专利名称：双前桥大车定位仪及其测量控制方法
技术领域：
本发明涉及一种双前桥大车定位仪，并涉及其测量方法和控制 方法。特别涉及一种单双桥可兼容的双前桥大车定位仪，及其测量方法和控制 方法。
背景技术：
大中型汽车高速行驶过程中，经常会出现诸如方向盘太沉，方 向盘发抖，车行驶时往左或往右边拉，方向盘不正，吃胎等现象，这些大多是 由于定位参数的偏差所致。目前，国内生产厂家生产的大车定位仪产品大部分都是由小车定位仪直接 搬过来进行测量的，而且其所采用的检测软件也是直接使用小车定位的测量系 统；这样虽然实现了对大车的基本检测功能，但是其测量误差是不能被接受的。另一方面，国内生产厂家生产的大车定位产品一般都是采用红外线测量， 用PSD进行信号转换。众所周知，红外线是一种不可见光，眼睛无法直接看到， 进行远距离测量时，在有角度的情况下很难判断光感原件是否接收到光线；同 时，PSD元件受温度、湿度等环境条件影响很大，对于测量的精度很难保证； 而且很多厂家采用红外信号传输，它要求在信号传输过程中发射装置和接收装 置必须正向面对，这样就给设备的安装和使用带来很大的不便，另外，红外光 很容易受到遮挡，因此在调整过程中无法精确地判断电脑屏幕所显示的数据是 真实的检测数据还是由于光线被档而造成的失真数值，操作者在调整过程中很 容易出现调整不到位或者调整过度的现象，会给操作者和车主带来双重的经济 损失。从国际上先进的汽车测量检测技术中来看，诸如美国比线、瑞典优胜等世界知名厂家，他们生产的先进的定位仪产品均是采用激光测量，用光电接收器 进行信号转换，很好地解决了大车检测过程中距离大、环境对电子元件影响的 问题；采用蓝牙无线信号传输，使信号传输不再受距离的限制，而且障碍物对 信号的传输也不会产生任何影响。但是进口设备价格昂贵，而且设备一旦出现 问题维修费用高，这是目前国内市场上广大修理厂家难于承受的。随着中国货运市场的发展，双前桥车以其优良的可控性和灵活性在整个交 通运输行业中所占的比重越来越高。目前市场上的大车定位仪产品，无论是国 内的还是国外的设备对于双前桥车辆的检测均是通过一个桥一个桥的来测量和 调整。实际操作过程中发现，由于双前桥车两个转向前桥之间为了实现同步动 作而安装了纵向拉杆，因此操作者在分别调整两个桥的时候另一个桥会产生随 动，这种情况在调整前束过程中尤为明显。由于有随动的产生，这就要求在实 际的调整过程中要不断地进行设备拆装，在两个桥之间进行轮番检测。就是说 操作者在调整好第一个转向桥以后调整第二个转向桥，但是第二个转向桥调整 好以后并不能确定车辆己经调整完毕，操作者还需要将安装在第二个转向桥上 的设备拆下装在第一个转向桥上进行相应的测量和调整，然后再将设备拆下装 在第二个转向桥上再次作出相应的测量和调整，直到两个转向桥的各参数基本 一致才可以确定两前桥调整完毕。这样不但操作复杂、动作重复，而且要对每 个桥进行反复的测量和调整使得工作效率很低。发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术和仪器的缺点，而提供一种 双前桥大车定位仪及其测量控制方法，适应市场对双转向桥车辆检测和调整精度要求越来越高的需求，为了使双转向桥车辆的检测和调整过程更加清晰明了， 设备操作更加简单便捷，更直观的体现出大车定位是一个整体概念而不能将各定位参数进行分割比较的原则，进一步提高双转向桥车辆检测和调整的工作效 率，降低操作者劳动强度。 本发明的技术方案如下一种双前桥大车定位仪，包括机头板，其特征在于在机头板上分别安装 有机杆、电源板、主控制板、内倾传感器、外倾传感器和轮边发光管；在机杆 上分别安装有前束发光管和前束接收板；电源板、内倾传感器、外倾传感器、 轮边发光管、前束发光管、前束接收板分别与主控制板进行线路连接；并配有 自身调平装置。在机杆上安装有电源，电源与电源板之间通过线路连接；在机头板上安装 有蓝牙接收发射板，蓝牙接收发射板与主控制板之间为线路连接；在机头板上 安装有调制板，调制板与电源板、轮边发光管、前束发光管之间为线路连接； 所述的自身调平装是安装在机杆上的水平气泡；在机头板上分别安装有锁紧套、 胀紧键、"O"形圈和偏心轴。电源采用蓄电池；还包括机头壳，在机头壳上安装有充电电极，其与电源 板之间为线路连接；在机杆上安装有前束发光管座；在机头板上安装有轮边发 光管座；在机杆内装有配重块；在机杆上安装有电池盒；在机杆上装有机头壳； 在机杆上装有前束壳；在偏心轴上装有手柄，在机头壳上装有键盘板；在机杆 上粘贴有机头方位膜。