专利名称：具有闭锁转动台和滑行板的校准系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及机动车辆车轮校准，并且更具体而言，涉及一种车辆车轮校准系统，所述车辆车轮校准系统在车轮校准过程中的特定时间控制转动台及滑行板闭锁和解锁。
背景技术：
机动车辆校准系统对于保证对车辆车轮的校准处于机动车辆制造商提供的规格范围内是非常重要的。如果车轮没有校准，会存在对车轮的过度的或不均匀的磨损。另外，如果车轮没有正确的校准，可能会对车辆的性能，特别是操纵性和稳定性，造成不利的影响。在此使用的术语“车轮”或“车辆车轮”指的是在机动车辆上的轮胎和车轮组件。这种组件大体上包括安装在金属车轮或“轮辋”上的传统轮胎。
机动车辆车轮可以多种方法进行校准。例如，操作者或校准技师可以使用诸如计算机辅助的、具有诸如相机之类的光学传感设备的三维(3D)机械视觉校准系统之类的视觉成像系统以确定不同物体的位置。尽管这种机械视觉系统典型地用于校准的目的，但这些系统还可以用于获得有关机动车辆其他的位置和角度方向信息。这种设备和方法的实例1998年3月10日授予Jackson等的名称为“Method and Apparatus forDetermining the Alignment of Motor Vehicle Wheels”的美国专利No.5,724,743和在1996年7月16日授予Jackson等的名称为“Method andApparatus for Determining the Alignment of Motor Vehicle Wheels”的美国专利No.5,535,522中公开，在此引入以供参考。
在测量车辆的校准或者对车辆车轮进行重新校准之前，行业内的标准做法是将车辆的悬架置于“松弛”的状态。通常用于所述目的的设备是低摩擦转动台/转动板和低摩擦滑行/滑动板。在校准之前，车辆的一个或者多个车轮置于这些设备上，并且转动台和滑行板允许车辆车轮纵向及横向地转动和移动来松弛作用在车轮上的力。相反，如果车轮不置于松弛状态，车轮未校准可以在车轮上产生或多或少放大未校准问题的作用力，并且车轮的重新校准不能基于正确的校准数据。
尽管转动台和滑行板与校准系统一起使用，然而这些设备并不能总是由操作者正确地使用。将车辆定位至用于检测和/或重新校准的架子上之前，所述转动台和滑行板被锁定在适当的位置。一旦车辆的车轮被定位于转动台或滑行板上，转动台或滑行板解锁并且允许车轮自由地浮动，这将车辆的悬架置于松弛状态。然而，在将车辆正确定位在架子上之后，常见的错误是转动台和滑行板在测量车辆校准之前不能解锁，并且这产生基于未正确校准数据的上述重新校准问题。因此，需要一种在车轮校准过程中的特定时间控制转动台和滑行板闭锁和解锁的校准系统。
发明内容
一方面中，在此提供了一种用于测量车辆校准的校准系统。所述校准测量系统包括校准传感系统和悬架松弛系统。所述悬架松弛系统构造为接收所述车辆的至少一个车轮并且能够在多种状态中进行操作。所述校准传感系统以可操作方式连接至所述悬架松弛系统以选择所述悬架松弛系统的状态。在第一状态中，当所述车轮被所述悬架松弛系统接收时，所述悬架松弛系统保持所述车辆车轮静止；而在第二状态中，在所述车轮被所述悬架松弛系统接收之后，所述悬架松弛系统允许所述车轮转动和/或平移。在进行车辆校准的测量之前，所述校准传感系统引导所述悬架松弛系统在第二状态中进行操作。
另一方面中，所述悬架松弛系统定位在架子上并包括转动台、滑行板和一个或者多个附连至所述转动台和所述滑行板的释放和固定设备。根据所述状态，所述释放和固定设备防止所述转动台转动以及防止所述滑行板平移，或者允许所述转动台转动及滑行板平移。
在所述悬架松弛系统的一方面中，所述释放和固定设备具有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分能够相对于彼此移动至第一位置和第二位置。在一种状态中，所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此移动至所述第一位置，这防止所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移，而在另一种状态中，所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此移动至所述第二位置，这允许所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移。所述校准传感系统连接至所述释放和固定设备以控制所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此的移动。
