用于测量车轮定位参数的装置及kc试验台的制作方法_2

文档序号:9920957阅读:来源:国知局
误差更小,安装方便。
[0025]总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
[0026](I)测量装置主要采用六自由度并联机构平台,使用该并联机构进行车轮位置的测量避免了机械臂法所引起的误差累积和放大效应,提高了测量的精度;
[0027](2)本发明六自由度机构平台避免在测量过程中对绝对式编码器的清零操作,简化数据处理过程。
【附图说明】
[0028]图1是按照本发明一个实施例所构建的一种KC试验台测量装置总体结构示意图;
[0029]图2是按照本发明一个实施例所构建的一种KC试验台轮胎坐标系;
[0030]图3是按照图1中的KC试验台测量装置中的6自由度并联机构平台结构示意图;
[0031]图4是按照图3中的6自由度并联机构平台的动平台安装装置示意图;
[0032]图5是图1中的KC试验台6自由度并联机构平台的支撑架装置示意图;
[0033]在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:I为垂直驱动缸,2为垂直加载台,3为纵向滑轨,4为纵向加载台,5为侧向滑轨,6为侧向加载台,7为回转运动加载台,8为车轮,9为转盘,10为动平台,11为定平台,12为水平外支架,13为滑槽处螺栓,14为水平/竖直内支架,15为竖直外支架,16为支撑架基座,17为虎克铰链,18为支链的内连杆,19为位移传感器的安装座,20为位移传感器,21为定位销,22为支链的外连杆,23为虎克铰链,24为螺栓,25为滑槽,26为竖直支架处的滑槽,27为水平支架处的滑槽。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0035]图1为按照本发明一个实施例所构建中的KC试验台测量装置总体结构示意图。该KC试验台测量装置可以实现对平行轮跳、反向轮跳、纵向力加载、侧向力加载、回正力矩加载及原地转向工况等各种工况下悬架KC特性的获取。
[0036]其中,对于纵向力加载、侧向力加载、回正力矩加载以及原地转向工况,同样通过对应驱动缸的位移传感器和拉压力传感器测量的加载台的位移与力参数,需要结合本发明中的六自由度并联机构平台测量的轮心位姿参数结合完成各个工况下悬架KC特性的获取。
[0037]轮胎位置参数的测量包括:轮心垂直、侧向、纵向位移,轮胎垂直、侧向、纵向变形,轮胎前束角、外倾角、后倾角、轮胎转向角等。
[0038]如图1-5所示,本实施例的车轮定位参数测量装置包括设置在垂直加载台上的支撑架装置、与该支撑架装置末端端部连接的六自由度并联机构平台以及设置在六自由度并联机构平台端部的用于与车轮连接的转盘,待测量的车轮设置在旋转加载台7上,其轮毂伸出的螺栓与转盘9固定连接,如图4所示,优选采用3点定位方式固连,同时使转盘9平面与车轮轮胎中性面平行且同轴,车轮的运动可实时传递到转盘9上,进而使得车轮的位姿可以通过该转盘9体现。转盘9与六自由度并联机构平台的一端固定,在一个实施例中优选是通过磁铁方式固定。
[0039]如图3所示,六自由度并联机构平台包括两平行间隔布置的平台,分别为动平台10和定平台11,转盘9与动平台10固定连接,定平台11与支撑架装置末端端部固定连接。动平台10与定平台11之间设置有六条运动支链且并行装有位移传感器,通过6条运动支链的位移变化计算动平台10的位姿。
[0040]如图3所示,六条运动支链中的每个支链由内外两节连杆组成,两节连杆在连接端相互套接,并可在轴向上相互移动。具体地,其中内连杆18的一端与动平台10铰接,例如优选通过虎克铰连接,另一端可在外连杆22中相对滑动,第二节连杆22的另一端与定平台11通过例如虎克铰连接。
[0041 ]在初始设计位置时,用定位销21将两节连杆锁住,当试验台进行测量时,将该定位销21松开。定位销21主要功能是对初始设计位置的定位及非工作状态时对动平台的支撑。在两节连杆之间并行安装有位移传感器20。
