專利名稱：四輪定位儀及進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車的生產(chǎn)、維修、服務(wù)領(lǐng)域，尤其涉及四輪定位儀 及進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
四輪定位角是存在于車輛懸架系統(tǒng)和各活動(dòng)機(jī)件間的相對(duì)角度。 保持正確的四輪定位角，可確j呆車輛的行駛穩(wěn)定性，減少輪胎磨損。 四輪定位儀是用于檢測(cè)汽車的車輪定位參數(shù)的精密測(cè)量?jī)x器，并與原 廠的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，指導(dǎo)使用者對(duì)車輪定位參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào) 整，使其符合原設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到理想的汽車行駛性能，即操縱輕便、 行駛穩(wěn)定可靠、減少輪胎偏磨損。四輪定位儀提供前輪前束、前輪外傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾 角、后輪前束、后輪外傾角、推力角、軸距差和輪距差等測(cè)量參數(shù)。如圖1所示，其中前束角(Toe-in)定義為由車的上方向下看，車輪 10中心線與汽車縱軸線所成的角度。向內(nèi)為正，向外為負(fù)。總前束值 等于兩個(gè)車輪的前束值之和，即兩個(gè)車輪中心線的夾角。前束角的功 用在于補(bǔ)償車輪因外傾角及路面阻力所導(dǎo)致的向內(nèi)或向外滾動(dòng)的趨 勢(shì)，以確保汽車的直進(jìn)性。如圖2所示，其中外傾角(Camber)定義為由車前方看車輪10中心 線與垂直線所成的角度，向外為正，向內(nèi)為負(fù)。其角度的不同能改變 車輪與地面的接觸點(diǎn)及施力點(diǎn)，直接影響車輪的附著力及磨損狀況， 并改變車重在車軸上的受力分布，避免軸承產(chǎn)生異常磨損。此外，外 傾角的存在可用來(lái)抵消車身受負(fù)荷后，懸架系統(tǒng)機(jī)件變形及活動(dòng)面間 隙所產(chǎn)生的角度變化。外傾角的存在也會(huì)影響汽車的行進(jìn)方向，這正如摩托車可利用傾斜車身來(lái)轉(zhuǎn)彎。因此左右輪的外傾角必須相等，在 力的平衡下不致影響汽車的直進(jìn)性，再與前束配合，提高直進(jìn)穩(wěn)定性 及避免車輪磨損不均。如果沒(méi)有這個(gè)外傾角，滿載時(shí)車輪就會(huì)過(guò)于向 內(nèi)側(cè)傾斜，從而加速輪胎偏磨和車輪軸承磨損，因此，這個(gè)參數(shù)可以 用于延長(zhǎng)輪胎和車輪軸承的壽命。如圖3所示，現(xiàn)有的四輪定位儀設(shè)備主要部件一般由主機(jī)(圖中未 示出)和4個(gè)探測(cè)桿20組成，4個(gè)探測(cè)桿20分別通過(guò)4個(gè)輪夾(圖中未 示出)安裝到四個(gè)車輪10上，與主機(jī)進(jìn)行有線或無(wú)線方式的通信，以 傳遞檢測(cè)信號(hào)，再由主機(jī)進(jìn)行分析處理。每個(gè)探測(cè)桿里面安裝有2個(gè) CCD(電荷耦合器件)傳感器和2個(gè)傾角傳感器(即1個(gè)垂直傾角傳感器 V和1個(gè)水平傾角傳感器E)，其中8個(gè)CCD傳感器(即圖中1#CCD 至8^CCD)和4個(gè)垂直傾角傳感器V用來(lái)測(cè)量四輪各個(gè)參數(shù)，剩下的 4個(gè)水平傾角傳感器E用來(lái)作為探測(cè)桿電子水平監(jiān)控系統(tǒng)用。8個(gè)CCD 傳感器形成一個(gè)封閉的直角四邊形，采用360度封閉式測(cè)量來(lái)檢測(cè)汽 車四個(gè)車輪的各個(gè)角度，并采用紅外光線(紅外發(fā)射管發(fā)出)光學(xué)成像 后進(jìn)行光斑分析來(lái)達(dá)到測(cè)量目的。眾所周知，測(cè)量?jī)x器必須要有測(cè)量基準(zhǔn)，因此產(chǎn)品在出廠之前， 必須先經(jīng)過(guò)零點(diǎn)標(biāo)定，然后才可以使用。因?yàn)槠囓囕喐鞣N角度的存 在，所以將4個(gè)探測(cè)桿安裝到汽車車輪上測(cè)量時(shí)，8個(gè)CCD的坐標(biāo)讀 值會(huì)偏離零點(diǎn)，這樣根據(jù)光學(xué)成像原理就能夠計(jì)算出車輪的各個(gè)角 度。四輪定位儀一般有兩套水平系統(tǒng)機(jī)械水平和電子水平系統(tǒng)。