專利名稱：車輪定位設(shè)備的校準(zhǔn)檢定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及對(duì)車輪定位設(shè)備的性能進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)和設(shè)備，用于對(duì)系統(tǒng)精度進(jìn)行獨(dú)立且可追溯的檢定。
背景技術(shù)：
汽車或其他車輛上的輪子的精確定位對(duì)于車輛的正確操縱和正確的輪胎磨損很重要。正確的車輪定位也會(huì)降低油耗并且改進(jìn)車輛的安全性。典型的車輪定位系統(tǒng)對(duì)諸如外傾角、后傾角、轉(zhuǎn)向軸線內(nèi)傾以及前束等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
已經(jīng)具有多種不同的裝置和系統(tǒng)，用來(lái)執(zhí)行所述車輪定位測(cè)量任務(wù)中一個(gè)或多個(gè)。雖然所使用的感知方案可以變化，但是許多當(dāng)前的定位系統(tǒng)使用安裝在車輛輪子上的傳感器頭或傳感器目標(biāo)件以及處理所感知信號(hào)以確定定位參數(shù)的計(jì)算機(jī)。在任何這樣的系統(tǒng)中，準(zhǔn)確測(cè)量取決于對(duì)定位系統(tǒng)組件的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。生產(chǎn)商可以校準(zhǔn)所述車輪定位系統(tǒng)——作為制造和/或安裝過(guò)程的一部分——而該系統(tǒng)可以一次次地重新校準(zhǔn)以補(bǔ)償磨損和破縫。已經(jīng)采用了多種裝置和技術(shù)來(lái)校準(zhǔn)不同類型的車輪定位系統(tǒng)。
希望能確認(rèn)采用一校準(zhǔn)系統(tǒng)所得的測(cè)量結(jié)果滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。換句話說(shuō)，要表明車輛已經(jīng)根據(jù)某一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了定位，需要使用一種已測(cè)試和確認(rèn)符合該標(biāo)準(zhǔn)的定位系統(tǒng)進(jìn)行車輪定位。要表明一種定位系統(tǒng)在該標(biāo)準(zhǔn)下符合要求，則需要證明或檢定該車輪定位設(shè)備的校準(zhǔn)精度落入了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的可接受的級(jí)別范圍內(nèi)。
在過(guò)去，車輛的初始設(shè)備制造廠家(OEM)特別所用的一種方法是使用一種預(yù)先已經(jīng)符合要求與適當(dāng)?shù)膰?guó)家標(biāo)準(zhǔn)一致的滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)(rollingmaster)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)性能的測(cè)量。該滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)為一健壯的裝置，近似為車輛的尺寸，并且其由經(jīng)緯儀系統(tǒng)或激光跟蹤器進(jìn)行確認(rèn)，從而獲得精確公知的車輪定位參數(shù)。制造商的技術(shù)人員將操作待檢定的該車輪定位系統(tǒng)，從而在所述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)上測(cè)量輪子的平面空間角度和空間位置。該定位系統(tǒng)將所測(cè)得參數(shù)轉(zhuǎn)換為車輛坐標(biāo)，并且對(duì)這些值進(jìn)行處理以導(dǎo)出靠模例如其前束以及后傾角的定位參數(shù)。位置信息也可以表示為軸距、輪距、車軸偏角、橫向偏移及類似參數(shù)。然后將定位參數(shù)和/或位置信息的各個(gè)導(dǎo)出值與符合要求的滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的已知值進(jìn)行比較，以確定系統(tǒng)測(cè)量值相對(duì)于由該定位系統(tǒng)所確定各值的精確度。