一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明是包括一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，屬于汽車測(cè)試領(lǐng)域。包括液壓千斤頂，感應(yīng)式位移傳感器，帶凹槽的橡膠墊，拉線位移傳感器，帶輪托盤，前輪位置激光測(cè)距儀，后輪位置激光測(cè)距儀，千斤頂位置激光測(cè)距儀，前輪吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置，后輪吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置，千斤頂處可移動(dòng)式激光測(cè)距儀安裝裝置，輪荷儀，信息調(diào)理器，數(shù)據(jù)采集卡，計(jì)算機(jī)以及被測(cè)量的客車，其特征在于用液壓千斤頂將汽車舉升后，使用輪荷儀測(cè)得客車各軸載荷，使用激光測(cè)距儀測(cè)得客車的軸距、被舉升的高度，將數(shù)據(jù)送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到客車質(zhì)心具體位置；該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，適用范圍廣。
【專利說(shuō)明】
一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是包括一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，屬于汽車測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車質(zhì)心位置是汽車的重要參數(shù)，對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、安全性有重大影響，而客車作為載運(yùn)乘客及其隨身行李物品的商用車，安全顯得尤為重要，且質(zhì)心高度位置的測(cè)量對(duì)于客車開(kāi)發(fā)及調(diào)試有著重要作用。
[0003]目前汽車質(zhì)心位置測(cè)量有搖擺法、懸掛法、平臺(tái)支撐反力法、質(zhì)量反應(yīng)法等多種方法，但這些方法均需要的很大的測(cè)量工具或建造大的工作平臺(tái)，如搖擺法須將車輛置于一類似搖擺的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，根據(jù)單自由度弱阻尼微振原理計(jì)算出汽車的質(zhì)心高度，但需要平臺(tái)大，不方便改變實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)；懸掛法根據(jù)物體自由懸掛時(shí)必定通過(guò)懸掛點(diǎn)垂直平面的原理來(lái)確定質(zhì)心位置，因?yàn)樾柽x取三個(gè)以上的懸掛點(diǎn)，需要較大的起吊設(shè)備進(jìn)行起吊，任然不是很方便;平臺(tái)支撐反力法需要是將被測(cè)汽車放置在平臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)室將汽車與平臺(tái)同時(shí)舉升到某一角度測(cè)量質(zhì)量的重新分配計(jì)算質(zhì)心位置，需要大平臺(tái)；質(zhì)量反應(yīng)法，實(shí)驗(yàn)室將汽車一端吊起，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)汽車造成一定的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的的目的是能夠解決已存在的測(cè)量方法的弊端，用更簡(jiǎn)單的方式測(cè)量汽車的質(zhì)心高度位置，且測(cè)量裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧，能夠方便的移動(dòng)和改變使用地點(diǎn)；并且在使用時(shí)能夠盡量減少或消除對(duì)測(cè)量汽車的損害，做到環(huán)保節(jié)約。
[0005]—種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，包括液壓千斤頂(1)，感應(yīng)式位移傳感器(2)，帶凹槽的橡膠墊(3)，拉線位移傳感器(4)，帶輪托盤(5)，前輪位置激光測(cè)距儀
[6]，后輪位置激光測(cè)距儀(7)，千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)，前輪吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置(9)，后輪吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置(10)，千斤頂處可移動(dòng)式激光測(cè)距儀安裝裝置
(19)，輪荷儀(11)，信息調(diào)理器(12)，數(shù)據(jù)采集卡(13)，計(jì)算機(jī)(14)以及被測(cè)量的客車(15)，其中吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置包括吸盤(16)，可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)，卡扣(18)以及四根直桿
(20)，千斤頂處激光測(cè)距儀安裝裝置(19)包括軌道槽(21)，卡扣(22)以及彈簧式鎖止銷
