整车姿态测量装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种整车姿态测量装置和方法，属于测量技术领域。
【背景技术】
[0002]目前整车开发过成中，整车姿态角为一个重要参数，现阶段测量整车姿态主要利用扫描仪对整车关键部位和地面进行扫描，再拟合相应特征，然后利用CATIA软件对扫描的整车点云进行处理，拟合成数据后测量整车姿态。具体步骤为:扫描表面处理、扫描(需要举升机)、计算扫描结果生成点云、导入CATIA软件、拟合成数据、测量姿态角等。
[0003]然而该方法需要专用的测量仪器以及举升机等设备，测量周期长，一般测量需要两天时间；并需要多名专业技术人员进行操作配合完成，所耗费的人力成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明还提供一种整车姿态测量装置，其结构简单，并能准确测量整车姿态角。
[0005]本发明提供一种整车姿态测量方法，使用上述装置进行测量，测量准确，同时方便快捷，大大节省了人力成本。
[0006]为实现上述目的，一方面，本发明提供一种整车姿态测量装置，包括顺次铰接的基座、第一摇臂和第二摇臂，还包括第三摇臂，所述第三摇臂的一端与所述基座远离所述第一摇臂的一端铰接，所述第二摇臂开设有滑动槽，所述第三摇臂的另一端滑设于所述滑动槽中，且所述基座与所述第一摇臂和第三摇臂铰接处设有角度尺。
[0007]进一步地，所述角度尺与所述基座连接处设有凹槽。
[0008]进一步地，所述滑动槽开设于所述第二摇臂远离所述第一摇臂的一端。
[0009]进一步地，所述第一摇臂和/或第三摇臂上设有加强筋。
[0010]进一步地，所述基座、第一摇臂、第二摇臂和第三摇臂的长度为200-1200mm。
[0011 ] 进一步地，所述基座与所述第二摇臂长度相同。
[0012]进一步地，所述第一摇臂和所述第三摇臂长度相同。
[0013]另一方面，本发明还提供一种使用上述整车姿态测量装置的整车姿态测量方法，包括:
[0014]使所述基座固定于水平面，且所述第二摇臂与车身底板贴合；
[0015]读取所述角度尺的测量数据；
[0016]通过三角函数关系计算获得整车姿态角。
[0017]进一步地，使基座固定于水平面，移动所述第三摇臂的另一端在所述滑动槽中的位置，以使所述第二摇臂与车身底板贴合。
[0018]本发明提供的整车姿态测量装置和方法主要利用四连杆铰链结构的两个摇臂角度差异，通过三角函数计算间接测量整车姿态角。测量周期短，测量时可以快速得到结果，测量速度快；测量成本低，测量受设备影响较小，不需要举升机、扫描设备等昂贵设备，并且不需要后期软件处理；操作人员少，单人可独立完成测量，不需要专业扫面人员和工程人员处理扫描数据。
【附图说明】
[0019]图1为本发明提供的整车姿态测量装置的结构示意图。
[0020]图2为角度尺的结构细节图。
[0021]图3为本发明提供的整车姿态测量方法的流程图。
[0022]图4为本发明提供的整车姿态测量方法示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]1-整车姿态测量装置
[0025]10-基座
[0026]11-凹槽
[0027]20-第一摇臂
[0028]30-第二摇臂
[0029]31-滑动槽
[0030]40-第三摇臂
[0031]50-角度尺 A
[0032]60-角度尺 B
[0033]70-加强筋
[0034]2-车身
[0035]3-地面
【具体实施方式】
[0036]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]图1为本发明提供的整车姿态测量装置的结构示意图。图2为角度尺的结构细节图。图3为本发明提供的整车姿态测量方法的流程图。图4为本发明提供的整车姿态测量方法示意图。本发明提供的整车姿态测量装置和方法适用于多种车型整车姿态角的测量。
[0038]本发明提供的整车姿态测量装置I的结构示意图如图1所示。该整车姿态测量装置I包括顺次铰接的基座10、第一摇臂20和第二摇臂30，还包括第三摇臂40，所述第三摇臂40的一端与所述基座10远离所述第一摇臂20的一端铰接，所述第二摇臂30开设有滑动槽31，所述第三摇臂40的另一端滑设于所述滑动槽31中，且所述基座10与所述第一摇臂20铰接处设有角度尺A50，与第三摇臂40铰接处设有角度尺B60。
[0039]该整车姿态测量装置I中，基座10、第一摇臂20、第二摇臂30和第三摇臂40共同形成了一个四连杆铰链结构，利用四连杆铰链结构的两个摇臂角度差异，通过三角函数计算间接测量整车姿态角。
[0040]其中，角度尺A50和角度尺B60可以设置为仅测量锐角角度数据，测量范围为0-90°。以角度尺A50为例，其结构如图2所示，角度尺A50的刻度盘设置于转轴上，基座10与第一摇臂20作为角度尺A50的两个测量臂，测量第一摇臂20的中心线与基座10所在平面的夹角，记为测量值α。角度尺Β60以相同方式设置于基座10与第三摇臂40的铰接处，第三摇臂40的中心线与基座10所在平面的夹角，记为测量值β。
[0041]在一个实施例中，角度尺Α50和角度尺Β60与所述基座10的连接处设有凹槽11。该凹槽11的设置能够便于读取角度尺Α50和角度尺Β60的测量数据，避免由于被基座10遮挡而导致的误读。
[0042]在本发明的另一实施例中，为了节省材料用量以及优化该测量装置的空间布局，滑动槽31可开设于所述第二摇臂30远离所述第一摇臂20的一端。
