本发明涉及车辆四轮定位参数领域，特别涉及一种方程式赛车车轮前束角的测量装置。
背景技术
随着中国汽车工业的飞速前进，各类赛车体育赛事得到了不断的发展和普及。中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校在校学生组队参加的方程式赛车设计与制造比赛。在方程式赛车设计与制造的过程中，车轮的定位参数对于车辆操控稳定性起到了至关重要的作用。车轮定位参数包括车轮外倾角、车轮前束角、主销后倾角和主销内倾角。
为保证汽车稳定的直线行驶，应使转向轮具有自动回正作用，这种回正作用是由转向轮的定位参数来保证的，前束角就是这些定位参数中的一种。为了消除车轮外倾带来的不良后果，在安装车轮时，使车辆前轮的中心面不平行，车轮平面与车身前进方向之间的夹角为前束角。对于注重弯道性能的方程式赛车来说，前束角的取值范围通常在0°～2°之间。可以通过调节转向横拉杆的长度来调节车轮的前束角。为了保证赛车行驶的稳定性和转向轻便性、提高轮胎使用的耐久性，需要定期对赛车轮胎的前束角进行测量和矫正。
现有的四轮定位仪仅适用于普通乘用车和商用车，四轮定位仪体型庞大、价格昂贵、操作复杂，并不适用于小型方程式赛车。且在方程式赛车研发过程中，往往并不需要对整车的四轮定位参数进行测量和矫正，仅对1/4悬架或1/2悬架车轮进行校正即可。
该发明有效解决了目前方程式赛车车轮前束角测量困难、测量不便、成本较高、效率偏低等问题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种方程式赛车车轮前束角测量装置，实现了对方程式赛车车轮前束角快速精准地测量，进而确保赛车的操控稳定性和转向轻便性，有效防止了因车轮定位不准确而产生的消极影响。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的：
一种方程式赛车车轮前束角测量装置，包括机架、车轮固定底座、自动定位夹紧装置、激光发射器和带滑轨的可调刻度尺；所述机架安装在车架钢管上；所述车轮固定底座安装车轮的中心位置；所述车轮固定底座为u形结构；车轮固定底座的两端设置有自动定位夹紧装置；所述自动定位装置将车轮固定底座定位和夹紧在被测量车轮轴向的中心位置，所述激光发射器通过高度调节杆安装在车轮固定底座中心位置上，通过高度调节杆调节激光发射器的竖直高度；开启激光发射器后，激光光束照射在带滑轨的可调刻度尺上，照射点的刻度值即为车轮的前束角角度。
进一步的，所述第一水平校对仪和第二水平校对仪分别安装在机架与车轮固定底座上，用于机架和车轮固定底座的水平定位，确保测量的准确性。
进一步的，所述带滑轨的可调刻度尺安装在机架的末端，用于实现不同轮距方程式赛车车轮前束角角度的读取。
进一步的，所述机架两端均由定位管和锁紧螺栓定位和夹紧；且机架上设有调平螺栓，通过调平螺栓确保机架处于水平位置。
进一步的，所述车轮固定底座置于1/4悬架处。
进一步的，所述车轮固定底座限制激光发射器的5个自由度，确保激光发射器处在正确的工作位置。
进一步的，所述固定盘和锁紧螺栓将车轮固定底座定位和夹紧在被测量车轮径向的中心位置；所述自动定位夹紧装置上设置有弹簧复位机构，弹簧复位机构可自动将激光发射器定位和夹紧在被测量车轮的轴向的中心位置。
进一步的，所述第一水平校对仪和第二水平校对仪的精度等级为0.05mm/m。
进一步的，所述的激光发射器功率为200mw，能耗低，光束清晰，识别率高。
进一步的，所述的带滑轨的可调刻度尺可沿滑轨左右移动，实现不同轮距方程式赛车车轮前束角的测量，可调范围广，测量量程大。
有益效果：
1.实现了对方程式赛车车轮前束角快速精准地测量，进而确保赛车的操控稳定性和转向轻便性，有效防止了因车轮定位不准确而产生的消极影响。
2.自动定位夹紧装置上设置有弹簧复位机构，弹簧复位机构可自动将激光发射器定位和夹紧在被测量车轮的轴向的中心位置。
3.机架高度可调且有调平螺栓，可通过调节螺栓确保机架处于水平位置。
4.水平校对仪安装在机架和车轮固定底座上，实现机架和车轮固定底座的水平定位，确保测量的准确性。
附图说明
图1为本发明所述方程式赛车车轮前束角测量装置安装位置及测量方式的示意图；