在所述悬架松弛系统的另一方面中，所述悬架松弛系统包括第一部分、第二部分以及释放和固定设备。在一种状态中，所述第一部分接触所述第二部分，这防止所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移，而在第二种状态中，所述第一部分与所述第二部分通过来自释放和固定设备的流体膜而分离，这允许所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移。所述校准传感系统控制进入所述释放和固定设备的流体压力。
对于本领域的技术人员来说，本发明公开内容的其它方面和优点通过以下结合附图对优选方面的说明将变得清楚。应当认识到，在不背离所公开的概念的精神的情况下，所公开的概念能够用于其它的和不同的实施方式，并且其细节可以在多种明显的方面中进行修改。因此，附图、公开的方面、以及说明被认为本质上是示例性的，而非限制性的。
本发明的概念的上述和其它特征、方面和优点在以下详细的说明中进行描述，其中实例通过附图进行补充，在附图中图1示出了一种根据本发明的示例性校准系统；图2A是一个组合的转动台和滑行板的立体图；图2B是与滑行板分离的转动台的立体图；图3A和图3B是分别在分离位置和接合位置的释放和固定设备的示图。
图4A和图4B是分别在分离位置和接合位置的另一个释放和固定设备的示图。
图5是又一个释放和固定设备的示图；以及图6是校准系统的示图。
具体实施例方式
根据所公开的概念，如图1所示，在此提供了一种校准系统100，所述校准系统100用于确定车辆上车轮126、128、130、132的位置并且用以帮助车辆的校准。所述校准系统100包括校准传感系统102，并且所述校准传感系统102具有控制器300和安装在横梁114上的一对固定的、间隔开的相机110、112。所述横梁114具有足够的长度以将相机110、112分别定位于车辆侧面的外部上，以通过位置确定系统100成像。而且，所述横梁114将相机110、112定位于车间地面116上方足够高的位置以确保车辆左侧上的两个标杆118、120都在左侧相机110的视野范围内，并且车辆右侧上的两个标杆122、124都在右侧相机112的视野范围内。
在测试中的车辆被驱动至升高装置140上。标杆118、120、122、124被安装在车辆各车轮126、128、130、132上，其中各标杆118、120、122、124包括标杆本体134、标杆元件136、以及附连装置138。所述附连装置138将所述标杆118、120、122、124附连至车轮126、128、130、132。附连装置的实例在1991年6月18日授予Borner等的名称为“WheelAlignment Rim Clamp Claw”的美国专利No.5,024,001中描述，在此通过引入以供参考。也可以使用其他类型的附连装置。所述标杆元件136设置在所述标杆本体134上，并且标杆本体134和标杆元件112的实例在美国专利No.5,724,743中有描述。
当标杆118、120、122、124附连至车轮轮辋时，所述标杆则被定向为使标杆本体134上的标杆元件136面对相应的相机110、112。随后车辆和型号年份(model year)可与其他诸如车辆识别(VIN)号码、牌照号码、所有者姓名等之类的识别参数一起输入校准传感系统102中。
标杆118、120、122、124相对于附连有所述标杆的车轮126、128、130、132的轮辋的位置通常是已知的，其精度大约为0.01”及大约0.01°。应当理解所述位置确定系统100并不限于这些精度。当所述标杆118、120、122、124在一个位置成像时，所述车轮126、128、130、132被转动至另一位置并且形成新的影像。利用所述标杆118、120、122、124在两个位置中的成像定位，所述车轮126、128、130、132的实际位置和定向以及车轮的轴线可以通过所述校准传感系统102计算。尽管在两个位置之间的距离会变化，但是所述距离通常大致为8英寸。
如图2A和图2B所示，架子140包括一个或多个悬架松弛系统160(即，转动台/滑行板)，所述悬架松弛系统160构造为允许车辆车轮转动和平移(即，纵向和/或横向移动)以松弛作用在车辆车轮上和悬架上的力。如在此使用的，当所述车辆车轮描述为转动的，所述转动/转动围绕不同于正常的车轮转动轴线的轴线，而是典型地垂直于车辆车轮和转动台之间的接触平面。已知存在有多种类型的转动台/滑行板组合160，并且校准系统100并不限于一种特定类型或构造。例如，如图2A所示，转动台162和滑行板164可以结合为一体以在架子140上的单一位置处既能提供角度松弛又能提供横向松弛。在另一实例中，如图2B所示，所述转动台162和所述滑行板164可以彼此分离，从而在架子140上的分离的位置处提供横向松弛和角度松弛。