機(jī) 械水平就是在探測(cè)桿上安裝有一個(gè)水平泡，可以很直觀的來(lái)調(diào)節(jié)探測(cè) 桿的水平，在零點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，探測(cè)桿的水平就是根據(jù)機(jī)械水平來(lái)調(diào)節(jié)水 平的；電子水平就是由水平傾角傳感器來(lái)監(jiān)控探測(cè)桿當(dāng)前水平狀態(tài)的 一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，它能夠?qū)⑻綔y(cè)桿的水平狀態(tài)顯示在探測(cè)桿的液晶顯示 屏或電腦主機(jī)的屏幕上，以便來(lái)提示操作者探測(cè)桿是否處于水平狀 態(tài)。當(dāng)經(jīng)過(guò)探測(cè)桿零點(diǎn)標(biāo)定過(guò)后，兩個(gè)水平系統(tǒng)就會(huì)是「致的。如圖4所示，在進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，將4個(gè)探測(cè)桿安裝到一個(gè)規(guī)則 的矩形標(biāo)定架上，然后根據(jù)機(jī)一戒水平泡來(lái)調(diào)整探測(cè)桿水平，并記錄8 個(gè)CCD傳感器的當(dāng)前坐標(biāo)作為零點(diǎn)坐標(biāo)。有些車型為美觀而改裝，在車輛前后加上很低的擋風(fēng)板(也就是常 說(shuō)的"大包圍"車)，還有些車型底盤本身就很低，這些車型導(dǎo)致做四 輪定位測(cè)量時(shí)前面(l #CCD、 2弁CCD)或后面(7 #CCD、 8 # CCD) 兩傳感器之間因?yàn)閊皮阻擋而無(wú)法正常通訊。因此為了能夠正常測(cè)量，〗笨測(cè)桿的設(shè)計(jì)必須考慮端部傳感器(如上 圖所示1弁CCD、 2 #CCD、 7 #CCD、 8并CCD)的安裝位置，為 了保證不會(huì)因?yàn)槠嚨膫?cè)板太低而擋住傳感器的視線，端部傳感器設(shè) 計(jì)的越低越好，但是因?yàn)樗妮喍ㄎ恢麂N測(cè)量時(shí)，需要將方向盤左右旋 轉(zhuǎn)20度來(lái)測(cè)量，旋轉(zhuǎn)時(shí)探測(cè)桿端部很容易碰到地面，為了解決這些 矛盾，大部分廠家在探測(cè)桿設(shè)計(jì)時(shí)采用了折衷的方法，就是端部傳感 器不能太高，也不能太低，既保證探測(cè)桿測(cè)量主銷時(shí)盡量不要碰地， 同時(shí)又保證大部分正常的車型(90%)不會(huì)因?yàn)榈妆P低而擋住傳感器的 光線。但是對(duì)于少數(shù)的超低底盤車仍無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。為解決超低底盤車的四輪定位測(cè)量問(wèn)題，目前市面上的四輪定位 儀基本上采用以下幾種方式1、 采用輔助設(shè)備輪夾降位器。
輪夾降位器是一種類似"L"形狀的裝置，連接在輪夾與探測(cè)桿之間，通過(guò)它可以將探測(cè)桿下降一個(gè)高度，這種方法除了需要增加成 本外，測(cè)量精度還不能保證，操作起來(lái)也比較麻煩。2、 采用可以直接降位的輪夾。有些輪夾在設(shè)計(jì)時(shí)，探測(cè)軒安裝軸是可以上下移動(dòng)的，測(cè)量時(shí)通 過(guò)直接調(diào)節(jié)探測(cè)桿安裝軸的位置也可以達(dá)到探測(cè)桿降位的效果，這是 一種比較方便可靠的降位方式，但測(cè)量精度要靠輪夾的加工精度來(lái)保 證，這樣提高了輪夾的加工成本，而且使用時(shí)間長(zhǎng)了，會(huì)有較大的誤差。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)一些超低底盤或"大包圍"車型進(jìn)行四輪 定位測(cè)量時(shí)，存在成本高、操作復(fù)雜、精度低等的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中某些超低底盤或"大包圍，，車型進(jìn)行四輪定 位測(cè)量時(shí)，存在的成本高、操作復(fù)雜、測(cè)量精度低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種四輪定位儀及進(jìn)行四4侖定位的方法，能對(duì)超低底盤或"大包 圍"車型正常進(jìn)行四輪定位測(cè)量，不但節(jié)省產(chǎn)品制造成本，而且操作 方便、測(cè)量精度高。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下: 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，」提供一種進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，包 括以下步驟a. 