专利名称：三自由度车轮定位仪靶标的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车检测领域的检验设备，更具体的说，它涉及一种三自由度的
车轮定位仪靶标。
背景技术：
为保证汽车的操纵稳定性，汽车的车轮、转向节和车轴三者之间的安装具有一定 的相对位置，称为车轮定位。车轮定位参数检测系统通常简称为四轮定位仪或车轮定位仪。 车轮定位仪是检验车轮定位最重要的检测设备。目前全国车轮定位仪的保有量达30000多 台，并且以每年30 %的速度在递增。 随着汽车检测技术的发展，基于视觉传感器的车轮定位检测方法由于可以实现非 接触，自动化测量而越来越受到研究人员的重视。靶标是基于视觉传感器的车轮定位仪的 重要附件。现有的基于视觉传感器的车轮定位检测系统均采用固定式靶标通过卡具与车轮 连接，通过视觉传感器采集靶标的图像，进而确定车轮的定位参数。由于靶标与视觉传感器 的相对位置会对视觉检测系统的测量精度产生很大的影响，因此需要在检测系统安装后调 整靶标与视觉传感器的相对位置才能保证测量结果的准确。 现有的车轮定位仪靶标均为固定式靶标，无法进行位置调整，精度较低，难以完成 国家标准对车轮定位检测的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的技术问题，提供一种具有操作
简便，空间位置可以调整，性能稳定，检测结果准确，精度高的可满足国家计量、质量监督部
门以及生产厂家对车轮定位进行快速检测要求的三自由度车轮定位仪靶标。 参阅图1至图ll，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发
明所提供的三自由度车轮定位仪靶标包括有靶标板、耙标板支撑角钢、耙标轴连接架、扇形
架、连接叉、连接管、连接轴与转轴。 连接轴一端与车轮定位仪的通用卡具的轴孔固定连接，另一端插入连接管的内孔 成转动配合连接，连接管与连接叉的底部焊接，连接叉的内侧与扇形架的外侧动配合滑动 接触。 转轴穿过连接叉和扇形架弧形槽的圆心处的通孔，转轴伸出通孔的端部通过垫 圈、蝶形螺母螺纹连接，用螺栓由内向外穿过连接叉的另一个通孔和扇形架的弧形槽，螺栓 伸出通孔的端部通过垫圈、蝶形螺母螺纹连接。 靶标轴连接架的顶面与扇形架的底面通过螺栓、螺母固定连接。靶标板的内部对 称的焊接两个靶标板支撑角钢，耙标轴连接架与靶标板支撑角钢通过螺栓、螺母固定连接。
技术方案中所述的连接管是在所选用的标准钢管一端沿轴线方向加工一个细长 槽，在长槽两侧各焊接一个矩形钢片，每个矩形钢片两端加工有通孔，螺栓穿过通孔与螺母 螺纹固定连接，连接叉为折弯加工的U字形截面的标准钢板，连接叉的两侧各对称加工有
3两个与扇形架连接的通孔。 技术方案中所述的扇形架为五块标准钢板剪切焊接成的无盖方箱，扇形架的一个
侧面为扇形，并加工有弧形槽，在弧形槽的圆心处加工有穿透扇形架的通孔，扇形架的扇形
侧面的圆心应与弧形槽的圆心重合，方箱的底面加工有四个与靶标轴连接架连接的通孔。 技术方案中所述的靶标轴连接架为折弯加工的U字形截面的标准钢板，U字形截
面的凹槽中对称焊接有两块钢板，耙标轴连接架的顶面对称加工四个与扇形架连接的通
孔，侧面对称加工四个与靶标板支撑角钢连接的通孔。 技术方案中所述的靶标板支撑角钢采用标准型钢加工，在靶标板支撑角钢的一个 侧面加工两个与靶标轴连接架(3)连接的通孔。 技术方案中所述的靶标板为标准钢板折弯焊接成的无盖扁方箱。
本发明的有益效果是 (1)靶标板，耙标轴连接架，扇形架与连接叉等主要零件采用标准钢板进行加工， 首先，标准钢板产量大，机械加工工序少，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件， 采用标准钢板具有一定的强度，能够在长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家 标准对检测精度的要求；最后，以上主要零件均为钢板组成的空心结构，大大降低了靶标的 重量，提高了安装调整操作的灵活性。 (2)采用转轴将扇形架与连接叉连接，扇形架设计出弧形槽，可使靶标板相对连接 叉在0-90度范围旋转，并可以通过蝶形螺母将靶标板在0-90度内任意位置锁紧，实现了靶 标板相对z轴的转动；连接管和连接轴之间可以转动并轴向移动，实现了靶标板相对x轴的 转动和轴向移动；通过以上调整可以使视觉传感器安装固定后，耙标板相对视觉传感器进 行较大范围调整，最终达到最佳检测位置，提高了检测精度。