(23);其特征在于:液壓千斤頂(I)位于帶輪托盤(5)上，帶凹槽的橡膠墊(3)位于液壓千斤頂(I)上部，感應(yīng)式位置傳感器(2)位于帶凹槽的橡膠墊(3)最底部中央位置;拉線位移傳感器(4)位于液壓千斤頂(I)外側(cè)，在液壓千斤頂(I)不工作時(shí)讀數(shù)為零;千斤頂位置處的激光測(cè)距儀安裝裝置(19)位于液壓千斤頂(I)豎直方向中央位置，在感應(yīng)式位移傳感器(4)正下方，卡扣(22)在軌道槽(21)正中央位置，彈簧式鎖止銷(23)在卡扣(22)下方能夠鎖死使卡扣(22)固定;吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)位于吸盤(16)中央位置，四根直桿(20)位置構(gòu)成正方形且對(duì)角線通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)的圓心，卡扣(18)上開(kāi)孔能夠在直桿
(20)上自由活動(dòng)。
[0006]液壓千斤頂(I)用來(lái)舉升客車(15)的前軸;帶凹槽的橡膠墊(3)能夠吸收測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)以減輕周期震動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響，并在客車(15)前軸被舉升時(shí)固定前車輪;感應(yīng)式位置傳感器(2)用來(lái)測(cè)量客車的輪距，拉線位移傳感器(4)用來(lái)保證左右兩液千斤頂升起的高度相同；前輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置(9)上的直桿(20)可是卡扣(18)沿其活動(dòng)，保證前輪位置激光測(cè)距儀(6)、后輪位置激光測(cè)距儀(7)、千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)位于同一平面;前輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置(9)上可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)保證客車(15)在被舉升后，能夠使前輪位置激光測(cè)距儀(6)轉(zhuǎn)動(dòng)與后輪位置激光測(cè)距儀(7)測(cè)得客車軸距，與千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)測(cè)得客車前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度，千斤頂位置激光測(cè)距儀安裝裝置(19)上的軌道槽(21)可以使卡扣(22)上下移動(dòng)，彈簧式鎖止銷(23)能夠固定卡扣(22)，保證千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)與后輪位置激光測(cè)距儀(7)位于同一高度上。
[0007]在使用客車質(zhì)心高度測(cè)量裝置之前，首先使用輪荷儀測(cè)量客車各軸的載荷，隨后將激光測(cè)距儀安裝裝置吸在輪胎中央位置，然后將客車用舉升機(jī)舉起后將兩相同裝置置于客車前輪兩輪胎下，使輪胎中心線壓在帶凹槽的橡膠墊中央位置，液壓千斤頂將客車頂起一定的角度后，首先根據(jù)拉線位移傳感器確定左右兩液壓千斤頂升起高度相同，通過(guò)感應(yīng)式位移傳感器確定客車的輪距，通過(guò)激光測(cè)距儀讀數(shù)確定客車的軸距與客車前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度，后輪處的輪荷儀分別讀出左右兩車輪此時(shí)的載荷，數(shù)據(jù)被收集后送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理得到客車質(zhì)心位置。
[0008]本裝置相比以往的裝置有以下優(yōu)點(diǎn):
1、設(shè)備簡(jiǎn)便、質(zhì)量小，便于在不同地點(diǎn)使用；
2、操作簡(jiǎn)單、安全，易于實(shí)現(xiàn)且測(cè)量精度較高；
3、適用范圍較廣，除了客車也可應(yīng)用于轎車，貨車等眾多車型。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述質(zhì)心位置測(cè)量裝置的使用狀態(tài)說(shuō)明圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述質(zhì)心位置測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
[0011]圖3位本發(fā)明裝置中吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
[0012]圖4為本發(fā)明所述質(zhì)心位置測(cè)量裝置的測(cè)量計(jì)算連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]1、液壓千斤頂;2、感應(yīng)式位移傳感器;3、帶凹槽的橡膠墊;4、拉線位移傳感器;5、帶輪托盤;6、前輪位置激光測(cè)距儀;7、后輪位置激光測(cè)距儀;8、千斤頂處激光測(cè)距儀;9、前輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置；10、后輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置；19、千斤頂處激光測(cè)距儀安裝裝置；11、輪荷儀;12、信息調(diào)理器;13、數(shù)據(jù)采集卡；14、計(jì)算機(jī);15、被測(cè)客車；16、吸盤；17、可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤;18、卡扣;20、直桿;21、軌道槽;22、卡扣;23、彈簧式鎖止銷。
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明所述質(zhì)心高度測(cè)量裝備使用時(shí)包括液壓千斤頂I，感應(yīng)式位移傳感器2，帶凹槽的橡膠墊3，拉線位移傳感器4，帶輪托盤5，前輪位置激光測(cè)距儀6，后輪位置激光測(cè)距儀7，千斤頂位置激光測(cè)距儀8，前輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置9，千斤頂處激光測(cè)距儀安裝裝置19，后輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置10，輪荷儀11，被測(cè)客車15。
