车辆的四轮定位垫片厚度计算方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，包括以下步骤：检测前轮外倾角和主销后倾角；获取前轮外倾角与标准前轮外倾角之间的外倾角差值以及主销后倾角与标准主销后倾角之间的后倾角差值；根据外倾角差值、后倾角差值和转向节的尺寸信息得到垫片厚度。根据本发明实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法可自动地、精确且快速地计算得到需要安装的垫片的厚度，具有计算结果准确可靠的优点。本发明还提出了一种车辆的四轮定位垫片厚度计算系统。
【专利说明】车辆的四轮定位垫片厚度计算方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车【技术领域】，特别涉及一种车辆的四轮定位垫片厚度计算方法。
【背景技术】
[0002] 汽车车轮定位能够保证汽车直线行驶的稳定性和操作的轻便性，减少轮胎和其他 机件的磨损，具体指的是转向轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持的相对位置关系。 正确调整车轮定位角度，使它们都在汽车的设计要求范围内，可以解决定位角度之间相互 影响的矛盾，并最终达到安全行车的目的。
[0003] 相关技术中，车辆通常是靠旋转下控制臂转轴上的偏心凸轮来调整前轮外倾角和 主销后倾角。在四轮定位时，边转动凸轮边观察显示器就可以很容易完成调整。而对于双 横臂悬架汽车，前轮外倾角和主销后倾角的调整，是在上控制臂安装螺栓和车间之间加减 垫片来实现的，每次加减垫片都需要举升汽车，拆下前轮，松开紧固螺栓，安装垫片后重新 再次检测，此过程耗时较长。并且安装的垫片的后端是凭借个人的经验得到的。如果是经 验不足的操作人员可能需要多次才能调整合格，影响生产效率。
[0004] 具体而言，人工调试的缺点为：调整时工人凭借经验，想象各角度之间的影响关系 来完成作业，过程中需要的时间长，工作效率低。容易出现调整不合格，此时，工人需再次重 复调整过程，直到合格为止，增大了工作量。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0006] 为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆的四轮定位垫片厚度计算方法。该方 法可自动地、精确且快速地计算得到需要安装的垫片的厚度，具有计算结果准确可靠的优 点。
[0007] 本发明的另一个目的在于提出一种车辆的四轮定位垫片厚度计算系统。
[0008] 为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种车辆的四轮定位垫片 厚度计算方法，包括以下步骤：检测前轮外倾角和主销后倾角；获取所述前轮外倾角与标 准前轮外倾角之间的外倾角差值以及所述主销后倾角与标准主销后倾角之间的后倾角差 值；以及根据所述外倾角差值、所述后倾角差值和转向节的尺寸信息得到所述垫片厚度，其 中，所述垫片厚度包括双孔垫片厚度和前后端互换垫片厚度。
[0009] 根据本发明实施例的车辆的四轮定位垫片计算方法，可根据检测的实际前轮外倾 角、主销后倾角以及转向节的尺寸信息可自动地、精确且快速地计算得到需要安装的垫片 的厚度，具有计算结果准确可靠的优点。另外，由于前轮外倾角和主销后倾角的调整可通过 增加或减少上摆臂焊接支架和车架之间的垫片来实现，因此，只需依据本发明实施例的方 法自动计算得到的垫片厚度进行垫片的增加或减少，便可将前轮外倾角和主销后倾角调整 至前轮外倾角标准范围和主销后倾角标准范围。
[0010] 另外，根据本发明上述实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法还可以具有如 下附加的技术特征：
[0011] 在一些示例中，所述转向节的尺寸信息至少包括：上摆臂的两个安装螺栓之间的 距离L，上摆臂的横向长度R和下摆臂球头到上摆臂球头之间的距离H。
[0012] 在一些示例中，利用如下公式计算所述双孔垫片厚度，其中，所述公式为：
[0013] A = tg-Ι λ /H，其中，A为所述外倾角差值，λ i为双孔垫片厚度，利用如下公式计 算计算所述前后端互换垫片厚度，其中，所述公式为：
[0014] 8 =七8_1(1?*入2)/(1*!1),其中，8为所述后倾角差值，入2为前后端互换垫片厚度。
[0015] 在一些示例中，所述前轮外倾角和主销后倾角是通过四轮定位仪检测得到的。
[0016] 在一些示例中，还包括：根据所述垫片厚度在上摆臂焊接支架和车架之间添加垫 片以使所述前轮外倾角和主销后倾角满足要求。
