本发明涉及半挂车装配技术领域，具体涉及一种测量车轴偏斜角度和平移偏置尺寸的方法。
背景技术：
理想的情况下，车轴应与车架垂直，即车轴回转轴线与车架纵向线垂直。否则会出现几种情况：其一，各车轴都不垂直于车架纵向线，但各车轴相互平行，车辆在行驶时，车身在水平面内的投影呈歪斜姿态；其二，各车轴都不垂直于车架纵向线，且各车轴互相不平行，通过对车轴推进角(垂直于车轴回转轴线的平面与车架纵向线的夹角)向量求和，得到一个总的推进角，若总推进角不等于0，车辆在行驶时，车身在水平面内的投影也呈歪斜姿态。而且，各车轴轴线互相不平行导致更严重的影响是车辆行驶阻力变大、油耗增高、轮胎跑偏磨损。
由于在零部件及整车的制造过程中，以及在车辆的实际使用过程中，车轴与车架纵向线的垂直只是相对的，而垂直偏差的存在则是绝对的。因此，过程控制是将该垂直偏差控制在可接受的范围内。
以半挂车为例，控制车轴与车架纵向线垂直偏差的传统方法是通过控制车轴两端到牵引销的距离之差≤3mm来间接进行的。但是，在车轴中点相对于车架纵向线有平移偏置的情况下，车轴两端到牵引销的距离之差≤3mm并不构成车轴与车架纵向线垂直的充分条件。
为解决上述问题，本发明所采取的技术是采用一套装置用于车架纵向线与车轴回转轴线的空间坐标的构建，然后根据空间坐标拟合车架纵向线与车轴回转轴线的夹角，直接评价车轴与车架垂直度超差与否。对超差的情况，通过调整联接车轴和车架的可调式定位臂对车轴进行调整。对特定车型，总结出相应的公式，用于定位臂的调整作业。
技术实现要素：
本发明为了解决上述车轴与车架垂直的控制过程中车轴相对车架纵向线平移偏置的情况下，传统控制方法无法满足要求的问题，提出了一种测量并调整车轴与车架垂直的方法。
为解决上述问题，本发明提出的测量车轴偏斜角度和平移偏置尺寸的装置，包括：呈中心对称分布的四件卡爪，调节四件卡爪同步伸缩的正反旋螺杆、安装在所述对称中心处的悬臂杆，可转动安装在所述悬臂杆上的激光发射器。
一种基于测量车轴偏斜角度和平移偏置尺寸的装置的测量方法包括以下步骤：
步骤一、通过激光发射的方法构建车轴回转轴线；
步骤二、以车架纵向线为纵坐标、垂直等分于车架纵向线的车轴回转轴线为横坐标、等分点为原点，构建平面直角坐标系；
步骤三、在半挂车牵引销上装夹杆件一，使杆件一与车架纵向线垂直，并且在杆件一的两端分别安装前左标靶和前右标靶，在半挂车纵主梁靠近末端处装夹杆件二，使杆件二与车架纵向线垂直，并且在杆件二两端分别安装后左标靶和后右标靶；
步骤四、转动左端车轮和右端车轮，使激光束在前左标靶、前右标靶、后左标靶、后右标靶上分别投射在刻度值P1、P2、Q1、Q2处；
步骤五、测得标杆一的中点即牵引销中心在所述平面直角坐标系中的坐标为(0，L1)，标杆二的中点即所述车架轮廓等腰三角形底边的高线的垂足的坐标为(0，L2)，得到激光束在前左标靶、前右标靶、后左标靶、后右标靶上投射点的坐标分别为(P1,L1)、(P2,L1)、(Q1,L2)、(Q2,L2)；
步骤六、根据激光束在前左标靶、前右标靶、后左标靶、后右标靶上投射点的坐标求得左车轮上的激光束的直线方程为 右车轮上的激光束的直线方程为
步骤七、根据左车轮上的激光束的直线方程和右车轮的激光束的直线方程求得车轴法线方程的斜率k和车轴法线与坐标系x轴的交点坐标，车轴的偏斜角度即车轴法线与坐标轴y轴的夹角，车轴平移偏置尺寸即车轴法线在坐标轴x轴上的交点横坐标。
上述技术方案中，所述步骤一具体包括以下子步骤：
子步骤S11、调节正反旋螺杆使得四件卡爪同步伸缩，伸缩过程中保持其对称中心的位置不变，确保卡爪与左端车轮轮辋的轮缘保持四点接触并压紧，使悬臂杆与左端车轮旋转轴线接近重合；
子步骤S12、调整激光发射器使激光发射器发射出的激光束的方向与悬臂杆呈垂直关系；
子步骤S13、使用液压升降小车顶升车轴的轴管，车轴平缓上升一定的高度，使得车轴两端的车轮脱离与地面的接触从而可以被转动；
子步骤S14、激光发射器发射激光束，转动左端车轮，使激光束投射在远处的校正标靶上，记录投射点的刻度值M1；
子步骤S15、拆卸激光发射器，使激光发射器绕悬臂杆转动+180°后固定，转动左端车轮-180°，则激光束再次投射在校正标靶上，记录投射点的刻度值M2；
子步骤S16、调整悬臂杆的安装螺钉，使激光束在标靶上的投射点刻度值从M2移动至(M1+M2)/2；
子步骤S17、拆卸激光发射器，使激光发射器绕悬臂杆转动+90°后固定，转动左端车轮-90°，则激光束再次投射在校正标靶上，记录投射点的刻度值M3；