[0016]本裝置的使用方法為: 第一步:將輪荷儀11放在汽車輪胎前，將汽車駛上輪荷儀，將輪荷儀此時(shí)讀數(shù)傳遞到計(jì)算機(jī)中，并測(cè)量客車15輪胎半徑。
[0017]第二步:拉緊手剎后使用舉升機(jī)將被測(cè)客車15前軸舉起，將前輪位置處的輪荷儀取出，將兩個(gè)相同的質(zhì)心高度測(cè)量裝置放置于前輪胎下，使客車輪胎中心線位置壓在帶凹槽的橡膠墊3中央的感應(yīng)式位移傳感器4上，將液壓千斤頂I升起一定的高度，該裝置會(huì)在帶輪托盤5的作用下向后移動(dòng)切后輪一直壓在輪荷儀上，通過(guò)拉線位移傳感器4的讀數(shù)確定兩邊被舉升的高度相同。
[0018]第三步:將前輪激光測(cè)距儀安裝裝置9與后輪激光測(cè)距儀安裝裝置10分別安裝在前后車輪上，通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤17調(diào)整位置使激光測(cè)距儀可正常使用；將千斤頂位置的激光測(cè)距儀安裝裝置19上的卡扣進(jìn)行上下調(diào)節(jié)使其與后輪激光測(cè)距儀安裝裝置10位于同一水平高度，調(diào)節(jié)前后輪激光測(cè)距儀安裝裝置上的卡扣18使其沿直桿20移動(dòng)與千斤頂位置的激光測(cè)距儀安裝裝置19的卡扣22位于同一平面，使用激光測(cè)距儀可測(cè)得客車14的軸距、客車前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度。
[0019]第四步:測(cè)所有被測(cè)量數(shù)據(jù)都會(huì)經(jīng)過(guò)信息調(diào)理器12放大后被數(shù)據(jù)采集卡13收集，并將這些數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)作14進(jìn)一步的處理并顯示出來(lái)。
[0020]上述質(zhì)心位置測(cè)量裝置測(cè)定質(zhì)心位置的計(jì)算方法為:
質(zhì)心位置與前軸距離:通過(guò)第一步中測(cè)得各個(gè)輪胎的載荷與第三步中客車的軸距，將后軸兩輪胎的載荷相加乘上客車軸距后與所有輪胎載荷的比即為客車質(zhì)心位置與前軸的距離。
[0021]質(zhì)心位置與一側(cè)輪胎中心線的距離:通過(guò)第一步中測(cè)得客車一側(cè)兩輪胎的載荷之和乘上第一步中測(cè)得的客車輪距，除以客車個(gè)輪胎的總載荷后減去客車輪距的一半即為質(zhì)心位置與一側(cè)輪胎中心線的距離。
[0022]質(zhì)心位置距離客車輪胎底部平面的距離:通過(guò)第一步測(cè)得客車的輪胎半徑，通過(guò)第二步測(cè)得客車被舉升后后軸兩輪胎的載荷之和，通過(guò)第三步測(cè)得客車被舉升后前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度，可求得客車軸距在水平面的投影距離。將被舉升后后軸載荷與被舉升前的后軸載荷做差后比上客車的總載荷，乘上已求得的客車軸距在水平面上的投影距離，再乘上客車軸距與前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度的比值加上輪胎半徑即為客車質(zhì)心位置與客車輪胎底部平面的距離，也就是客車質(zhì)心高度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，包括液壓千斤頂(I)，感應(yīng)式位移傳感器(2)，帶凹槽的橡膠墊(3)，拉線位移傳感器(4)，帶輪托盤(5)，前輪位置激光測(cè)距儀(6)，后輪位置激光測(cè)距儀(7)，千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)，前輪吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置(9)，后輪吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置(10)，千斤頂處可移動(dòng)式激光測(cè)距儀安裝裝置(19)，輪荷儀(11)，信息調(diào)理器(12)，數(shù)據(jù)采集卡(13)，計(jì)算機(jī)(14)以及被測(cè)量的客車(15)，其中吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置包括吸盤(16)，可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)，卡扣(18)以及四根直桿(20)，千斤頂處激光測(cè)距儀安裝裝置(19)包括軌道槽(21)，卡扣(22)以及彈簧式鎖止銷(23)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于:液壓千斤頂(I)位于帶輪托盤(5)上，帶凹槽的橡膠墊(3)位于液壓千斤頂(I)上部，感應(yīng)式位置傳感器(2)位于帶凹槽的橡膠墊(3)最底部中央位置;拉線位移傳感器(4)位于液壓千斤頂(I)外側(cè)，在液壓千斤頂(I)不工作時(shí)讀數(shù)為零;千斤頂位置處的激光測(cè)距儀安裝裝置(19)位于液壓千斤頂(I)豎直方向中央位置，在感應(yīng)式位移傳感器(4)正下方，卡扣(22)在軌道槽(21)正中央位置，彈簧式鎖止銷(23 )在卡扣(22)下方能夠鎖死使卡扣(22 )固定；吸盤式激光測(cè)距儀安裝裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)位于吸盤(16)中央位置，四根直桿(20)位置構(gòu)成正方形且對(duì)角線通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)的圓心，卡扣(18)上開(kāi)孔能夠在直桿(20)上自由活動(dòng)。