調(diào)節(jié)安裝到汽車車輪上的各探測(cè)桿的水平，從而定義四輪定位 檢測(cè)的測(cè)量基準(zhǔn)；b. 將各探測(cè)桿一致地向下傾斜，使各探測(cè)桿端部的檢測(cè)傳感器之 間的光線不再^皮擋?。籧. 在各探測(cè)桿所傾斜的角度上建立新測(cè)量基準(zhǔn)；d. 在所述新測(cè)量基準(zhǔn)上，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四輪 定位參數(shù)的檢測(cè)。優(yōu)選地，所述探測(cè)桿利用所述探測(cè)桿上的水平傾角傳感器來(lái)調(diào)節(jié) 水平?？梢允謩?dòng)或自動(dòng)設(shè)置所述〗罙測(cè)桿端部初始下降的高度，然后手動(dòng) 調(diào)節(jié)所述探測(cè)桿的傾斜，直到所述探測(cè)桿端部下降所設(shè)置的高度；如 此反復(fù)，直到各探測(cè)桿端部的4僉測(cè)傳感器之間的光線不^皮擋住為止。所述探測(cè)桿向下傾斜的角度可由所述探測(cè)桿下降的高度H和探 測(cè)桿的長(zhǎng)度L來(lái)估算，所述探測(cè)桿的下降角度P =argtan(H/L)。所述新測(cè)量基準(zhǔn)的建立是通過(guò)先將所述探測(cè)桿需要下降的角度 加到所述水平傾角傳感器的零點(diǎn)坐標(biāo)上，從而根據(jù)所形成的新的電子水平的零點(diǎn)坐標(biāo)重新調(diào)節(jié)所述:l罙測(cè)桿的水平，從而建立所述新測(cè)量基準(zhǔn)。為解決由于上述探測(cè)桿傾斜降位檢測(cè)所產(chǎn)生的對(duì)車輪前束角測(cè) 量結(jié)果及基于車輪前束角的其它四輪定位參數(shù)測(cè)量結(jié)果所帶來(lái)的較大誤差，優(yōu)選地，在進(jìn)行四輪定位參數(shù)檢測(cè)時(shí)，還包括以下步驟e. 在新測(cè)量基準(zhǔn)上利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器，對(duì)車輪前束角 和外傾角進(jìn)行檢測(cè)；f. 根據(jù)所述探測(cè)桿向下傾^f的情況并結(jié)合所述外傾角來(lái)估算由于 外傾角的存在而產(chǎn)生的對(duì)所述前束角測(cè)量所帶來(lái)的偏差值；g. 將所述偏差值補(bǔ)償?shù)剿鶞y(cè)得的前束角上，從而得到準(zhǔn)確的前束 角測(cè)量結(jié)果。其中，所述偏差值①可以」換如下方式進(jìn)行估算 0=argtan(H . sin(a)/L)或①二argsin(H . tan(ot)/L) 其中，a為所測(cè)得的車輪外傾角。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種四輪定位儀，其包括 四個(gè)探測(cè)桿，用于安裝到汽車車輪上，所述探測(cè)桿端部設(shè)有檢測(cè) 傳感器，用于對(duì)四輪定位參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；所述各探測(cè)桿在安裝到汽車 車輪上后能夠向下傾斜，使各探測(cè)桿端部的檢測(cè)傳感器之間的光線不 再被擋住；水平傾角傳感器，其設(shè)置于所述各探測(cè)桿上，用于調(diào)節(jié)所述各探 測(cè)桿的水平，從而定義四輪定^f立檢測(cè)的測(cè)量基準(zhǔn)；主機(jī)，其與所述各探測(cè)桿上的各傳感器進(jìn)行通訊，用于接收檢測(cè) 信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其中所述主機(jī)以在各探測(cè)桿所傾斜的角度上建 立的新測(cè)量基準(zhǔn)，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四輪定位參數(shù)的 檢測(cè)結(jié)果處理。進(jìn)一步地，所述主機(jī)在新測(cè)量基準(zhǔn)上利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感 器，對(duì)車輪前束角和外傾角進(jìn)行檢測(cè)；并根據(jù)所述探測(cè)桿向下傾斜的 情況并結(jié)合所述外傾角來(lái)估算由于外傾角的存在而產(chǎn)生的對(duì)所述前束角測(cè)量所帶來(lái)的偏差值；將所述偏差值補(bǔ)償?shù)剿鶞y(cè)得的前束角上， 從而得到準(zhǔn)確的前束角測(cè)量結(jié)果。 ，所述檢測(cè)傳感器優(yōu)選地采用CCD傳感器。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)對(duì)一些超低底盤或"大包圍"車型進(jìn)行四輪定位測(cè) 量的同時(shí)，不僅節(jié)省了產(chǎn)品的制造成本，而且操作方便，精度高，誤 差可以控制在0.02度以內(nèi)。