一种双前桥大车定位仪的测定方法，其特征在于1)、前束角a 二 "厂难丄+ 2;la代表前束角，S代表前束接收器点距，St代表当前光束位置，Sq代表标定值，L代表轮距，m代表夹具补偿距离； 2)、外倾角P= (A-B) -Ce代表外倾角，A代表当前倾角传感器输出值，B代表倾角传感器标定值， C代表倾角变化斜率值； 3)、主销角度0 = |￡-尸卜〔乂_0e代表主销角度，E代表左转至IO。时传感器输出值，F代表右转至IO。 时传感器输出值，C代表倾角变化斜率值，D代表主销转角系数。一种双前桥大车定位仪的控制方法，其特征在于1) 前束角测量的控制方法由电源向前束光源、接收器及主控制板供应电量，激光管驱动电路为前束光源提供一个固定的工作频率，接收器接收到前束 光源发出的光后输出一个数字信号，该信号经相关电路放大比较后经主控制板 处理用于最终结果运算。2) 外倾角、主销角度测量的控制方法由电源向外倾传感器、主销传感器 供电，传感器将当前状态的模拟信号经主控制板处理后转化为数字信号用于最 终结果的运算。本发明的积极效果主要包括以下几个方面1) 、本发明采用四机头配置，前后机头均采用相同的挂接方式。2) 、本发明对双转向桥车辆的两个转向桥的相关定位参数进行同步测量，充分体现了整体定位的原则。3) 、本发明各机头采用独立的信号传输方式，信号的传输与接收不受人体及障碍物的影响。4)、本发明束角测量采用线式光源，不会因距离不同而产生测量误差；倾 角采用进口传感器，不受温度及湿度影响，测量精度为1分，保证检测的精确 性。
图l是本发明的结构示意图。图2是图1的俯视示意图。图3是本发明主板电路主控部分的原理图。图4是本发明主板电路前束部分的原理图(一)。图5是本发明主板电路前束部分的原理图(二)。图6是本发明主板电路电源部分的原理图。图7是本发明激光管的驱动部分的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例进一步说明本发明。如图l、 2所示，本实施例包括机头板23。在机头板23上分别安装有机杆 4、电源板7、主控制板IO、内倾传感器18、外倾传感器19和轮边发光管26; 在机杆4上分别安装有前束发光管12和前束接收板14;电源板7、内倾传感器 18、外倾传感器19、轮边发光管26、前束发光管12、前束接收板14分别与主 控制板10进行线路连接；并配有自身调平装置。在机杆4上还安装有蓄电池形式的电源3,电源3与电源板7之间通过线路 连接；在机头板23上还安装有蓝牙接收发射板6，蓝牙接收发射板6与主控制 板10之间为线路连接；在机头板23还上安装有调制板8，调制板8与电源板7、 轮边发光管26、前束发光管12之间为线路连接；所述的自身调平装是安装在机 杆4上的水平气泡11;在机头板23上分别安装有锁紧套20、胀紧键21、 "0" 形圈22和偏心轴24。在机杆4上装有机头壳5;在机头壳5上安装有充电电极9，充电电极9与 电源板7之间为线路连接；在机杆4上安装有前束发光管座13;在机头板23上安装有轮边发光管座25;在机杆4内装有配重块2;在^1杆4上安装有电池盒1;在机杆4上装有前束壳15;在偏心轴24上装有手柄27，在机头壳5上装有键 盘板28;在机杆4)粘贴有机头方位膜16。各部件装配顺序如下如图1、图2,将锁紧套20装在机头板23上，然后在锁紧套20上安装胀 紧键21及"o"形圈22，测量时将本仪器固定在专用夹具上。将机杆4用螺栓紧 固在机头板23上。将水平气泡11用螺钉紧固在机杆4上。将前束接收板14固 定安装在机杆4上，将j前束排线A及k前束排线B插接在前束接收板14上， 并将两根排线穿过机杆到达机头板23的位置。将前束发光管座13固定在机杆4 上，然后将前束发光管12固定在前束激发管座13内，并将前束发光管线n通 过机杆4穿到机头板23的位置。在机头板23上依次安装调质板8、电源板7、 主控制板IO、蓝牙接收发射板6、轮边发光管座25及轮边发光管26、传感器座 17及内倾传感器18和外倾传感器19。将前束发光管线n及轮边发光管线c接 在调质板8上，用调制板电源线e将调制板8与电源板7连接起来，然后将主 板电源线m、控制线d、 j前束排线A、 k前束排线B、蓝牙版排线g、内倾传感 器线h、外倾传感器线i接在主控制板上。