3.根據(jù)上述權(quán)利要求1所述的一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于:上述液壓千斤頂(I)用來(lái)舉升客車(15)的前軸；帶凹槽的橡膠墊(3)能夠吸收測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)以減輕周期震動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響，并在客車(15)前軸被舉升時(shí)固定前車輪;感應(yīng)式位置傳感器(2)用來(lái)測(cè)量客車的輪距，拉線位移傳感器(4)用來(lái)保證左右兩液千斤頂升起的高度相同；前輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置(9)上的直桿(20)可是卡扣(18)沿其活動(dòng)，保證前輪位置激光測(cè)距儀(6)、后輪位置激光測(cè)距儀(7)、千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)位于同一平面;前輪位置激光測(cè)距儀安裝裝置(9)上可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)保證客車(15)在被舉升后，能夠使前輪位置激光測(cè)距儀(6)轉(zhuǎn)動(dòng)與后輪位置激光測(cè)距儀(7)測(cè)得客車軸距，與千斤頂位置激光測(cè)距儀(8)測(cè)得客車前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度，千斤頂位置激光測(cè)距儀安裝裝置(19)上的軌道槽(21)可以使卡扣(22)上下移動(dòng)，彈簧式鎖止銷(23)能夠固定卡扣(22)，保證千斤頂 位置激光測(cè)距儀(8)與后輪位置激光測(cè)距儀(7)位于同一高度上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，本裝置的使用方法為:第一步:將輪荷儀(11)放在汽車輪胎前，將客車駛上輪荷儀，將輪荷儀此時(shí)讀數(shù)傳遞到計(jì)算機(jī)(14)中，并測(cè)量客車(15)輪胎半徑;第二步:拉緊手剎后使用舉升機(jī)將被測(cè)客車(14)前軸舉起，將前輪位置處的輪荷儀取出，將兩個(gè)相同的質(zhì)心高度測(cè)量裝置放置于前輪胎下，使客車輪胎中心線位置壓在帶凹槽的橡膠墊(3)中央的感應(yīng)式位移傳感器(4)上，將液壓千斤頂(I)升起一定的高度，該裝置會(huì)在帶輪托盤(5)的作用下向后移動(dòng)切后輪一直壓在輪荷儀上，通過(guò)拉線位移傳感器(4)的讀數(shù)確定兩邊被舉升的高度相同；第三步:將前輪激光測(cè)距儀安裝裝置(9)與后輪激光測(cè)距儀安裝裝置(10)分別安裝在前后車輪上，通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(17)調(diào)整位置使激光測(cè)距儀可正常使用；將千斤頂位置的激光測(cè)距儀安裝裝置(19)上的卡扣進(jìn)行上下調(diào)節(jié)使其與后輪激光測(cè)距儀安裝裝置(10)位于同一水平高度，調(diào)節(jié)前后輪激光測(cè)距儀安裝裝置上的卡扣(18)使其沿直桿(20)移動(dòng)與千斤頂位置的激光測(cè)距儀安裝裝置(19)的卡扣(22)位于同一平面，使用激光測(cè)距儀可測(cè)得客車(14)的軸距、客車前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度;第四步:測(cè)所有被測(cè)量數(shù)據(jù)都會(huì)經(jīng)過(guò)信息調(diào)理器(12)放大后被數(shù)據(jù)采集卡(13)收集，并將這些數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)作(14)進(jìn)一步的處理并顯示出來(lái)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客車質(zhì)心位置測(cè)量裝置及測(cè)量計(jì)算方法，其計(jì)算方法為:質(zhì)心位置與前軸距離，通過(guò)第一步中測(cè)得各個(gè)輪胎的載荷與第三步中客車的軸距，將后軸兩輪胎的載荷相加乘上客車軸距后與所有輪胎載荷的比即為客車質(zhì)心位置與前軸的距離；質(zhì)心位置與一側(cè)輪胎中心線的距離，通過(guò)第一步中測(cè)得客車一側(cè)兩輪胎的載荷之和乘上第一步中測(cè)得的客車輪距，除以客車個(gè)輪胎的總載荷后減去客車輪距的一半即為質(zhì)心位置與一側(cè)輪胎中心線的距離;質(zhì)心位置距離客車輪胎底部平面的距離，通過(guò)第一步測(cè)得客車的輪胎半徑，通過(guò)第二步測(cè)得客車被舉升后后軸兩輪胎的載荷之和，通過(guò)第三步測(cè)得客車被舉升后前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度，可求得客車軸距在水平面的投影距離;將被舉升后后軸載荷與被舉升前的后軸載荷做差后比上客車的總載荷，乘上已求得的客車軸距在水平面上的投影距離，再乘上客車軸距與前軸相對(duì)于后軸被舉升的高度的比值加上輪胎半徑即為客車質(zhì)心位置與客車輪胎底部平面的距離，也就是客車質(zhì)心高度。
【文檔編號(hào)】G01M1/12GK105823598SQ201610163797
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】石瑩, 張大鵬, 鄭建強(qiáng), 劉自剛, 張為春
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)