[0017] 本发明第二方面的实施例公开了一种车辆的四轮定位垫片厚度计算系统，包括： 检测模块，用于检测前轮外倾角和主销后倾角；角度差计算模块，用于获取所述前轮外倾角 与标准前轮外倾角之间的外倾角差值以及所述主销后倾角与标准主销后倾角之间的后倾 角差值；以及垫片厚度计算模块，用于根据所述外倾角差值、所述后倾角差值和转向节的尺 寸信息得到所述垫片厚度，其中，所述垫片厚度包括双孔垫片厚度和前后端互换垫片厚度。
[0018] 根据本发明实施例的车辆的四轮定位垫片计算系统，可根据检测的实际前轮外倾 角、主销后倾角以及转向节的尺寸信息可自动地、精确且快速地计算得到需要安装的垫片 的厚度，具有计算结果准确可靠的优点。另外，由于前轮外倾角和主销后倾角的调整可通过 增加或减少上摆臂焊接支架和车架之间的垫片来实现，因此，只需依据本发明实施例的系 统自动计算得到的垫片厚度进行垫片的增加或减少，便可将前轮外倾角和主销后倾角调整 至前轮外倾角标准范围和主销后倾角标准范围。
[0019] 另外，根据本发明上述实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算系统还可以具有如 下附加的技术特征：
[0020] 在一些示例中，所述转向节的尺寸信息至少包括：上摆臂的两个安装螺栓之间的 距离L，上摆臂的横向长度R和下摆臂球头到上摆臂球头之间的距离H。
[0021] 在一些示例中，所述垫片厚度计算模块利用如下公式计算所述双孔垫片厚度，其 中，所述公式为：A = tg-lAi/H，其中，A为所述外倾角差值，双孔垫片厚度，所述垫 片厚度计算模块利用如下公式计算计算所述前后端互换垫片厚度，其中，所述公式为：B = tg-1 (R* λ 2) / (L*H),其中，B为所述后倾角差值，λ 2为前后端互换垫片厚度。
[0022] 在一些示例中，所述检测模块为四轮定位仪。
[0023] 在一些示例中，还包括：垫片设置模块，用于根据所述垫片厚度在上摆臂焊接支架 和车架之间添加垫片以使所述前轮外倾角和主销后倾角满足要求。
[0024] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0026] 图1是根据本发明一个实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法的流程图；
[0027] 图2是根据本发明另一个实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法的流程图；
[0028] 图3是根据本发明一个实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法中的转向节 的尺寸信息示意图；以及
[0029] 图4是根据本发明一个实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0030] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0031] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。
[0032] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0033] 以下结合附图描述根据本发明实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法及系 统。
[0034] 图1是根据本发明一个实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法的流程图。如 图1的所示，并结合图2,根据本发明一个实施例的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，包 括如下步骤：
[0035] 步骤S101 :检测前轮外倾角和主销后倾角。例如通过但不限于四轮定位仪检测得 到前轮外倾角和主销后倾角。其中，由车侧观看转向轴中心线与垂直线所成的夹角称为主 销后倾角，向前为负，向后为正。由车前方观看轮胎中心线与垂直线所成的角度称为前轮外 倾角，向外为正，向内为负。
[0036] 步骤S102 :获取前轮外倾角与标准前轮外倾角之间的外倾角差值以及主销后倾 角与标准主销后倾角之间的后倾角差值。
[0037] 例如：对于某一车型而言，前轮外倾角（camber)标准为3° 30' ±30'，即标准 前轮外倾角为3° 30' ±30'，主销后倾角（caster)标准为0° ±30'，即主销后倾角为 0° ±30'。从而，根据通过诸如四轮定位仪检测得到的实际的前轮外倾角和主销后倾角以 及上述的标准值，便可做差得到前轮外倾角与标准前轮外倾角之间的外倾角差值以及主销 后倾角与标准主销后倾角之间的后倾角差值。