安装配重块2、电池3及电池盒1， 并将电池线a插接在电源板7上。标定前束发光管12、轮边发光管26、内倾传 感器18、外倾传感器19，为本仪器在测量时提供基准参照。安装充电电极9并 将充电电极线b插接在电源板上，将键盘板28固定在机头壳5上并将键盘板排 线f插接在主控制板10上，然后安装机头壳5、手柄27及前束壳15，粘贴机头 方位膜16，至此机头装配完毕。各相关部件功用如下-电池盒l:用来保护电池。配重块2:保证机头前后平衡。电池3:机头的 电力供应中心。机杆4:将部件有机结合并为前束测量提供基本保证。机头壳5: 保护内部重要部件使之成为一个整体。蓝牙接收发射板6:是机头与电脑主机间 的联系纽带。电源板7:将电池及外电源提供的电流作出合理的分配，保证各部 件能正常工作。调制板8:用来保证输出一个稳定的方波。充电电极9:与外电 源相接为机头电池充电。主控制板10:将前束的数字信号经过译码器-》放大器 -》比较器将最终信号发送至MPU进行处理，并将处理结果经过无线通讯传至 主机；将外倾(主销)的模拟信号经MPU进行A/D转换然后经无线通讯传至主 机。水平气泡ll:调整机头水平，提供测量基准平面。前束发光管12:为前束 测量提供稳定的光源。前束发光管座13:是前束激光管12与机杆4的连接件。 前束接收板14:将光信号转换为数字信号传送给主控制板。前束壳15:为其内 部部件提供防护。机头方位膜16:区分机头在测量过程中应该安装的位置。传 感器座17:用来连接内情传感器、外倾传感器与机头板。内倾传感器18:测量 车轮主销内倾角。外倾传感器19:测量车轮外倾角及主销后倾角。锁紧套20: 是机头与专用夹具的连接件。胀紧键21:保证机头与专用夹具之间连接牢固可 靠。"O"形圈22:保证胀紧键不会脱落。机头板23:为其它部件提供一个安装 平台。偏心轴24:通过旋转将机头和专用夹具紧固在一起。轮边发光管座25: 用来连接轮边激光管和机头板。轮边发光管26:为测量前轮退縮角和推力角提 供稳定的光源。手柄27:用来旋转偏心轴。键盘板28:开关机头，作为信号指 示灯、电源指示灯及充电指示灯的安装平台，主销测量及轮辋补偿过程中的确 认。测定方法如下1)、前束角a 二ar难丄+ 2 wa代表前束角，S代表前束接收器点距，^代表当前光束位置，Se代表 标定值，L代表轮距，m代表夹具补偿距离； 2)、外倾角P= (A画B) -CP代表外倾角，A代表当前倾角传感器输出值，B代表倾角传感器标定值， C代表倾角变化斜率值； 3)、主销角度e代表主销角度，E代表左转至IO。时传感器输出值，F代表右转至IO。 时传感器输出值，C代表倾角变化斜率值，D代表主销转角系数。 测量基本要领如下a) 测量顺序先外倾，后前束。b) 测量数据的调整应尽量使得左右轮的实测数据趋于一致。例如 前轮外倾 后轮外倾标准数据 (-30，、 30，) (30，、 -30，)实测数据 29' -29'解释表面看两轮的数据都在标准数值的上、下限范围内，但是数值 相差很大，达58，，造成不平衡，所以，还必须调整到两数值相互接 近的位置。c) 主销只有内倾和后倾。d) 大车定位是总体概念，如推力角、前轮前束、总前束及前轮外倾等必须 结合起来考虑，不能相互隔离开来。e) 车轮调整的原则左右平衡。测量范围及精度如下总前束量程±6。，精度±4，单一车轮前束量程±3。，精度±2， 外倾角量程±10。，精度±2， 主销后倾角量程±20。，精度±4，主销内倾角量程±20。，精度±4， 推力角量程±0.5。，精度±2， 包容角量程±20。，精度±4， 前退縮量程±0.5。，精度±2，。 控制方法如下1) 前束角测量的控制方法由电源向前束光源、接收器及主控制板供应电 量，激光管驱动电路为前束光源提供一个固定的工作频率，接收器接收到前束 光源发出的光后输出一个数字信号，该信号经相关电路放大比较后经主控制板 处理用于最终结果运算。2) 外倾角、主销角度测量的控制方法由电源向外倾传感器、主销传感器 供电，传感器将当前状态的模拟信号经主控制板处理后转化为数字信号用于最 终结果的运算。电路原理如下图3: P8和P9为倾角传感器信号输入端口 ，输入的模拟信号经8051F020 做A/D转换后处理成数字信号用于倾角的运算；P6 口及P7 口为前束接收器输入的数字信号，直接送至8051F020用于前束的运算。图4与图5:这两个图具有相同的功能，图4为前束接收器前128位信号处 理，图5为前束接收器后128位信号处理。前束接收器由译码器驱动，输出的 数字信号经放大比较后直接送至P6及P7 口 。图6:该图为定位仪机头的电源部分，主要功能为给电池充电及给相应电 路板及相关部件供电。充电部分AC9V电源由P2 口输入，经整流滤波及稳压 后给电池充电。供电部分电池电压由P7 口输入，然后由三路稳压分别输出+5V、 +3.3￥及±12￥电压。图7:该图主要为激光器提供一个稳定工作的电压及工作频率。外部电压由 Pl 口输入后经过三段可调稳压管稳压后给激光器供电，然后频率发生器输出一 个稳定的频率保证激光器正常工作。