.下面通過(guò)參考附圖并結(jié)合實(shí)例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 和實(shí)現(xiàn)方式將會(huì)更加顯而易見(jiàn)，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對(duì)本發(fā)明的 解釋說(shuō)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何意義上的限制，在附圖中圖1為前束角示意圖；圖2為外傾角示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)四輪定位測(cè)量原理示意圖； 圖4為現(xiàn)有技術(shù)探測(cè)桿標(biāo)定原理示意圖； 圖5為本發(fā)明四輪定位儀結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖6為本發(fā)明探測(cè)桿傾斜降位測(cè)量過(guò)程示意圖； 圖7示出了傳統(tǒng)的前束角測(cè)量原理；圖8(a)、圖8(b)、圖8(c)分別示出了本發(fā)明進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算所需的 各種參數(shù)；圖9為本發(fā)明主機(jī)用戶界面的測(cè)量^喿作流程圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，類似或相同 的標(biāo)號(hào)表示類似或相同的部件。現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行四輪定位測(cè)量時(shí)都是通過(guò)將探測(cè)桿整體降位后， 利用機(jī)械水平系統(tǒng)或電子水平系統(tǒng)調(diào)節(jié)探測(cè)桿水平，然后再進(jìn)行四輪 定位參數(shù)的測(cè)量。雖然探測(cè)桿本身可以傾斜，但只是用來(lái)調(diào)節(jié)探測(cè)桿的水平，這種傾斜方式會(huì)使得水平基準(zhǔn)發(fā)生變化，即，因?yàn)槠囕喬?各角度定義的測(cè)量面是水平面，當(dāng)探測(cè)桿向下傾斜后，測(cè)量面就會(huì)向 下偏離水平面，因此無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。同時(shí)由于外傾角的存在，即輪胎面不垂直地面，就會(huì)導(dǎo)致兩探測(cè) 桿之間所形成的夾角會(huì)發(fā)生變化，這樣就會(huì)帶來(lái)前束角測(cè)量的較大誤 差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)前束角及基于前束角的其它四輪定位參數(shù)的精確測(cè)量。本發(fā)明基于上述考慮，釆用探測(cè)桿傾斜降位方式測(cè)量，并從測(cè)量 算法上來(lái)作精密補(bǔ)償，從而解決了某些"大包圍"和超低底盤車可能 出現(xiàn)的四輪定位測(cè)量問(wèn)題，并通過(guò)精確的算法完全補(bǔ)償了因?yàn)樘綔y(cè)桿 傾斜降位帶來(lái)的較大誤差。如圖5和圖6所示本發(fā)明四輪定位儀包括四個(gè)探測(cè)桿20(左前、 右前、左后、右后探測(cè)桿)，用于安裝到汽車車輪10上，探測(cè)桿端部 設(shè)有檢測(cè)傳感器(如CCD傳感器)，用于對(duì)四輪定位參數(shù)進(jìn)行^r測(cè)；各 探測(cè)桿在安裝到汽車車輪上后能夠向下傾斜，使各探測(cè)桿端部的檢測(cè) 傳感器之間的光線不再被擋住；水平傾角傳感器，其設(shè)置于各探測(cè)桿 上，用于調(diào)節(jié)各探測(cè)桿的水平，從而定義四輪定位檢測(cè)的測(cè)量基準(zhǔn)；主機(jī)，其與各探測(cè)桿上的各傳感器采用有線或無(wú)線方式進(jìn)行通訊，用于接收檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行凄丈據(jù)處理，其中主機(jī)以在各探測(cè)桿所傾 斜的角度上建立的新測(cè)量基準(zhǔn)，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四 輪定位參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果處理。