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明 图1是三自由度车轮定位仪靶标的从正对着XOZ平面沿Y轴反方向看它的轴测投 影图； 图2是三自由度车轮定位仪靶标的从正对着XOZ平面沿Y轴反方向看它的轴测拆 装图； 图3是三自由度车轮定位仪靶标以过转轴8的轴线与XOZ平面平行的平面为剖切 面的投影剖视图； 图4是连接轴7的从正对着XOZ平面沿Y轴反方向看它的轴测投影图； 图5-a是连接管6的从正对着XOZ平面沿Y轴反方向看它的轴测投影图； 图5-b是连接管6的从正对着XOZ平面沿Y轴反方向看它的轴测投影剖视图； 图6是连接叉5的从正对着XOY平面沿Z轴反方向看它的轴测投影图； 图7-a是扇形架4的从正对着YOZ平面沿X轴正方向看它的轴测投影图； 图7-b是扇形架4的从正对着XOZ平面沿Y轴正方向看它的轴测投影图； 图8-a是靶标轴连接架3的从正对着XOY平面沿Z轴反方向看它的轴测投影图； 图8-b是靶标轴连接架3的从正对着XOY平面沿Z轴反方向看它的轴测投影图； 图9是靶标板支撑角钢2的从正对着XOZ平面沿Y轴反方向看它的轴测投影 图10是靶标板1的从正对着Y0Z平面沿X轴正方向看它的轴测投影图；
图11是转轴8的从正对着YOZ平面沿X轴反方向看它的轴测投影图；
图中1.靶标板，2.靶标板支撑角钢，3.靶标轴连接架，4.扇形架，5.连接叉， 6.连接管，7.连接轴，8.转轴。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述 本发明是基于视觉传感器的车轮定位仪的重要附件。提供了一种具有操作简便， 空间位置可以调整，性能稳定，检测结果准确，精度高的三自由度车轮定位仪靶标。本发明 可应用于四轮定位仪生产厂家、汽车维修企业、高校、科研院所以及国家计量、质量监督部 门。 本发明的主要零件采用标准钢板进行加工，首先，标准钢板产量大，机械加工工序 少，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件，采用标准钢板具有一定的强度，能够在 长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家标准对检测精度的要求；最后，以上主 要零件均为钢板组成的空心结构，大大降低了靶标的重量，提高了安装调整操作的灵活性。 本发明采用转轴将扇形架与连接叉连接，扇形架设计出弧形槽，可使靶标板相对连接叉在 0-90度范围旋转，并可以通过蝶形螺母将靶标板在0-90度内任意位置锁紧，实现了靶标板 相对z轴的转动；连接管和连接轴之间可以转动并轴向移动，实现了靶标板相对x轴的转动 和轴向移动；通过以上调整可以使视觉传感器安装固定后，耙标板相对视觉传感器进行较 大范围调整，最终达到最佳检测位置，提高了检测精度。 参阅图1至图ll，三自由度车轮定位仪靶标包括有靶标板1、靶标板支撑角钢2、靶 标轴连接架3、扇形架4、连接叉5、连接管6、连接轴7与转轴8。 连接轴7为一阶梯轴，一端与车轮定位仪的通用卡具的轴孔固定连接，另一端套 装在连接管6的内孔中，与连接管6转动配合连接。连接管6是在所选用的标准钢管一端 沿轴线加工一个细长槽，在长槽两侧各焊接一个矩形钢片，每个矩形钢片两端加工有通孔， 螺栓穿过通孔与螺母螺纹固定连接，连接管6远离矩形钢片一侧与连接叉5焊接。连接叉 5为折弯加工的U字形截面的标准钢板，一是为了减轻连接叉5的重量，二是可以减少机械 加工量，连接叉5的两侧各对称加工有两个通孔，连接叉5的内侧与扇形架4的外侧动配合 滑动接触。 扇形架4为五块标准钢板剪切焊接成的无盖方箱，扇形架4的一个侧面为扇形，并 加工有弧形槽，在弧形槽的圆心处加工有穿透扇形架4的通孔，扇形架4的扇形侧面的圆心 应与弧形槽的圆心重合，方箱的底面加工有四个通孔，转轴8穿过连接叉5和扇形架4弧形 槽的圆心处的通孔，转轴8伸出通孔的端部通过垫圈、蝶形螺母螺纹连接，用螺栓由内向外 穿过连接叉5的另一个通孔和扇形架4的弧形槽，螺栓伸出通孔的端部通过垫圈、蝶形螺母 螺纹连接。 靶标轴连接架3为折弯加工的U字形截面的标准钢板，U字形截面的凹槽中对称 焊接有两块钢板，用于加强靶标轴连接架3的强度，耙标轴连接架3的顶面对称加工四个通 孔，侧面对称加工四个通孔，耙标轴连接架3的顶面与扇形架4的底面通过螺栓、螺母固定 连接。靶标板支撑角钢2采用标准型钢加工，在靶标板支撑角钢2的一个侧面加工两个通孔，耙标板1为标准钢板折弯焊接成的无盖扁方箱，一是为了减轻靶标板1的重量，二是可 以减少机械加工量，耙标板1的内部对称的焊接两个靶标板支撑角钢2，靶标轴连接架3与 靶标板支撑角钢2通过螺栓、螺母固定连接。