权利要求
1、一种双前桥大车定位仪，包括机头板(23)，其特征在于在机头板(23)上分别安装有机杆(4)、电源板(7)、主控制板(10)、内倾传感器(18)、外倾传感器(19)和轮边发光管(26)；在机杆(4)上分别安装有前束发光管(12)和前束接收板(14)；电源板(7)、内倾传感器(18)、外倾传感器(19)、轮边发光管(26)、前束发光管(12)、前束接收板(14)分别与主控制板(10)进行线路连接；并配有自身调平装置。
2、 如权利要求1所述的双前桥大车定位仪，其特征在于在机杆(4)上 安装有电源(3),电源(3)与电源板(7)之间通过线路连接；在机头板(23) 上安装有蓝牙接收发射板(6)，蓝牙接收发射板(6)与主控制板(10)之间为 线路连接；在机头板(23)上安装有调制板(8)，调制板(8)与电源板(7)、 轮边发光管(26)、前束发光管(12)之间为线路连接；所述的自身调平装是安 装在机杆(4)上的水平气泡(11);在机头板(23)上分别安装有锁紧套(20)、 胀紧键(21)、 "O"形圈(22)和偏心轴(24)。
3、 如权利要求2所述的双前桥大车定位仪，其特征在于电源(3)采用 蓄电池；还包括机头壳(5)，在机头壳(5)上安装有充电电极(9)，其与电源 板(7)之间为线路连接；在机杆(4)上安装有前束发光管座(13);在机头板(23)上安装有轮边发光管座(25);在机杆(4)内装有配重块(2);在机杆 (4)上安装有电池盒(1);在机杆(4)上装有机头壳(5);在机杆(4)上装有前束壳(15);在偏心轴(24)上装有手柄(27)，在机头壳(5)上装有键盘板(28);在机杆(4)上粘贴有机头方位膜(16)。
4、 一种双前桥大车定位仪的测定方法，其特征在于 1)、前束角、 a代表前束角，S代表前束接收器点距，S,代表当前光束位置，S。代表 标定值，L代表轮距，m代表夹具补偿距离； 2)、外倾角、0= (A國B) -Ce代表外倾角，A代表当前倾角传感器输出值，B代表倾角传感器标定值， C代表倾角变化斜率值； 3)、主销角度、9 = |五-小CxZ)e代表主销角度，E代表左转至IO。吋传感器输出值，F代表右转至IO。 时传感器输出值，C代表倾角变化斜率值，D代表主销转角系数。 5、 一种双前桥大车定位仪的控制方法，其特征在于、1) 前束角测量的控制方法由电源向前束光源、接收器及主控制板供应电 量，激光管驱动电路为前束光源提供一个固定的工作频率，接收器接收到前束 光源发出的光后输出 一个数字信号，该信号经相关电路放大比较后经主控制板 处理用于最终结果运算。、2) 外倾角、主销角度测量的控制方法由电源向外倾传感器、主销传感器 供电，传感器将当前状态的模拟信号经主控制板处理后转化为数字信号用于最 终结果的运算。
全文摘要
本发明是一种双前桥大车定位仪及其测量方法和控制方法。包括机头板(23)，在机头板(23)上分别安装有机杆(4)、电源板(7)、主控制板(10)、内倾传感器(18)、外倾传感器(19)和轮边发光管(26)；在机杆(4)上分别安装有前束发光管(12)和前束接收板(14)；电源板(7)、内倾传感器(18)、外倾传感器(19)、轮边发光管(26)、前束发光管(12)、前束接收板(14)分别与主控制板(10)进行线路连接；并配有自身调平装置。适应了市场对双转向桥车辆检测和调整精度要求越来越高的需求，进一步提高了双转向桥车辆检测和调整的工作效率，降低了操作者劳动强度。
文档编号B62D7/00GK101323318SQ20081013858
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者丛大永, 任文高, 张玉华, 炯 魏 申请人:烟台开发区海德科技有限公司