主機(jī)還在所述的新測(cè)量基準(zhǔn)上利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器，對(duì) 車輪前束角和外傾角進(jìn)行檢測(cè)；并根據(jù)探測(cè)桿向下傾斜的情況并結(jié)合 所測(cè)得外傾角來(lái)估算由于外傾角的存在而產(chǎn)生的對(duì)所述前束角測(cè)量 所帶來(lái)的偏差值；將偏差值補(bǔ)償?shù)剿鶞y(cè)得的前束角上，從而得到準(zhǔn)確 的前束角測(cè)量結(jié)果。探測(cè)桿的水平調(diào)節(jié)是利用探測(cè)桿里現(xiàn)有的水平傾角傳感器來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，不需要增加額外的成本，經(jīng)濟(jì)適用、方便可靠。如圖6所示， 左邊顯示為在車輪10上安裝的探測(cè)桿20處于正常測(cè)量狀態(tài)，右邊顯示為探測(cè)桿20處于下降后的狀態(tài)，下降考度為H。本發(fā)明涉及到的四輪定位4義設(shè)備主要部件是由主機(jī)和4個(gè)探測(cè)桿 組成，每個(gè)探測(cè)桿里面安裝有2個(gè)CCD傳感器和2個(gè)傾角傳感器(一 個(gè)垂直傾角傳感器和一個(gè)水平傾角傳感器)，其中8個(gè)CCD傳感器和 4個(gè)垂直傾角傳感器用來(lái)測(cè)量四輪各個(gè)參數(shù)，剩下的4個(gè)水平傾角傳 感器用來(lái)作為電子水平監(jiān)控器用，在正常測(cè)量時(shí)，水平傾角傳感器可 以監(jiān)控探測(cè)桿當(dāng)前的水平狀態(tài)，并將其水平狀態(tài)顯示在探測(cè)桿的液晶 顯示屏或電腦主機(jī)的屏幕上，這樣操作者就可以根據(jù)提示來(lái)調(diào)整探測(cè) 桿的水平狀態(tài)，使其處于標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量面上，這就是我們前面提到的電 子水平系統(tǒng)。 '本發(fā)明在進(jìn)行四輪定位[偏心補(bǔ)償]、[主銷測(cè)量]、[后軸參數(shù)]、[前 軸參數(shù)]等檢測(cè)時(shí)，如果碰到超j氐底盤的車，因?yàn)閭鞲衅鞅坏妆P擋住而 無(wú)法正常測(cè)量的情況，可以通過(guò)軟件手動(dòng)或自動(dòng)的方式來(lái)設(shè)置探測(cè)桿 傾斜的角度(也就是1#、 2#或7#、 8#傳感器下降的高度)，設(shè)置完后， 軟件會(huì)修改電子水平的基準(zhǔn)，并且在電腦顯示屏上或探測(cè)桿的液晶顯 示屏上會(huì)顯示當(dāng)前探測(cè)桿的電子水平狀態(tài)，操作者根據(jù)電子水平提示 開(kāi)始傾斜探測(cè)桿到達(dá)指定的位置，然后軟件通過(guò)算法精確的補(bǔ)償?shù)粢?為探測(cè)桿傾斜所帶來(lái)的誤差，^呆證探測(cè)桿傾斜測(cè)量和不傾斜測(cè)量的值 保持一致，從而達(dá)到降位測(cè)量的目的。4個(gè)探測(cè)桿里面的水平傾角傳感器和電腦主機(jī)里的測(cè)量軟件里的 降位測(cè)量模塊是本發(fā)明的關(guān)鍵，水平傾角傳感器用于監(jiān)控探測(cè)桿的水 平狀態(tài)，保證4個(gè)探測(cè)桿處于標(biāo)準(zhǔn)的水平測(cè)量面上。它們是這樣來(lái)實(shí) 現(xiàn)探測(cè)桿智能降位的，在探測(cè)桿進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定時(shí)，軟件會(huì)記錄所有 CCD及傾角傳感器的坐標(biāo)，這些坐標(biāo)就是我們說(shuō)的零點(diǎn)坐標(biāo)。在正常 測(cè)量過(guò)程中，軟件會(huì)連續(xù)的讀取水平傾角傳感器的當(dāng)前坐標(biāo)，然后與 零點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)比，以此來(lái)判斷探測(cè)桿是否處于水平測(cè)量狀態(tài)；當(dāng)軟件進(jìn) 入降位模塊后，4個(gè)水平傾角傳感器的零點(diǎn)坐標(biāo)上，這時(shí)當(dāng)操作者再根據(jù)水平傾角傳 感器的提示調(diào)整4個(gè)探測(cè)桿水平后，探測(cè)桿就自然呈現(xiàn)下降的一個(gè)狀 態(tài)，這樣就達(dá)到了探測(cè)桿智能降位的目的。