三自由度车轮定位仪靶标的使用方法 将连接轴7的一端与车轮定位仪的通用卡具固定连接，放松连接扇形架4和连接 叉5的两个蝶形螺母，耙标板1可以绕转轴8自由旋转，耙标板1的位置调整完毕后，旋紧 连接叉5和扇形架4的两个蝶形螺母，完成靶标板绕z轴的转动调整，放松穿过连接管6矩 形钢片通孔的两个螺栓，耙标板1可以绕x轴转动，也可以沿x轴轴向移动，锁紧穿过连接 管6矩形钢片通孔的两个螺栓，使连接管6的细长槽变形，产生对连接轴7的夹紧力，使靶 标板1的位置固定，通过视觉传感器采集靶标板1表面的特征图像，即可进行车轮定位参数 的检测。
权利要求
一种三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的三自由度车轮定位仪靶标包括有靶标板(1)、靶标板支撑角钢(2)、靶标轴连接架(3)、扇形架(4)、连接叉(5)、连接管(6)、连接轴(7)与转轴(8)；连接轴(7)一端与车轮定位仪的通用卡具的轴孔固定连接，另一端插入连接管(6)的内孔成转动配合连接，连接管(6)与连接叉(5)的底部焊接，连接叉(5)的内侧与扇形架(4)的外侧动配合滑动接触；转轴(8)穿过连接叉(5)和扇形架(4)弧形槽的圆心处的通孔，转轴(8)伸出通孔的端部通过垫圈、蝶形螺母螺纹连接，用螺栓由内向外穿过连接叉(5)的另一个通孔和扇形架(4)的弧形槽，螺栓伸出通孔的端部通过垫圈、蝶形螺母螺纹连接；靶标轴连接架(3)的顶面与扇形架(4)的底面通过螺栓、螺母固定连接。靶标板(1)的内部对称的焊接两个靶标板支撑角钢(2)，靶标轴连接架(3)与靶标板支撑角钢(2)通过螺栓、螺母固定连接。
2. 按照权利要求l所述的三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的连接管(6)是在所选用的标准钢管一端沿轴线加工一个细长槽，在长槽两侧各焊接一个矩形钢片，每个矩形钢片两端加工有通孔，螺栓穿过通孔与螺母螺纹固定连接。
3. 按照权利要求l所述的三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的连接叉(5)为折弯加工的U字形截面的标准钢板，连接叉的两侧各对称加工有两个与扇形架(4)连接的通孔。
4. 按照权利要求l所述的三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的扇形架(4)为五块标准钢板剪切焊接成的无盖方箱，扇形架(4)的一个侧面为扇形，并加工有弧形槽，在弧形槽的圆心处加工有穿透扇形架(4)的通孔，扇形架(4)的扇形侧面的圆心应与弧形槽的圆心重合，方箱的底面加工有四个与靶标轴连接架(3)连接的通孔。
5. 按照权利要求l所述的三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的靶标轴连接架(3)为折弯加工的U字形截面的标准钢板，U字形截面的凹槽中对称焊接有两块钢板，耙标轴连接架(3)的顶面对称加工四个与扇形架(4)连接的通孔，侧面对称加工四个与靶标板支撑角钢(2)连接的通孔。
6. 按照权利要求1所述的三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的靶标板支撑角钢(2)采用标准型钢加工，在靶标板支撑角钢(2)的一个侧面加工两个与靶标轴连接架(3)连接的通孔。
7. 按照权利要求l所述的三自由度车轮定位仪靶标，其特征是所述的靶标板(1)为标准钢板折弯焊接成的无盖扁方箱。
全文摘要
本发明公开了一种汽车工业领域的三自由度车轮定位仪靶标。旨在克服现有靶标无法进行位置调整，精度较低的问题。该装置包括有靶标板(1)、靶标板支撑角钢(2)、靶标轴连接架(3)、扇形架(4)、连接叉(5)、连接管(6)、连接轴(7)与转轴(8)。连接轴(7)一端与连接管(6)的内孔转动配合连接，连接管(6)与连接叉(5)的底部焊接，转轴(8)穿过连接叉(5)和扇形架(4)弧形槽的圆心处的通孔，转轴(8)伸出通孔的端部通过蝶形螺母螺纹连接，靶标轴连接架(3)的顶面与扇形架(4)的底面螺栓固定连接，靶标板(1)的内部焊接两个靶标板支撑角钢(2)，靶标轴连接架(3)与靶标板支撑角钢(2)螺栓固定连接。
文档编号G01M17/013GK101726420SQ200910222249
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月15日 优先权日2009年11月15日
发明者何凤江, 刘玉梅, 宫海彬, 张立斌, 徐观, 戴建国, 李晓韬, 林慧英, 潘洪达, 苏丽俐, 苏建, 陈熔 申请人:吉林大学