[0043]在本发明的再一实施例中，所述第一摇臂20和/或第三摇臂40上设有加强筋70，可有效提高该整车姿态测量装置I的强度，提高其使用寿命。
[0044]上述各实施例中，基座10、第一摇臂20、第二摇臂30和第三摇臂40的长度为200-1200mm。具体地，基座10、第二摇臂30的长度可在600_1200mm之间，第一摇臂20和第三摇臂40的长度可在200-500mm之间。
[0045]进一步地，为了便于整车姿态测量装置I的制造和测量，基座10与第二摇臂30长度可以相同。同理，第一摇臂20和第三摇臂40长度也可以相同。
[0046]另一方面，本发明还提供一种使用上述整车姿态测量装置I的整车姿态测量方法，流程图如图3所示，包括:
[0047]使所述基座10固定于水平面，且所述第二摇臂30与车身2底板贴合；
[0048]读取角度尺A50和角度尺B60的测量数据，分别记为α和β ;
[0049]通过三角函数关系计算获得整车姿态角。
[0050]上述方法中，使基座10固定于水平面，通常操作时可将其固定于平整的地面3上，移动所述第三摇臂40的另一端在所述滑动槽31中的位置，以使所述第二摇臂30与车身2底板贴合。同时使用以下式(I)进行计算，获得整车姿态角Θ。
[0051]Θ = arctan [ (L2* I sin a | -L4* I sin β I ) / (L4* I cos β 1-L2* I cos α |+L1)]式⑴
[0052]上述式(I)中，Θ为整车姿态角，α为角度尺Α50的测量数据，β为角度尺Α60的测量数据，L1为基座10的长度，L2为第一摇臂20的长度，L4为第三摇臂40的长度。
[0053]角度尺Α50和角度尺Β60测量锐角角度时，读取所述角度尺Α50和角度尺Β60测量的锐角角度数据，同时使用以下式(2)进行计算，获得整车姿态角Θ。
[0054]Θ = arctan [ (L2*sin a -L4*sin β ) / (L4*cos β _L2*cos a +L1)]式(2)
[0055]以下通过实施例来具体说明本发明提供的整车姿态测量装置和方法。
[0056]本实施例中，整车姿态测量装置I的基座10和第二摇臂30的长度为950mm，第一摇臂20和第三摇臂40长度为300mm。
[0057]如图4所示，测量时先将基座10固定在地面3上，移动第三摇臂40的另一端在滑动槽31中的位置，以使第二摇臂30与车身2底板的侧围下部焊接边贴合，读取此时角度尺A50、角度尺B60测量的锐角角度α、β。将基座10长度950mm，第一摇臂20和第三摇臂40长度300mm带入式⑵，
[0058]Θ = arctan [ (300*sin a-300*sin β )/(300*cos β _300*cos α+950)]式(2)
[0059]利用三角函数关系即可以计算出整车姿态角Θ。
[0060]本发明提供的整车姿态测量装置和方法测量周期短，测量时可以快速得到结果，测量速度快；测量成本低，测量受设备影响较小，不需要举升机、扫描设备等昂贵设备，并且不需要后期软件处理；操作人员少，单人可独立完成测量，不需要专业扫面人员和工程人员处理扫描数据。
[0061]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种整车姿态测量装置，其特征在于，包括顺次铰接的基座、第一摇臂和第二摇臂，还包括第三摇臂，所述第三摇臂的一端与所述基座远离所述第一摇臂的一端铰接，所述第二摇臂开设有滑动槽，所述第三摇臂的另一端滑设于所述滑动槽中，且所述基座与所述第一摇臂和第三摇臂铰接处设有角度尺。2.根据权利要求1所述的整车姿态测量装置，其特征在于，所述角度尺与所述基座连接处设有凹槽。3.根据权利要求1所述的整车姿态测量装置，其特征在于，所述滑动槽开设于所述第二摇臂远离所述第一摇臂的一端。4.根据权利要求1所述的整车姿态测量装置，其特征在于，所述第一摇臂和/或第三摇臂上设有加强筋。5.根据权利要求1-4任一项所述的整车姿态测量装置，其特征在于，所述基座、第一摇臂、第二摇臂和第三摇臂的长度为200-1200mm。6.根据权利要求1-4任一项所述的整车姿态测量装置，其特征在于，所述基座与所述第二摇臂长度相同。7.根据权利要求1-4任一项所述的整车姿态测量装置，其特征在于，所述第一摇臂和所述第三摇臂长度相同。8.一种使用权利要求1-7任一项所述的整车姿态测量装置的整车姿态测量方法，其特征在于，包括: 使所述基座固定于水平面，且所述第二摇臂与车身底板贴合； 读取所述角度尺的测量数据； 通过三角函数关系计算获得整车姿态角。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使基座固定于水平面，移动所述第三摇臂的另一端在所述滑动槽中的位置，以使所述第二摇臂与车身底板贴合。
【专利摘要】本发明提供一种整车姿态测量装置和方法。本发明提供的整车姿态测量装置包括顺次铰接的基座、第一摇臂和第二摇臂，还包括第三摇臂，所述第三摇臂的一端与所述基座远离所述第一摇臂的一端铰接，所述第二摇臂开设有滑动槽，所述第三摇臂的另一端滑设于所述滑动槽中，且所述基座与所述第一摇臂和第三摇臂铰接处设有角度尺。本发明提供的整车姿态测量装置，其结构简单，并能准确测量整车姿态角。本发明提供的整车姿态测量方法使用上述装置进行测量，测量准确，同时方便快捷，大大节省了人力成本。
【IPC分类】G01C1/00
【公开号】CN105157669
【申请号】CN201510640211
【发明人】刘新宇, 姚庆伟, 范卫东
【申请人】北京汽车股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月30日