如圖8(a)-(c)所示，那么，整個(gè)系統(tǒng)控制探測(cè)桿下降時(shí)，首先在測(cè) 量軟件上先設(shè)定要下降的高度H，然后通過(guò)探測(cè)桿的長(zhǎng)度L及三角公 式可以算出探測(cè)桿的下降角度P=argtan(H/L),再將這一角度加到水平 傾角傳感器的零點(diǎn)坐標(biāo)AH0上，也就是說(shuō)現(xiàn)在電子水平的零點(diǎn)都被改 成AHO+P了，這時(shí)，操作者如果根據(jù)電子水平來(lái)調(diào)節(jié)探測(cè)桿的水平 時(shí)，探測(cè)桿就自然呈現(xiàn)一個(gè)下降的狀態(tài)，并且4個(gè)探測(cè)桿下降的高度 是相等的，這時(shí)機(jī)械水平會(huì)變成不水平，不過(guò)這里可以不用管它。如圖9所示，在進(jìn)行四4侖定位時(shí)，探測(cè)桿初始狀態(tài)處在圖6左邊 中的正常測(cè)量狀態(tài)下，當(dāng)進(jìn)入[偏心補(bǔ)償]、[主銷測(cè)量]、[后軸參數(shù)]、 [前軸參數(shù)]等檢測(cè)時(shí)，程序首先會(huì)自動(dòng)檢測(cè)8個(gè)CCD傳感器的狀態(tài)， 如果發(fā)現(xiàn)圖3中的1#、 2弁CCD或7弁、8弁CCD傳感器出現(xiàn)異常，程序 馬上會(huì)彈出個(gè)對(duì)話框，詢問(wèn)操作者是否是因?yàn)槠嚨妆P太低而導(dǎo)致 CCD傳感器異常，如果確認(rèn)是汽車底盤太低的緣故后，程序又會(huì)提示 操作者將會(huì)進(jìn)入"探測(cè)桿智能傾斜降位"功能一莫塊，并且程序自動(dòng)設(shè) 置初始探測(cè)桿端部下降高度為10mm,然后通過(guò)下降的高度和探測(cè)桿 的長(zhǎng)度根據(jù)三角函數(shù)計(jì)算出探測(cè)桿傾斜的角度，在探測(cè)桿電子水平的 零值上加上這個(gè)角度，以修改當(dāng)前探測(cè)桿水平的狀態(tài)，并且在界面上 提示操作者，需要根據(jù)電子水平的提示來(lái)傾斜探測(cè)桿重新調(diào)整水平。4個(gè)探測(cè)桿降位時(shí)需要降同樣的高度，用手動(dòng)隨便來(lái)調(diào)整探測(cè)桿 的高度時(shí)很難使它們下降的高度一致，所以這里采用了電子水平也就 是水平傾角傳感器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，就是首先將下降的高度通過(guò)三角 函數(shù)轉(zhuǎn)化成角度，然后由水平傾角傳感器來(lái)計(jì)算并控制探測(cè)桿的下 降，水平傾角傳感器控制就體現(xiàn)在電子水平上，所有的這些算法都封 裝在主機(jī)軟件里，操作者只需要根據(jù)電子水平的提示將探測(cè)桿手動(dòng)調(diào) "水平"就可以了，調(diào)完后，探測(cè)桿自然就呈傾斜的狀態(tài)了，而且傾斜的高度會(huì)是一致的，這時(shí)候探測(cè)桿就處在圖6右邊的探測(cè)桿傾斜降位測(cè)量狀態(tài)，在各探測(cè)桿所傾殺+的角度上建立新測(cè)量基準(zhǔn)；在所述新 測(cè)量基準(zhǔn)上，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四輪定位參數(shù)的檢測(cè)。另外，由于外傾角的存在，即輪胎面不垂直地面，導(dǎo)致兩探測(cè)桿 之間降位時(shí)所形成的夾角會(huì)發(fā)生變化，這樣就會(huì)帶來(lái)前束角測(cè)量的較 大誤差，也無(wú)法保證基于前束角的其它四輪定位參數(shù)的精確測(cè)量。下 面具體描述針對(duì)此問(wèn)題的解決方案如圖7所示，先簡(jiǎn)述傳統(tǒng)的CCD四輪定位儀前束值(角)的測(cè)量原 理圖7是一個(gè)俯視圖，圖中下面的探測(cè)桿20為安裝在左輪輪夾上 的探測(cè)桿，上面的探測(cè)桿20為安裝在右輪輪夾上的探測(cè)桿；右輪前 束角為0度，左輪有一前束角，角度為ZBOA。探測(cè)桿在標(biāo)定時(shí)，兩 個(gè)探測(cè)桿是平行的，即對(duì)面紅外發(fā)射二極管是從B點(diǎn)投影到CCD感 光芯片上(O點(diǎn))的，其成像坐標(biāo)值定義為X軸原點(diǎn)Xo，在實(shí)際測(cè)量時(shí)， 由于左輪有一前束角，右輪探測(cè)桿端部上的紅外發(fā)射二極管是從A 點(diǎn)，經(jīng)投影到CCD感光芯片上(O點(diǎn))，其成像坐標(biāo)值肯定不為標(biāo)定時(shí) 定義的X軸坐標(biāo)值，記為X!,根據(jù)這個(gè)成像坐標(biāo)差值X;- XQ、 CCD 成像系數(shù)K及前束值的數(shù)學(xué)計(jì)算公式，就可得到左輪前束角的測(cè)量 值ZBOA:(X廣Xo) x K根據(jù)本發(fā)明采用如下方法對(duì)探測(cè)桿降位后前束角進(jìn)行補(bǔ)償在新 測(cè)量基準(zhǔn)上利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器，對(duì)車輪前束角和外傾角進(jìn) 行檢測(cè)；根據(jù)探測(cè)桿向下傾斜的情況并結(jié)合外傾角來(lái)估算由于外傾角 的存在而產(chǎn)生的對(duì)所述前束角測(cè)量所帶來(lái)的偏差值；將這個(gè)偏差值補(bǔ) 償?shù)剿鶞y(cè)得的前束角上，從而得到準(zhǔn)確的前束角測(cè)量結(jié)果。