本实用新型涉及一种载货汽车车轮检测装置，具体的说，涉及一种载货汽车车轮不圆度检测装置及方法。
背景技术：
大型载货汽车在长时间超载行驶或受到颠簸时，车轮容易失圆，较大的车轮不圆度会给车辆带来振动和冲击，直接影响方向盘灵敏度。更为严重的是，较小的车轮不圆度在行驶过程中不会被驾驶员感知，但是车轮失圆存在爆胎的危险，汽车行驶安全性受到威胁。
目前，车轮不圆度的检测方法主要有两种：静态检测和动态检测。静态检测主要是人工测量，工作效率低下，不能实时对车轮不圆度进行动态检测。动态检测方法在轨道车辆方面有所涉及，但是对于载货汽车车轮不圆度动态检测方法的研究很少。为此，我们设计了一种基于微型激光雷达的载货汽车车轮不圆度动态检测装置及方法，实现了载货汽车车轮不圆度的实时动态检测，弥补了载货汽车车轮不圆度动态检测技术的空白。
技术实现要素：
本实用新型主要目的在于提供一种基于微型激光雷达的载货汽车车轮不圆度检测装置，根据计算得到的车轮最大半径，来评价车轮不圆度。该方法可实现了载货汽车车轮不圆度的实时动态检测，该装置安装方便，成本低，验证精度高。
本实用新型的上述目的可通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：
一种基于微型激光雷达的载货汽车车轮不圆度动态检测装置，主要由旋钮磁铁1，雷达下支座4，雷达上支座8，摇臂3，微型激光雷达7，雷达支架6，支座螺栓9，螺母11，支座定位支架12，下支座定位螺栓13和雷达定位支架14组成，所述雷达上支座8和雷达下支座4通过摇臂3螺栓连接，所述旋钮磁铁1固定在雷达上支座8上，所述雷达支架6通过雷达螺栓10与微型激光雷达7连接，并通过支座螺栓9固定在雷达下支座4上，所述雷达定位支架14通过雷达支架定位螺栓15分别与雷达支架6和微型激光雷达7连接，所述支座定位支架12斜置固定在雷达上支座8和雷达下支座4上；通过螺栓调整，实现对微型激光雷达7进行三个自由度的调整，分别为在x方向的移动，绕z方向的转动，绕y方向的转动。
所述支座定位支架12通过下支座定位螺栓13与雷达下支座4和雷达上支座8连接，并通过下支座定位螺栓13限位其有效长度，所述雷达定位支架14通过雷达支架定位螺栓15限位其有效长度。
松动摇臂螺栓2，沿x方向移动雷达下支座4到设定位置，通过紧固支座定位支架12 上的下支座定位螺栓13，实现微型激光雷达7在x方向定位；
松动支座螺栓9，通过调整微调螺栓5，实现微型激光雷达7绕z方向旋转；
松动雷达螺栓10，调整微型激光雷达7至设定位置，通过雷达支架定位螺栓15紧固雷达定位支架14，实现微型激光雷达7绕y方向的转动；
通过旋转旋钮磁铁1的旋钮调整磁铁磁力，通过磁铁的强磁力将检测装置安装在车轮正上方的车架上，通过调整螺栓对微型激光雷达7进行标定，得到微型激光雷达7与车轮中心的初次标定距离H。
一种基于微型激光雷达的载货汽车车轮不圆度动态检测方法，其特征在于，微型激光雷达7通过扫描与车轮作刚性连接的上摆臂球头及车轮上轮缘，获取与上摆臂球头及车轮上轮缘之间的距离，根据检测原理，计算车轮动态运动过程中半径的最大值,以此来评价车轮不圆度。
所述获取车轮动态运动过程中半径最大值的方法为：
(1)微型激光雷达扫描与车轮作刚性连接的上摆臂球头及车轮上轮缘，通过公式 yi＝ri*sinθi可得到微型激光雷达与各个扫描点间的垂直距离，其中ri为第i条激光束与第i扫描点之间的距离，θi为第i条激光束与水平线之间的夹角；
(2)在颠簸路面对车轮不圆度进行动态检测时，通过微型激光雷达7扫描上摆臂球头跳动过程中第k个扫描点与第k+1个扫描点，可计算出车轮因路面颠簸造成上摆臂球头的跳动量Δy球头＝yk-yk+1，其中yk、yk+1分别为微型激光雷达7到第k个扫描点和第k+1个扫描点间的垂直距离，由于上摆臂球头与车轮做刚性连接，可得车轮跳动量Δy车轮＝Δy球头；