在所述示例性实例中，转动台162的顶部经由轴165相对于底部166转动以允许悬架角度松弛。而对于滑行板164，所述滑行板164的顶部位于允许悬架横向松弛的轨道168上。当然也可以接受其他类型的能够提供角度转动和横向移动的设备。
根据所述校准系统100，各转动台/滑行板组合160可以包括至少一个致动的释放和固定设备设备174(图3A、图3B、图4A、图4B、和图5所示)。在操作过程中，所述释放和固定设备174选择性地允许所述转动台162转动或者防止其转动，并且选择性地允许滑行板164纵向和/或横向移动或保持固定。单个释放和固定设备174可以用于所述转动台162和滑行板164两者，或者可选择地，释放和固定设备174可以单独用于所述转动台162和所述滑行板164。尽管并不限于在此示出的特别的实例，图3A、图3B、图4A、图4B、和图5公开了不同类型的能够和所述校准系统一起使用的致动的释放和固定设备174。
更详细地参考图3A、图3B，示出了致动的释放和固定设备174的一个实例，所述致动的释放和固定设备174可以和转动台162或滑行板164一起使用。所述固定装置174连接至转动台162或滑行板164的第一部分170和第二部分172。例如，所述第一部分170可以是转动台162的转动部分，而所述第二部分172可以是有角度固定的诸如转动台162的底部166或架子140之类的一部分。可选择地，所述第二部分172可以是转动台162的转动部分，而所述第一部分170可以是有角度固定的部分。同样，对于滑行板164，所述第一部分170可以是滑行板164的平移部分，而所述第二部分172可以是诸如轨道168或者架子140之类的静止部分。可选择地，所述第二部分172还可以是滑行板164的平移部分，而所述第一部分170可以是静止部分。
在未接合的位置中，如图3A所示，释放和固定设备174允许第一部分170相对于第二部分172转动或平移。在图3A中，所述释放和固定设备174的指状物178接合所述释放和固定机构174的齿176，而防止所述第一部分170相对于所述第二部分172转动或平移。所述释放和固定机构174的指状物178和齿176仅仅是能够防止第一部分170相对于第二部分172转动或平移的多种可能组合的其中一种，而校准系统100并不限于这种特定的可能组合。
此外，致动所述释放和固定机构174的方式同样不受限制。例如，可以使用电伺服装置(未示出)以升高及降低指状物178从而分别接合所述齿176及与所述齿176分离。可选择地，可以使用液压或气动系统(未示出)以升高和降低指状物178以分别接合所述齿176及与所述齿176分离。
图4A、图4B公开了致动的释放和固定设备174的另一实例，所述致动的释放和固定设备174可与转动台162或滑行板164一起使用。此特定实例的释放和固定设备174包括空气轴承，还称为“流体膜”轴承。尽管多种类型的空气轴承被用作释放和固定设备174，但在此特定的实例中，第一部分170中的通道184通向第一部分170和第二部分172之间的间隙186。从配件182经过的流体(如，空气)进入通道184，并且在第一部分170和第二部分172之间产生间隙186。当通过所述通道184的空气的压力降低至某一点时，作用力(如，重力、弹簧)将第一部分170和第二部分172推动至一起。
当所述第一部分170和第二部分172分离时，如图4A所示，所述第一部分170可以相对于第二部分172转动或平移。可选择地，当所述第一部分170和第二部分172合在一起时，如图4B所示，第一部分170和第二部分172之间的摩擦防止所述第一部分170相对于所述第二部分172转动或平移。
图5公开了致动的释放和固定设备174的又一个实例，所述致动的释放和固定设备174可与转动台162或滑行板164一起使用。此特定实例的释放和固定设备174包括电磁离合器。电磁离合器是众所周知的，并且固定装置174并不限于电磁离合器的特定类型。在此实例中，所述电磁离合器包括至少一个附连至第一部分170或第二部分172的电磁体190，以及附连至第一部分170或第二部分172中另一个的磁化材料。
当所述电磁体190吸引所述磁性材料192时，所述电磁体190、第一部分170和第二部分172被强制在一起。这种作用力在第一部分170和第二部分172之间产生防止第一部分170相对于第二部分172转动或平移的摩擦。当电磁体190不吸引磁性材料192时，第一部分170可以相对于第二部分172转动或平移。
图6示意性地示出了既具有校准传感系统102又具有至少一个转动台/滑行板组合160的校准系统100。所述校准传感系统102的控制器300还连接至致动器190以控制附连至转动台/滑行板组合160的转动台162和/或滑行板164上的释放和固定设备174(未示出)的操作。根据所使用释放和固定设备174的类型，所述致动器190可以是例如继电器开关以操作电伺服装置或阀门从而控制供应至空气轴承的空气的压力。所述控制器300至致动器190的连接以及致动器190至释放和固定系统174的连接并不受任何方式限制，而可以是电的(无线的和有线的)和/或机械的连接。