根據(jù)測(cè)量原理，當(dāng)探測(cè)桿下降后，它將對(duì)前束角的測(cè)量結(jié)果帶來(lái) 一個(gè)偏差值①，這個(gè)偏差值與探測(cè)桿的長(zhǎng)度L、設(shè)定下降的高度值H、 以及當(dāng)前車輪的外傾角a(如圖8所示)有直接的關(guān)系，以如下公式進(jìn)行估算0=argtan(H . sin(oc)/L)或O二argsin(H ' tan(cc)/L)探測(cè)桿降位補(bǔ)償后達(dá)到的效果如下1) 如果探測(cè)桿沒(méi)有下降正常測(cè)量時(shí)，前束的計(jì)算公式為^正常=(X, -X0)xK其中W正常正常測(cè)量時(shí)的前束角；X1:正常測(cè)量時(shí)的CCD當(dāng)前的坐標(biāo)讀值；X0: CCD的零點(diǎn)坐標(biāo)值；K: CCD的系數(shù)。2) 探測(cè)桿下降后的測(cè)量時(shí)，前束的計(jì)算公式為甲下降=(X2-X0)xK-d); 其中甲下降下降后的前束角；X2:下降后CCD當(dāng)前的坐標(biāo)讀值； ①下降后的前束角的補(bǔ)償值，0=argtan(H 'sin(a)/L) 或^argsin(H . tan(a)/L)。3) 最后達(dá)到的效果^正常=^下降這樣根據(jù)上述補(bǔ)償原理，實(shí)現(xiàn)了在傾斜降位的測(cè)量方法下對(duì)前束 角及基于前束角的其它四輪定位參數(shù)的精確測(cè)量，偏差值①可以根據(jù) 外傾角的正負(fù)而在所測(cè)得的前束角的基礎(chǔ)上增加或減小。以上參照

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫 離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和精神，可以有多種變型方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可以構(gòu)思 出其它的探測(cè)桿水平調(diào)節(jié)方法、新水平基準(zhǔn)的建立方法、以及前束角 的補(bǔ)償方法。以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此 局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效 變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，包括以下步驟調(diào)節(jié)安裝到汽車車輪上的各探測(cè)桿的水平，從而定義四輪定位檢測(cè)的測(cè)量基準(zhǔn)；將各探測(cè)桿一致地向下傾斜，使各探測(cè)桿端部的檢測(cè)傳感器之間的光線不再被擋?。辉诟魈綔y(cè)桿所傾斜的角度上建立新測(cè)量基準(zhǔn)；在所述新測(cè)量基準(zhǔn)上，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四輪定位參數(shù)的檢測(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，其特征在
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，其特征在 于，手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)置所述探測(cè)桿端部初始下降的高度，然后手動(dòng)調(diào)節(jié) 所述探測(cè)桿的傾斜，直到所述4罙測(cè)桿端部下降所設(shè)置的高度；如此反 復(fù)，直到各探測(cè)桿端部的檢測(cè)傳感器之間的光線不被擋住為止。