图2为本发明图1中所述车轮固定底座及激光发射器的右视图；
图3为本发明图1中所述机架及带滑轨的可调刻度尺的主视图。
附图标记如下：
1-测量车轮、2-车架钢管、3-车轮固定底座、4-自动定位夹紧装置、5-锁紧螺栓、6-固定盘、7-第一水平校对仪、8-第二水平校对仪、9-激光发射器、10-高度调节杆、11-定位管、12-锁紧螺栓、13-高度调节杆、14-机架、15-带滑轨的可调刻度尺。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图是实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种方程式赛车车轮前束角测量装置，包括机架14、车轮固定底座3、自动定位夹紧装置4、激光发射器9和带滑轨的可调刻度尺15；所述机架14安装在车架钢管2上；所述车轮固定底座3安装在车轮的中心位置；所述车轮固定底座3为u形结构；车轮固定底座3的两端设置有自动定位夹紧装置4；所述自动定位装置4将车轮固定底座3定位和夹紧在被测量车轮1轴向的中心位置，所述激光发射器9通过高度调节杆10安装在车轮固定底座3中心位置上，通过高度调节杆10调节激光发射器9的竖直高度；开启激光发射器9后，激光光束照射在带滑轨的可调刻度尺15上，照射点的刻度值即为车轮的前束角角度。
其中，所述第一水平校对仪7和第二水平校对仪8分别安装在机架14与车轮固定底座3上，用于机架14和车轮固定底座3的水平定位，确保测量的准确性。所述带滑轨的可调刻度尺15安装在机架14的末端，用于实现不同轮距方程式赛车车轮前束角角度的读取。所述机架14两端均由定位管11和锁紧螺栓12定位和夹紧；且机架14上设有调平螺栓，通过调平螺栓确保机架14处于水平位置。所述车轮固定底座3置于1/4悬架处。所述车轮固定底座3限制激光发射器9的5个自由度，确保激光发射器9处在正确的工作位置。所述固定盘6和锁紧螺栓5将车轮固定底座3定位和夹紧在被测量车轮1径向的中心位置；所述自动定位夹紧装置4上设置有弹簧复位机构，弹簧复位机构可自动将激光发射器9定位和夹紧在被测量车轮的轴向的中心位置。所述第一水平校对仪7和第二水平校对仪8的精度等级为0.05mm/m。所述激光发射器9功率为200mw。所述带滑轨的可调刻度尺15可沿滑轨左右移动，实现不同轮距方程式赛车车轮前束角的测量。
结合附图1所示，所述测量机构包括被测量车轮1、车架钢管2、车轮固定底座3、自动定位夹紧装置4、锁紧螺栓5、固定盘6、第一水平校对仪7、激光发射器9、高度调节杆10、定位管11、锁紧螺栓12、高度调节杆13、机架14和带滑轨的可调刻度尺15。
结合附图1和图3所示，使用时，同时逆时针方向旋转两侧的锁紧螺栓12拧至最松；将定位管11卡在车架钢管2上；同时将两侧的锁紧螺栓12顺时针拧紧，直至锁紧螺栓12夹紧车架腿仓上部的钢管2，且机架14无明显晃动；调整高度调节杆13，使机架14处于适当高度；观察第一水平校对仪7，确认机架14处于水平位置。
工作过程：
结合附图1和图2所示，使用时，首先将转向盘回至中心区，确保转向盘转角为0°；逆时针方向旋转锁紧螺栓5，将固定盘6拧至最松；将车轮固定底座3放置在被测量车轮1上，拉开自动定位夹紧装置4并卡紧被测量车轮1；此时，车轮固定底座3会自动处于被测量车轮1的轴向中心位置；同时将轮胎两侧的锁紧螺栓5顺时针拧紧，直至固定盘6轻微夹紧被测量车轮1；观察第二水平校对仪8，确认车轮固定底座3处于水平位置；测量高度调节杆10与车架中心线的最短距离，记为m；打开激光发射器9，调整高度调节杆10；使激光发射器9发射出来的光束照射在带滑轨的可调刻度尺15的中心位置；将可调刻度尺15上的黑色三角形对准机架14上的数字m；观察带滑轨的可调刻度尺15上的角度值即为被测车轮前束角的角度。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为发明的具体实施例而已，并不限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此说明已经示出和描述了本发明的实施例，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。