[0038] 步骤S103 :根据外倾角差值、后倾角差值和转向节的尺寸信息得到垫片厚度。
[0039] 如图3所示，转向节的尺寸信息至少包括：上摆臂的两个安装螺栓之间的距离L， 上摆臂的横向长度R和下摆臂球头到上摆臂球头之间的距离H。
[0040] 根据理论分析可知，影响两个角度（即前轮外倾角和主销后倾角）的变量包括 但不限于上摆臂的两个安装螺栓之间的距离L，上摆臂的横向长度R和下摆臂球头到上摆 臂球头之间的距离H。假设某一车型的上摆臂的两个安装螺栓之间的距离L = 98mm、R = 215mm、H= 300mm，根据理论计算每毫米垫片所对应的角度变化值（即前轮外倾角和主销后 倾角的角度变化值），设垫片厚度λ =1_，对应的前轮外倾角变化量为A，主销后倾角变化 量为Β，则：
[0041] A = tg-1 λ /Η = tg-11/300 = 11. 33/ ；
[0042] Β = tg-1 (R* λ ) AL*H) = tg-1 (215*1) / (98*300) = 25，。
[0043] 根据上述公式可知，由于L、R、H为已知参数，因此，只要知道A和B便可利用上述 公式反推导而得到垫片厚度λ。而A和B可以通过步骤S102得到，S卩外倾角差值和后倾角 差值。
[0044] 由于垫片厚度包括双孔垫片厚度和前后端互换垫片厚度，因此，如图2所示，可利 用如下公式计算双孔垫片厚度，其中，公式为：
[0045] A = tg-1 λ j/H,
[0046] 其中，A为外倾角差值，λ 1为双孔垫片厚度。
[0047] 利用如下公式计算计算所述前后端互换垫片厚度，其中，公式为：
[0048] B = tg-1 (R* λ 2) / (L*H)，
[0049] 其中，B为后倾角差值，λ 2为前后端互换垫片厚度。
[0050] 在自动计算得到垫片厚度后，可根据垫片厚度在上摆臂焊接支架和车架之间添加 垫片以使前轮外倾角和主销后倾角满足要求。
[0051] 根据本发明实施例的车辆的四轮定位垫片计算方法，可根据检测的实际前轮外倾 角、主销后倾角以及转向节的尺寸信息可自动地、精确且快速地计算得到需要安装的垫片 的厚度，具有计算结果准确可靠的优点。另外，由于前轮外倾角和主销后倾角的调整可通过 增加或减少上摆臂焊接支架和车架之间的垫片来实现，因此，只需依据本发明实施例的方 法自动计算得到的垫片厚度进行垫片的增加或减少，便可将前轮外倾角和主销后倾角调整 至前轮外倾角标准范围和主销后倾角标准范围。
[0052] 由于在不安装垫片时前轮外倾角大于标准值（即标准前轮外倾角），主销后倾角 小于标准值（即标准主销后倾角），因此，如图2所示，本发明实施例的方法在输入对输 入前轮外倾角和主销后倾角之后可首先对其进行判断，例如：当输入前轮外倾角的值小于 30'，主销后倾角的值大于180'时，可判断输入错误，进行报错，并要求重新输入前轮外倾 角和主销后倾角，从而避免后续针对错误数据进行计算而浪费时间，提升本发明实施例的 方法的执行效率并保证计算结果准确可靠。
[0053] 如图4所示，在本发明的进一步实施例中，还提供了一种车辆的四轮定位垫片厚 度计算系统400,包括：检测模块410、角度差计算模块420和垫片厚度计算模块430。
[0054] 其中，检测模块410用于检测前轮外倾角和主销后倾角，其中，检测模块410为但 不限于四轮定位仪。角度差计算模块420用于获取前轮外倾角与标准前轮外倾角之间的外 倾角差值以及主销后倾角与标准主销后倾角之间的后倾角差值。垫片厚度计算模块430用 于根据外倾角差值、后倾角差值和转向节的尺寸信息得到垫片厚度，其中，垫片厚度包括双 孔垫片厚度和前后端互换垫片厚度。结合图3所示，转向节的尺寸信息包括但不限于：上摆 臂的两个安装螺栓之间的距离L，上摆臂的横向长度R和下摆臂球头到上摆臂球头之间的 距离H。
[0055] 在本发明的一个实施例中，垫片厚度计算模块430可利用如下公式计算所述双孔 垫片厚度，其中，所述公式为：A = tg-Ι λ l7U其中，A为所述外倾角差值，λ i为双孔垫片厚 度，垫片厚度计算模块430还可利用如下公式计算计算所述前后端互换垫片厚度，其中，所 述公式为 ：8 =丨8_1(1?*入2)/(1*!1),其中,8为所述后倾角差值，\2为前后端互换垫片厚度。
[0056] 在本发明的一个实施例中，车辆的四轮定位垫片厚度计算系统400,还包括：垫片 设置模块（图中没有示出），垫片设置模块用于根据所述垫片厚度在上摆臂焊接支架和车 架之间添加垫片以使所述前轮外倾角和主销后倾角满足要求。
[0057] 需要说明的是，本发明实施例的系统的具体实现方式与方法部分的具体实现方式 类似，因此，系统部分的具体实现方式请参见方法部分的具体实现方式，为了减少冗余，不 做赘述。