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，其特征在 于，所述探測(cè)桿向下傾斜的角度由所述探測(cè)桿下降的高度H和探測(cè)桿 的長(zhǎng)度L來(lái)估算，所述探測(cè)桿的下降角度(3 =argtan(H/L)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，其特征在 于，所述新測(cè)量基準(zhǔn)的建立是通過(guò)先將所述探測(cè)桿需要下降的角度加 到所述水平傾角傳感器的零點(diǎn)坐標(biāo)上，從而根據(jù)所形成的新的電子水 平的零點(diǎn)坐標(biāo)重新調(diào)節(jié)所述探測(cè)桿的水平，從而建立所述新測(cè)量基 準(zhǔn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方 法，其特征在于，在進(jìn)行四輪定位參數(shù)檢測(cè)時(shí)，包括以下步驟在所述的新測(cè)量基準(zhǔn)上利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器，對(duì)車輪前 束角和外傾角進(jìn)行檢測(cè)；根據(jù)所述探測(cè)桿向下傾斜的情況并結(jié)合所述外傾角來(lái)估算由于外傾角的存在而產(chǎn)生的對(duì)所述前束角測(cè)量所帶來(lái)的偏差值；將所述偏差值補(bǔ)償?shù)剿鶞y(cè)《尋的前束角Ji，從而得到準(zhǔn)確的前束角 測(cè)量結(jié)果。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，其特征在 于，所述偏差值①以如下方式進(jìn)行估算①二argtan(H . sin(oc)/L)或①-argsin(H . tan(oc)/L) 其中，oc為所測(cè)得的車輪外傾角。
8、 一種四輪定位儀，其包括四個(gè)探測(cè)桿，用于安裝到汽車車輪上，所述探測(cè)桿端部設(shè)有檢測(cè) 傳感器，用于對(duì)四輪定位參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；所述各探測(cè)桿在安裝到汽車 車輪上后能夠向下傾斜，使各纟罙測(cè)桿端部的檢測(cè)傳感器之間的光線不 再,皮擋〗主；水平傾角傳感器，其設(shè)置于所述各探測(cè)桿上，用于調(diào)節(jié)所述各探 測(cè)桿的水平，從而定義四輪定^f立檢測(cè)的測(cè)量基準(zhǔn)；主機(jī)，其與所述各探測(cè)桿上的各傳感器進(jìn)行通訊，用于接收檢測(cè) 信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其中所述主機(jī)以各探測(cè)桿所傾斜的角度上建立 的新測(cè)量基準(zhǔn)，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四輪定位參數(shù)的檢 測(cè)結(jié)果處理。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的四輪定位儀，其特征在于，所述主機(jī) 在所述的新測(cè)量基準(zhǔn)上利用各4罙測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器，對(duì)車輪前束角 和外傾角進(jìn)行檢測(cè)；并根據(jù)所述探測(cè)桿向下傾斜的情況并結(jié)合所述外 傾角來(lái)估算由于外傾角的存在而產(chǎn)生的對(duì)所述前束角測(cè)量所帶來(lái)的 偏差值；將所述偏差值補(bǔ)償?shù)剿鶞y(cè)得的前束角上，從而得到準(zhǔn)確的前 束角測(cè)量結(jié)果。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的四輪定位儀，其特征在于，所述檢測(cè) 傳感器為電荷耦合器件圖像傳感器。
全文摘要
一種四輪定位儀及進(jìn)行四輪定位檢測(cè)的方法，檢測(cè)方法包括以下步驟調(diào)節(jié)安裝到汽車車輪上的各探測(cè)桿的水平，從而定義四輪定位檢測(cè)的測(cè)量基準(zhǔn)；將各探測(cè)桿一致地向下傾斜，使各探測(cè)桿端部的檢測(cè)傳感器之間的光線不再被擋??；在各探測(cè)桿所傾斜的角度上建立新測(cè)量基準(zhǔn)；在所述新測(cè)量基準(zhǔn)上，利用各探測(cè)桿上的檢測(cè)傳感器進(jìn)行四輪定位參數(shù)的檢測(cè)。同時(shí)，本發(fā)明可根據(jù)探測(cè)桿向下傾斜的情況并結(jié)合外傾角來(lái)估算前束角測(cè)量的偏差值，對(duì)前束角進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到準(zhǔn)確的前束角測(cè)量結(jié)果。本發(fā)明提供了一種對(duì)超低底盤或“大包圍”車型進(jìn)行四輪定位測(cè)量的儀器和方法，不但成本低，而且操作方便、測(cè)量精度高。
文檔編號(hào)G01M17/007GK101246089SQ20081006518
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者呂光俊, 周珠亮, 蘇義雄 申請(qǐng)人:深圳市元征科技股份有限公司