(3)车轮动态运动过程中半径最大值可通过公式R＝H-Δy球头-ym表达，其中H为微型激光雷达7到车轮中心的初次标定距离，ym为微型激光雷达7扫描过程中到车轮上轮缘的距离，实时计算即可得到车轮动态运动过程中半径的最大值。
本实用新型的创新之处为：
(1)通过微型激光雷达7扫描与车轮作刚性连接的上摆臂球头，计算其跳动量，去除车轮因颠簸路面造成的跳动量；
(2)设计了一种易安装、易操作的载货汽车车轮不圆度检测装置；
(3)此车轮不圆度检测方法弥补了颠簸路面载货汽车车轮不圆度动态连续检测的技术空白。
本实用新型的技术效果：采用本实用新型能高效、准确的计算颠簸路面载货汽车车轮的最大半径，准确评价车轮不圆度。该检测装置的测量精度高，安装简单，能满足车轮不圆度实时连续的检测要求，具有直接的经济效益，对汽车主动安全十分有益。
附图说明
图1载货汽车车轮不圆度检测装置示意图
图2载货汽车车轮不圆度动态检测原理图
图3旋钮磁铁示意图
图4雷达支架示意图
图5雷达下支座示意图
图6雷达支架与雷达下支座组合安装示意图
图7载货汽车车轮不圆度动态检测流程示意图
图8支座定位支架示意图
图中：A:平整路面车轮轮廓中心
A’：颠簸路面车轮跳动后的轮廓中心
1.旋钮磁铁 2.摇臂螺栓 3.摇臂 4.雷达下支座 5.微调螺栓 6.雷达支架 7. 微型激光雷达 8.雷达上支座 9.支座螺栓 10.雷达螺栓 11.螺母 12.支座定位支架 13. 下支座定位螺栓 14.雷达定位支架 15.雷达定位支架螺栓
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的具体内容及其实施方式
本实用新型涉及一种载货汽车车轮不圆度检测装置，参照附图1，该装置主要由旋钮磁铁1，摇臂螺栓2，,摇臂3，雷达下支座4，微调螺栓5，雷达支架6，微型激光雷达7，雷达上支座8，支座螺栓9，雷达螺栓10，螺母11，支座定位支架12，下支座定位螺栓13，雷达定位支架14，雷达支架定位螺栓15组成。通过松动摇臂螺栓2，沿x方向即左右移动雷达下支座4至合适位置，通过紧固支座定位支架12上的下支座定位螺栓13，可实现微型激光雷达7在x方向的定位，所述支座定位支架12通过下支座定位螺栓13与雷达下支座4和雷达上支座8连接。松动支座螺栓9，通过调整微调螺栓5，可实现雷达装置绕z方向的旋转。松动雷达螺栓10，调整微型激光雷达7至合适位置，通过雷达支架定位螺栓15紧固雷达定位支架14，可实现微型激光雷达7绕y方向的转动。旋转旋钮磁铁1的旋钮调整磁铁磁力，使磁铁具有强磁力，可将本实用新型检测装置方便的安装在载货汽车车轮正上方的车架上。通过上述调整螺栓，手动微调装置，对微型激光雷达7进行标定，可得微型激光雷达7与车轮中心的初次标定距离H。
本实用新型涉及一种基于微型激光雷达的载货汽车车轮不圆度动态检测方法。参照附图 2，调整微型激光雷达7，使扫描面通过上摆臂球头及车轮中心A，且与水平面垂直，微型激光雷达7通过扫描与车轮作刚性连接的上摆臂球头及车轮上轮缘，获取与上摆臂球头及车轮上轮缘之间的距离，根据检测原理，计算车轮动态运动过程中半径的最大值,以此来评价车轮不圆度。
参照附图2，所述获取车轮动态运动过程中半径最大值的方法为：微型激光雷达7扫描与车轮作刚性连接的上摆臂球头及车轮上轮缘，通过公式yi＝ri*sinθi可得到微型激光雷达7与各个扫描点间的垂直距离，其中ri为第i条激光束与第i扫描点之间的距离，θi为第i条激光束与水平线之间的夹角。在颠簸路面对车轮不圆度进行动态检测时，通过微型激光雷达7扫描上摆臂球头跳动过程中第k个扫描点与第k+1个扫描点，可计算出车轮因路面颠簸造成上摆臂球头的跳动量Δy球头＝yk-yk+1，其中yk、yk+1分别为微型激光雷达7到第k个扫描点和第k+1个扫描点间的垂直距离。由于上摆臂球头与车轮做刚性连接，可得车轮跳动量Δy球头＝Δy车轮。因此，车轮动态运动过程中半径最大值可通过公式R＝H-Δy球头-ym表达，ym为微型激光雷达7扫描过程中到车轮上轮缘的距离。实时计算即可得到车轮动态运动过程中半径的最大值。