当车辆180被定位于升高装置140上，并且所述车辆180的车轮126、128、130、132在一个或多个转动台/滑行板组合160上时，校准传感系统102的控制器300引导致动器190以使附连至转动台162和/或滑行板164上的释放和固定设备174分离。这样将允许转动台162转动并允许滑行板164平移。这样以来，所述车辆180的悬架被置于“松弛”的状态。所述致动器190可以突然释放转动台/滑行板组合160。可选择地，一个或多个转动台/滑行板组合160可以在其它设备之前释放。
在校准传感系统102测量车辆180的车轮126、128、130、132的位置之前以及在车轮126、128、130、132在架子140上的位置稳定之后，控制器300可以引导致动器190接合所述释放和固定设备174从而防止转动台162转动及防止滑行板164平移。这样以来，可以确保通过校准传感系统102对车轮126、128、130、132位置进行精确的测量。
在此描述的实施方式可以和任意期望的校准传感系统一起使用，其中所述校准传感系统包括但不限于依赖于光学信息的校准传感系统。本发明的概念的多个方面出于示例的目的在本公开内容中讨论。应当理解在此公开的概念能够用于多种其他组合和环境中，并且能够在这里表述的概念的范围内进行变化或修改。而且，尽管对所述系统和方法的实例进行了讨论，但所述概念并不限于在此提供的实例，而且额外的改型可以由所附加的权利要求书所包含。
权利要求
1.一种用于车辆的校准测量系统，包括校准传感系统；以及悬架松弛系统，所述悬架松弛系统构造为接收所述车辆的至少一个车轮并且能够在多种状态中进行操作，其中在所述悬架松弛系统的第一状态中，当所述车辆的至少一个车轮被所述悬架松弛系统接收时，所述悬架松弛系统保持所述至少一个车轮静止，在所述悬架松弛系统的第二状态中，所述悬架松弛系统允许所述至少一个车轮转动和/或平移，以及所述校准传感系统以可操作方式连接至所述悬架松弛系统以选择所述悬架松弛系统的状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其中在对车辆校准进行测量之前，所述校准传感系统引导所述悬架松弛系统在所述第二状态中操作。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述悬架松弛系统包括转动台和滑行板，所述转动台和滑行板构造为接收所述车辆的单个车轮。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述悬架松弛系统包括附连至所述转动台和所述滑行板的释放和固定设备；在第一状态中，所述释放和固定设备防止所述转动台转动并且防止所述滑行板平移；并且在第二状态中，所述释放和固定设备允许所述转动台转动并且允许所述滑行板平移。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述悬架松弛系统包括彼此分离的转动台和滑行板，并且所述转动台和所述滑行板构造为各接收所述车辆的同一个车轮。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述悬架松弛系统包括附连至各所述转动台和所述滑行板的独立的释放和固定设备。
7.根据权利要求2所述的系统，其中位置确定系统是三维视觉校准系统。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述悬架松弛系统定位在架子上，并在所述悬架松弛系统的第二状态中，所述悬架松弛系统允许所述至少一个车轮相对于所述架子进行转动和/或平移的至少一种。
9.根据权利要求2所述的系统，其中所述悬架松弛系统包括释放和固定设备，所述释放和固定设备具有第一部分和第二部分；所述第一部分和所述第二部分相对于彼此移动至第一位置和第二位置；在所述悬架松弛系统的第一状态中，所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此移动至所述第一位置以防止所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移；并且在所述悬架松弛系统的第二状态中，所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此移动至所述第二位置以允许所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述校准传感系统连接至所述释放和固定设备以控制所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此的运动。