如果該系統(tǒng)測(cè)試的精確度位于可接受精確度(例如符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn))的特定限制范圍內(nèi)，則制造商將可以確認(rèn)該系統(tǒng)的精確度，因而確認(rèn)使用該系統(tǒng)而進(jìn)行的車輛定位。盡管這種方法——使用滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)能滿足OEM及類似方的需要，但是其不易于適應(yīng)普通汽車車間的應(yīng)用。例如，滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的運(yùn)輸相對(duì)困難，并且在進(jìn)行車輪定位的每一個(gè)輪胎店或汽車經(jīng)銷點(diǎn)設(shè)置這樣的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)很顯然不夠現(xiàn)實(shí)。
另一種使用安裝于輪子上的測(cè)量?jī)x器來(lái)查看定位裝置的良好校準(zhǔn)的方法是在一個(gè)或兩個(gè)校準(zhǔn)桿上進(jìn)行正常測(cè)量，并且確定總前束和外傾角是否為零。然而，這種技術(shù)不能提供用于允許確認(rèn)的精度跟蹤能力。這種校準(zhǔn)的檢查不使用與主校準(zhǔn)裝置分開(kāi)的確認(rèn)裝置，不能提供單獨(dú)的前束確認(rèn)。
因此，需要一種改進(jìn)的技術(shù)，用于提供對(duì)車輪定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)精確度的證實(shí)和檢定，其容易適用于對(duì)可能安裝在眾多不同車間位置的定位裝置進(jìn)行定期檢定。因此，任何解決方案應(yīng)使用便攜的或可折疊的檢定設(shè)備，從而相對(duì)容易地運(yùn)輸?shù)杰囬g或存儲(chǔ)在車間。該檢定裝置應(yīng)當(dāng)易于安裝和使用，并且可以相對(duì)容易地滿足其自身的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本文所公開(kāi)的概念涉及上述的一個(gè)或多個(gè)需求，且還涉及對(duì)車輪定位系統(tǒng)進(jìn)行的校準(zhǔn)進(jìn)行檢定的技術(shù)和/或設(shè)備。
例如，本文涉及一種車輪定位設(shè)備的校準(zhǔn)檢定技術(shù)。此方法涉及檢查檢定夾具的兩個(gè)側(cè)向間隔件的長(zhǎng)度是否正確，且組裝兩個(gè)等長(zhǎng)的軸桿以及兩個(gè)側(cè)向間隔件，以形成一個(gè)平行四邊形形狀的檢定夾具。至少檢定一個(gè)檢定夾具的對(duì)角線，以確保夾具組裝后具有需要的平行四邊形的形式。對(duì)于矩形的夾具的例子，可通過(guò)一間隔件檢查兩個(gè)對(duì)角線，然后調(diào)節(jié)該夾具，直至兩個(gè)對(duì)角線的長(zhǎng)度相等。所述的檢定方法還涉及把車輪定位系統(tǒng)的頭部安裝在軸桿相對(duì)的兩端，且操作車輪定位系統(tǒng)以對(duì)檢定夾具的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。把所測(cè)到的參數(shù)與檢定夾具一個(gè)相對(duì)應(yīng)參數(shù)的已知值進(jìn)行比較；如果比較結(jié)果表明測(cè)到的參數(shù)位于檢定夾具相對(duì)應(yīng)參數(shù)已知值的標(biāo)準(zhǔn)可接受范圍內(nèi)，則定位系統(tǒng)被確認(rèn)為是準(zhǔn)確校準(zhǔn)的。
一個(gè)用于檢定車輪定位器精確度的裝置具有一個(gè)框架，和在該框架上的一個(gè)托架，以支撐車輪定位系統(tǒng)的頭部。所述的裝置易于搬運(yùn)。而且，所述框架配置成該托架將該頭部支撐在接近車輛軸距和輪距尺寸的位置處，所述的車輛由車輪定位器而測(cè)量。