[0058] 根据本发明实施例的车辆的四轮定位垫片计算系统，可根据检测的实际前轮外倾 角、主销后倾角以及转向节的尺寸信息可自动地、精确且快速地计算得到需要安装的垫片 的厚度，具有计算结果准确可靠的优点。另外，由于前轮外倾角和主销后倾角的调整可通过 增加或减少上摆臂焊接支架和车架之间的垫片来实现，因此，只需依据本发明实施例的系 统自动计算得到的垫片厚度进行垫片的增加或减少，便可将前轮外倾角和主销后倾角调整 至前轮外倾角标准范围和主销后倾角标准范围。
[0059] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0060] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：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限定。
【权利要求】
1. 一种车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 检测前轮外倾角和主销后倾角； 获取所述前轮外倾角与标准前轮外倾角之间的外倾角差值以及所述主销后倾角与标 准主销后倾角之间的后倾角差值；以及 根据所述外倾角差值、所述后倾角差值和转向节的尺寸信息得到所述垫片厚度，其中， 所述垫片厚度包括双孔垫片厚度和前后端互换垫片厚度。
2. 根据权利要求1所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，其特征在于，所述转向 节的尺寸信息至少包括：上摆臂的两个安装螺栓之间的距离L，上摆臂的横向长度R和下摆 臂球头到上摆臂球头之间的距离H。
3. 根据权利要求2所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，其特征在于，利用如下 公式计算所述双孔垫片厚度，其中，所述公式为 ： A = tg-1 λ j/H, 其中，A为所述外倾角差值，λ i为双孔垫片厚度， 利用如下公式计算计算所述前后端互换垫片厚度，其中，所述公式为： B = tg-1 (R* λ 2) / (L*H)， 其中，B为所述后倾角差值，λ 2为前后端互换垫片厚度。
4. 根据权利要求1所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，其特征在于，所述前轮 外倾角和主销后倾角是通过四轮定位仪检测得到的。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算方法，其特征在于， 还包括： 根据所述垫片厚度在上摆臂焊接支架和车架之间添加垫片以使所述前轮外倾角和主 销后倾角满足要求。
6. -种车辆的四轮定位垫片厚度计算系统，其特征在于，包括： 检测模块，用于检测前轮外倾角和主销后倾角； 角度差计算模块，用于获取所述前轮外倾角与标准前轮外倾角之间的外倾角差值以及 所述主销后倾角与标准主销后倾角之间的后倾角差值；以及 垫片厚度计算模块，用于根据所述外倾角差值、所述后倾角差值和转向节的尺寸信息 得到所述垫片厚度，其中，所述垫片厚度包括双孔垫片厚度和前后端互换垫片厚度。
7. 根据权利要求6所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算系统，其特征在于，所述转向 节的尺寸信息至少包括：上摆臂的两个安装螺栓之间的距离L，上摆臂的横向长度R和下摆 臂球头到上摆臂球头之间的距离Η。
8. 根据权利要求7所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算系统，其特征在于，所述垫片 厚度计算模块利用如下公式计算所述双孔垫片厚度，其中，所述公式为： A = tg-1 λ j/H, 其中，A为所述外倾角差值，λ i为双孔垫片厚度， 所述垫片厚度计算模块利用如下公式计算计算所述前后端互换垫片厚度，其中，所述 公式为： B = tg-1 (R* λ 2) / (L*H)， 其中，B为所述后倾角差值，λ 2为前后端互换垫片厚度。
9. 根据权利要求6所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算系统，其特征在于，所述检测 模块为四轮定位仪。
10. 根据权利要求6-9任一项所述的车辆的四轮定位垫片厚度计算系统，其特征在于， 还包括： 垫片设置模块，用于根据所述垫片厚度在上摆臂焊接支架和车架之间添加垫片以使所 述前轮外倾角和主销后倾角满足要求。
【文档编号】G06F19/00GK104050384SQ201410301883
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】郭明胜, 于金辉, 何亚雄, 董章群, 郭培, 赵国旗, 柴仕杰, 马立业 申请人:天津博信汽车零部件有限公司