11.根据权利要求2所述的系统，其中所述悬架松弛系统包括第一部分、第二部分、以及释放和固定设备；在所述悬架松弛系统的第一状态中，所述第一部分接触所述第二部分以防止所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移；并且在所述悬架松弛系统第二状态中，所述第一部分与所述第二部分通过来自所述释放和固定设备的流体膜分离以允许所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述校准传感系统控制进入所述释放和固定设备的流体压力。
13.一种用于操作车辆的校准测量系统的方法，其中所述校准测量系统包括校准传感系统，所述校准传感系统以可操作方式连接至悬架松弛系统，所述悬架松弛系统构造为接收车辆的至少一个车轮并且能够在多种状态之间进行操作；在所述悬架松弛系统的第一状态中，当所述至少一个车轮通过所述悬架松弛系统接收时，所述悬架松弛系统保持车辆的至少一个车轮静止，而在所述悬架松弛系统的第二状态中，所述悬架松弛系统允许所述至少一个车轮进行转动和/或平移的至少一种，所述方法包括以下步骤通过所述悬架松弛系统接收所述至少一个车轮；在所述至少一个车轮通过所述悬架松弛系统接收之后，使用所述校准传感系统引导所述悬架松弛系统在第二状态中进行操作；并且在所述悬架松弛系统在第二状态中进行操作之后，使用所述校准传感系统进行车辆校准的测量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述悬架松弛系统包括具有第一部分和第二部分的释放和固定设备；所述第一部分和所述第二部分能够相对于彼此移动至第一位置和第二位置；在所述悬架松弛系统的第一状态中，将所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此移动至所述第一位置以防止所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移；并且在所述悬架松弛系统的第二状态中，将所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此移动至所述第二位置以允许所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法进一步包括使用所述校准传感系统控制所述第一部分和/或所述第二部分相对于彼此的移动。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述悬架松弛系统包括第一部分、第二部分、以及释放和固定设备；在所述悬架松弛系统的第一状态中，所述第一部分接触所述第二部分以防止所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移；并且在所述悬架松弛系统的第二状态中，使用所述释放和固定设备引导在所述第一部分和所述第二部分之间的流体膜以将所述第一部分和所述第二部分分离从而允许所述第一部分相对于所述第二部分转动和/或平移。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括使用所述校准传感系统控制进入所述释放和固定设备的流体压力。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述悬架松弛系统包括转动台和滑行板的组合，所述组合构造为接收所述车辆的单个车轮。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述悬架松弛系统包括彼此分离的转动台和滑行板，并且所述转动台和所述滑行板独立构造为各接收所述车辆同一个车轮。
20.一种用于车辆的校准测量系统，所述系统包括校准传感系统；以及用于接收所述车辆的至少一个车轮以保持所述至少一个车轮静止或用于允许所述至少一个车轮转动和/或平移的装置，并且所述校准传感系统以可操作方式连接至用于接收所述至少一个车轮的装置。
全文摘要
一种用于车辆的校准测量系统，包括校准传感系统和悬架松弛系统。悬架松弛系统构造为接收车辆的至少一个车轮并且能够在多种状态中进行操作。校准传感系统以可操作方式连接至悬架松弛系统以选择悬架松弛系统的状态。在第一状态中，当车轮被悬架松弛系统接收时，悬架松弛系统保持车辆的车轮静止；而在第二状态中，悬架松弛系统允许车轮转动和/或平移。在进行车辆校准的测量之前，校准传感系统引导悬架松弛系统在第二状态中进行操作。
文档编号G01B11/275GK101095029SQ200580045307
公开日2007年12月26日 申请日期2005年12月12日 优先权日2004年12月30日
发明者大卫·A·杰克逊 申请人:斯耐普昂公司