[發明專利]一種車輪位姿測量系統的靶面偏差測量、調節方法及裝置

在審

• 申請號: 202011624701.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112665879A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張云清;孫海華;呂天啟;段宇鵬;孔維禮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01M17/04
• 分類號: G01M17/04
• 代理公司: 湖北高韜律師事務所 42240
• 代理人: 鄢志波

本發明公開了一種車輪位姿測量系統的靶面偏差測量、調節方法及裝置。包括平行度調節機構和同軸度調節機構，所述平行度調節機構用于調節靶面的軸線，使靶面的軸線與車輪旋轉軸線平行，所述同軸度調節機構用于調節靶面的軸線，使靶盤的軸線與車輪旋轉軸線同軸，利用該裝置和方法，可以通過測量數據直接得到靶盤的軸線和車輪的旋轉軸線在空間中的夾角；并且靶盤的軸線和車輪的旋轉軸線在空間中的夾角可按先繞X軸旋轉再繞Y軸旋轉，或先繞Y軸旋轉再繞X軸旋轉的順序解耦成繞靶盤自身兩個坐標軸的旋轉角度，指導實際操作中對靶盤姿態的調整。

技術領域

本發明涉及車輛測量領域，特別是涉及一種車輪位姿測量系統的靶面偏差測量、調節方法及裝置。

背景技術

懸架KC特性試驗臺通過在臺架上以準靜態的方式模擬各種典型工況下道路對車輪的激勵，使其能在不知道具體懸架結構形式、參數等情況下對懸架系統KC特性進行測量。

其測試原理是通過加載系統模擬典型工況讓懸架和車身/車架產生的相對運動，同時通過力傳感器采集各向輪胎力；通過位移傳感器測量輪胎接地點的位移；通過車輪位姿系統測量輪心位姿變化，最后將采集的這些參數整合到一起計算得到懸架KC特性。

在KC試驗中，對車輪位姿的準確測量是重中之重，其測量精度直接影響最終求得各KC特性的精度。本文將測量車輪位姿的機構稱為“位姿測量系統”，目前KC試驗臺的應用上主流方案有“關節臂”式和“拉線式”兩種。

由于要測車輪在空間中的位置和姿態，所以關節臂至少需要6個方向的自由度。如美國MTS公司的測量方案，在每一個旋轉關節處安裝一個絕對式編碼器，通過各結構的長度和相對角度可以計算得到車輪相對車身坐標系的位姿。

還有如ABD公司的解決方案，該方案利用車輪連接盤上六個點與固定的對應參考點的相對距離計算車輪的空間位姿。即通過觀測點與參考點之間鋼絲繩長度變化去反映車輪位置和姿態，據稱其精度高于MTS公司測量臂方案，但當車輪加載速度較快時，其精度會降低。

類似現有技術存在以下不足：

(1)關節臂式和拉線式輪心位姿測量方案與車輪連接結構件安裝過程較為復雜

(2)關節臂式和拉線式輪心位姿測量方案與車輪連接結構件在調節與車輪旋轉軸線的同軸度和平行度時沒有參數化的參考，全憑操作人員經驗

(3)關節臂式輪心位姿測量方案多個編碼器串聯存在累積誤差

(4)拉線式輪心位姿測量方案當車輪加載速度較快時，其精度會降低

(5)水平調節結構方案一般用氣泡水平儀作為標定參考，只能標定水平或者垂直面。而在調節車輪與靶盤相對位置時，車輪旋轉軸線與水平面和豎直面均成一定夾角，氣泡水平儀標定的方案無法應用。

(6)車輛四輪定位設備只測量車輪各種角度(主銷后傾、內傾、車輪外傾、前束)并不測量車輪輪心位置。

為了準確反映車輪位姿，由于存在加工誤差及變形情況，靶點并不能直接布置在車輪轂上，因此設計了一套結構件能夠將靶盤與車輪相連，其中靶盤形狀規則，靶點位置確定，通過調節靶盤與車輪轂間的結構可以使靶盤軸線與車輪旋轉軸線重合。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出一種車輪位姿測量系統的靶面偏差測量、調節方法及裝置，解決現有測量裝置使用困難、測量精度不高的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：