044G80D3的左前轮的定位参数进行了测量。具体数据如下(1)车辆摆正时，δ0＝0、外倾角α0＝1°10’；(2)向右转20°，δ1＝20°、外倾角α1＝1°5′；(3)向左转20°，δ2＝-20°、外倾角α2＝2°10′。
测量的主销后倾角为r＝1.4166667°误差为-5.56％；测量的主销内倾角为β0＝8.166667°误差为8.89％。
利用推导的公式计算得ax＝-0.0054687；ay＝0.001139792；az＝0.04137964所以β0＝7.525713432°误差为0.43％；γ＝1.577799°误差为5.18％。
显然利用推导公式得出的结果要比水泡式前轮定位仪测量的精确高得多，造成误差过大的原因是由于外倾角测量的精度引的。
以上是以左轮为研究对象，而在实际中实现右前轮的三个不同位置的测量方法为(1)保持汽车的前进方向，测量出车轮的外倾角α0，此时忽略前轮存在的前束角，即δ0＝0；(2)将前轮向左旋转20°，测量出车轮的外倾角α1，此时δ1＝20°；(3)将前轮沿前进方向向右旋转20°，测量出前轮的外倾角α2，此时δ2＝-20°。
将测量值代入公式(II)就可以得到右前轮的定位参数。
从以东风EQ1044G80D3车型为例，对测量方法进行计算分析的情况来看，可以得出以下结论(1)本发明的测量方法，只需测量前轮的转向角和外倾角，在实际中很容易实现；(2)如果在测量前轮的转向角和外倾角时不存在测量误差，那么，利用前轮的前束角，对其进行坐标转换计算，得到的前轮定位参数非常接近实际值。也就是说，该测量方法可以消除测量位置引起的误差；
(3)如果前轮转向角的测量误差在30″以内、外倾角的测量误差在10″以内(这很容易做到)，那么，前轮定位参数的测量误差均1.5％以内，完全能够满足实际的需要。
本发明的测量方法是目前国内、外最先进的测量方法。利用该测量方法设计的前轮定位仪，不仅能够精确地测量前轮定位参数，而且还可以用来诊断前桥和大梁是否弯曲变形。同时，从测量原理来看，它还可以运用于其他领域，如测量石油钻井钻头的垂直度、任何一个竖直物件的垂直度控制等。
权利要求
1.一种汽车前轮定位参数的测量方法，其特征是首先确定车辆坐标系选原点为主销和转向节轴线的交点，X轴与前轴平行，Y轴与汽车前进方向一致，Z轴为垂直方向，β为主销内倾角，β0为主销结构内倾角，γ为主销后倾角，δ为汽车前轮的转向角，α为轮胎的外倾角；然后测量出三个任意位置的δ和α值a).汽车的前进方向，设此时前轮的转角为δ0，测量此时的外倾角α0；b).将前轮向右转过一个角度δ01，测量此时的外倾角α1，δ1＝δ01+δ0；c).将前轮向左转过一个角度δ02，δ02≥2×δ1，测量此时的外倾角α2，δ2＝δ1-δ02；将测量出的数据代入下列公式，求算出ax、ay、az的值，ax＝(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)·(sina1-sina0)，ay＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)·(sina2-sina0)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)·(sina1-sina0)，az＝(cosa0·cosδ0-cosa1·cosδ1)(cosa0·sinδ0-cosa2·sinδ2)-(cosa0·cosδ0-cosa2·cosδ2)(cosa0·sinδ0-cosa1·sinδ1)；将ax、ay、az的值代入下列公式中求算出汽车前轮定位参数主销结构内倾角β0和主销后倾角γ的值，sinβ0=-ax/ax2+ay2+az2,]]>sinγ=ay/(cosβ0·ax2+ay2+az2),]]>由tgβ＝tgβ0/cosγ，求出主销内倾角β。
全文摘要
本发明涉及一种汽车前轮定位参数的测量方法。一种汽车前轮定位参数的测量方法，其特征是选原点为主销和转向节轴线的交点，然后测量出三个任意位置的δ和α值a)。汽车的前进方向的前轮的转角为δ
文档编号G01M17/00GK1645048SQ200510018228
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月31日 优先权日2005年1月31日
发明者刘鄂湘, 彭源 申请人:刘鄂湘, 彭源