[0042]如图3所示,该6自由度并联机构初始设计状态时6根支链(18、22)长度Li(i= l,2,...,6)由设计值已知,通常其定平台11与动平台10上的6个支链铰点Ai(i = l,2,-_,6)和81(丨=1,2,.",6)分布在半径为1^和肋的圆上,其中&^3^5和六2^4^6、81、82、84和出、85、86分别构成正三角形,通过合理布置6个支链铰点Ai (i = I,2,…,6)和Bi (i = I,2,…,6)的初始位置及选择适当的支链长度Li(? = 1,2^..,6),可以保证所测量的目标参数在6自由度并联机构平台的工作空间范围内。
[0043]如图5所示,支撑架装置相互垂直布置的垂直支架和水平支架,其中,垂直支架固定设置在支撑架基座16上可随其同步运动,水平支架一端端部与垂直支架固连为一体,另一端端部与定平台11固定连接。
[0044]在一个实施例中,垂直支架和水平支架分别由两相互套接并可在轴向相互滑动的内外支架组成,具体来说,垂直支架包括垂直设置的竖直外支架15和同轴套装在其内并可相互移动的竖直内支架14,竖直外支架15固定设置在支撑架基座16上,竖直外支架15与竖直内支架14的对应侧面上均开有轴向设置的滑槽26,竖直外支架15与竖直内支架14之间的相对滑移到位后通过螺栓13固定在滑槽26上从而将两者相对固定锁紧。水平支架包括水平设置的水平外支架12和同轴套装在其内并可在水平方向上相对移动的水平内支架14,优选地,水平内支架14与竖直内支架14为一体结构,即具有直角弯折的支架本体。水平外支架12端部与定平台11固定连接,水平外支架12与水平内支架14的对应侧面上均开有轴向设置的滑槽27,水平外支架12与水平内支架14之间的相对滑移到位后通过螺栓13固定在滑槽27上从而将两者相对固定锁紧。
[0045]另外,支撑架基座16通过导轨与垂直加载台2连接,支撑架基座16可通过导轨实现纵向(X'方向)位置调节。
[0046]支撑架装置的上述结构方式,使得支撑架装置不仅具有垂直方向的位移,而且可以在横向和纵向方向上进行位移调节,从而可以适应不同的车轮尺寸规格以及车轮位姿状
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[0047]如图1所示,垂直驱动缸I通过减速机、联轴器、滚珠丝杠、驱动垂直加载台2沿ZI由运动;纵向驱动器基座与垂直加载台2固定安装,驱动纵向加载台4通过滑轨3沿V轴运动;侧向驱动器基座与纵向运动台4固定安装,驱动侧向运动台6通过滑轨5沿Y'轴运动;回转驱动器基座与侧向运动台6固定安装,通过对回转运动台7施加切线方向的力或采用蜗轮蜗杆方式使其小角度转动。通过工作台叠加的方式驱动加载台实现垂直、侧向、纵向以及回转运动,各驱动链各安装有位移传感器和力传感器,可以测量加载台在各个方向上的位移及力值。
[0048]车轮8放在回转运动台7上,由轮毂伸出的螺栓与转盘9采用3点定位方式固连,同时使转盘9平面与轮胎中性面平行同心。6自由度并联机构平台的动平台10通过磁铁与转盘9固定,定平台11与水平支架12固定连接,动平台10与定平台11之间的6条运动支链各并行装有位移传感器,通过6条运动支链的位移变化计算动平台10的位姿。水平支架与竖直支架上均有滑槽,实现水平(Y'方向)和竖直(Z'方向)距离的调节功能,当满足试验要求的位置时,使用螺栓固定。支撑架基座16能通过导轨实现纵向(X'方向)位置调节。
[0049]图2是KC试验台轮胎坐标系,其中纵向为X方向、侧向为y方向、垂直为z方向。
[0050]在测量过程中,该6自由度并联机构平台各支链的位移变化=可以通过与各运动链并行连接的位移传感器(20)测量,结合该平台及水平支架12、垂直支架15的初始设计参数可以计算出轮胎的定位参数,包括轮心垂直、侧向、纵向位移,轮胎垂直、侧向、纵向变形,轮胎前束角、外倾角、后倾角,车轮转向角等。
[0051 ]图4是本实施例中的KC试验台6自由度并联机构平台的动平台安装装置。车轮轮毂通过螺栓与转盘9连接固定,为适应不同尺寸的轮毂,转盘上沿径向开有多条滑槽25,例如一个实施例中转盘9的径向有6个滑槽25,螺栓24由车轮8的轮毂伸出,在滑槽处与转盘固定。
[0052]在一个实施例中,6自由度并联机构平台的动平台中心位置处的凸台通过磁力与转盘9中心固定连接,使动平台平面与轮胎中性面同心且平行,这样轮胎空
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