子步骤S18、调整悬臂杆的安装螺钉，使激光束在标靶上的投射点刻度值从M3移动至(M1+M2)/2，此时悬臂杆的中心线即为左端车轮的回转轴线，同理找到右端车轮的回转轴线与另一个悬臂杆的中心线重合；
子步骤S19、对左右两车轮的回转轴线作向量求和，得到车轴回转轴线的法线，根据车轴回转轴线的法线求得车轴回转轴线。
上述技术方案中，所述车架纵向线为一等腰三角形底边的高线，所述等腰三角形由牵引销的中心点和左右主纵梁上靠近末端对称的两点组成。
本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果和优点：
本发明采用一套装置基于车架纵向线与车轴回转轴线构建空间坐标，然后根据空间坐标拟合车架纵向线与车轴回转轴线的夹角得到车轴的偏斜角度和平移偏置尺寸，方法简单、测量结果可靠，有利于精准控制车轴与车架纵向线的垂直偏差，从而提高轮胎的使用寿命、降低油耗。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
本实施例中，本发明提出的测量车轴偏斜角度和平移偏置尺 寸的装置，包括：呈中心对称分布的四件卡爪，调节四件卡爪同步伸缩的正反旋螺杆、安装在所述对称中心处的悬臂杆，可转动安装在所述悬臂杆上的激光发射器。
一种基于测量车轴偏斜角度和平移偏置尺寸的装置的测量方法包括以下步骤：
步骤一、通过激光发射的方法构建车轴回转轴线；
步骤二、以车架纵向线为纵坐标、垂直等分于车架纵向线的车轴回转轴线为横坐标、等分点为原点，构建平面直角坐标系；
步骤三、在半挂车牵引销上装夹杆件一，使杆件一与车架纵向线垂直，并且在杆件一的两端分别安装前左标靶和前右标靶，在半挂车纵主梁靠近末端处装夹杆件二，使杆件二与车架纵向线垂直，并且在杆件二两端分别安装后左标靶和后右标靶；
步骤四、转动左端车轮和右端车轮，使激光束在前左标靶、前右标靶、后左标靶、后右标靶上分别投射在刻度值P1、P2、Q1、Q2处；
步骤五、测得标杆一的中点即牵引销中心在所述平面直角坐标系中的坐标为(0，L1)，标杆二的中点即所述车架轮廓等腰三角形底边的高线的垂足的坐标为(0，L2)，得到激光束在前左标靶、前右标靶、后左标靶、后右标靶上投射点的坐标分别为(P1,L1)、(P2,L1)、(Q1,L2)、(Q2,L2)；
步骤六、根据激光束在前左标靶、前右标靶、后左标靶、后右标靶上投射点的坐标求得左车轮上的激光束的直线方程为 右车轮上的激光束的直线方程为
步骤七、根据左车轮上的激光束的直线方程和右车轮的激光束 的直线方程求得车轴法线方程的斜率k和车轴法线与坐标系x轴的交点坐标，车轴的偏斜角度即车轴法线与坐标轴y轴的夹角，车轴平移偏置尺寸即车轴法线在坐标轴x轴上的交点横坐标。
步骤一具体包括以下子步骤：
子步骤S11、调节正反旋螺杆使得四件卡爪同步伸缩，伸缩过程中保持其对称中心的位置不变，确保卡爪与左端车轮轮辋的轮缘保持四点接触并压紧，使悬臂杆与左端车轮旋转轴线接近重合；
子步骤S12、调整激光发射器使激光发射器发射出的激光束的方向与悬臂杆呈垂直关系；
子步骤S13、使用液压升降小车顶升车轴的轴管，车轴平缓上升一定的高度，使得车轴两端的车轮脱离与地面的接触从而可以被转动；
子步骤S14、激光发射器发射激光束，转动左端车轮，使激光束投射在远处的校正标靶上，记录投射点的刻度值M1；
子步骤S15、拆卸激光发射器，使激光发射器绕悬臂杆转动+180°后固定，转动左端车轮-180°，则激光束再次投射在校正标靶上，记录投射点的刻度值M2；
子步骤S16、调整悬臂杆的安装螺钉，使激光束在标靶上的投射点刻度值从M2移动至(M1+M2)/2；
子步骤S17、拆卸激光发射器，使激光发射器绕悬臂杆转动+90°后固定，转动左端车轮-90°，则激光束再次投射在校正标靶上，记录投射点的刻度值M3；
子步骤S18、调整悬臂杆的安装螺钉，使激光束在标靶上的投射点刻度值从M3移动至(M1+M2)/2，此时悬臂杆的中心线即为左端车轮的回转轴线，同理找到右端车轮的回转轴线与另一个悬臂杆的中心线重合；
子步骤S19、对左右两车轮的回转轴线作向量求和，得到车轴 回转轴线的法线，根据车轴回转轴线的法线求得车轴回转轴线。
车架纵向线为一等腰三角形底边的高线，等腰三角形由牵引销的中心点和左右主纵梁上靠近末端对称的两点组成。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。