例如依據(jù)上述方法的、用于檢定車輪定位系統(tǒng)精確度的這樣一種裝置的例子包括兩個(gè)具有軸頭的、長(zhǎng)度相等的軸桿。沿每個(gè)相應(yīng)軸桿的縱向軸線，軸頭位于相應(yīng)的兩個(gè)軸桿之一的每一端。所述裝置好包括兩個(gè)長(zhǎng)度相等的側(cè)向間隔件。每個(gè)側(cè)向間隔件的每個(gè)端部都具有一個(gè)容置一個(gè)軸頭的開(kāi)口，以把兩個(gè)側(cè)向間隔件連接到軸桿的端部，從而通過(guò)軸桿和側(cè)向間隔件組裝成一個(gè)框架。在一個(gè)公開(kāi)的例子中，平行四邊形的框架為一個(gè)矩形。便于安裝受測(cè)車輪定位系統(tǒng)頭部的四個(gè)板在軸桿的端部處連接到軸頭上。板模擬了車輪，允許在精確度的檢定中包括有定位系統(tǒng)的車輪連接設(shè)備。所述裝置還包括一支架系統(tǒng)，以把夾具支撐在一位置上，從而允許受測(cè)車輪定位系統(tǒng)通過(guò)連接好的頭部測(cè)量裝置的參數(shù)。
所述裝置還可包括一預(yù)定長(zhǎng)度的對(duì)角線間距件，以用于在組裝時(shí)設(shè)定框架對(duì)角線的長(zhǎng)度。在示出的檢定夾具中，兩個(gè)側(cè)向間距件中的每一個(gè)都是長(zhǎng)度可調(diào)的。因此，公開(kāi)的裝置實(shí)例包括一預(yù)定長(zhǎng)度的間距設(shè)定軸桿，以用于在把側(cè)向間隔件在軸頭處連接到軸桿之前，設(shè)定兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)的長(zhǎng)度。
在下文的描述中闡明了部分的實(shí)例的其它優(yōu)點(diǎn)及其新穎特性，而本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可通過(guò)對(duì)下文以及參閱附圖而得知其余部分的優(yōu)點(diǎn)及其新穎特性?；蛘?，可通過(guò)對(duì)實(shí)例的生產(chǎn)或操作而獲知實(shí)例的其它優(yōu)點(diǎn)及其新穎特性?？赏ㄟ^(guò)在從屬權(quán)利要求中所特別指出的方法、設(shè)備及其組合而實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


在附圖中通過(guò)舉例而非限制的方式描述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似的構(gòu)件。
圖1為一個(gè)立體視圖，其示出了一個(gè)示例性的檢定夾具或固定裝置，所述的裝置支撐著待檢定的視象車輪定位系統(tǒng)的夾具以及標(biāo)板頭部。
圖2為一個(gè)詳細(xì)視圖，其示出了在支架之一上夾具的一個(gè)軸桿。
圖3為一個(gè)詳細(xì)視圖，其示出了一軸桿的軸頭從一個(gè)連接在軸桿上的端板向外伸出。
圖4為一個(gè)圖3所示軸頭的放大視圖，其示出了把側(cè)向間隔件之一上的一個(gè)球形桿端連接到軸頭上。
圖5為一側(cè)向間距設(shè)置件的立體圖。
圖6為圖5的側(cè)向間距設(shè)置件一個(gè)端部的詳細(xì)視圖。
圖7為與圖6類似的一個(gè)視圖，但其示出了在側(cè)向間隔件之一上把一個(gè)球形桿端連接到側(cè)向間距設(shè)置件的端部。
圖8示出了側(cè)向間隔件之一的一個(gè)球形桿端。
圖9為圖8所示球形桿端的一個(gè)局部剖視圖。
圖10為側(cè)向間隔件上螺紋柄部的剖視圖，所述的螺紋柄部用于容置球形桿端之一的螺紋部分。
圖11為與圖1類似的示例性的檢定夾具或固定裝置的視圖，但其示出了利用對(duì)角線間隔件來(lái)測(cè)量和調(diào)整夾具對(duì)角線中的一個(gè)，從而對(duì)角部進(jìn)行校準(zhǔn)。
圖12詳細(xì)地示出了圖11中所示的對(duì)角線間隔件的可調(diào)節(jié)尖端與夾具的一個(gè)角部相接合。
圖13詳細(xì)地示出了圖11中所示的對(duì)角線間隔件的刃狀端與夾具的一個(gè)角部相接合。
圖14為對(duì)角線間隔件的可調(diào)節(jié)尖端的放大視圖。
圖15為用于組裝/拆卸對(duì)角線間隔件的可分拆耦連裝置的詳細(xì)視圖。
圖16示出了一個(gè)示例性的視象車輪定位系統(tǒng)的操作，所述的視象車輪定位系統(tǒng)可用圖1的夾具或固定裝置進(jìn)行測(cè)試和檢定。
具體實(shí)施例方式
在此所公開(kāi)的各個(gè)例子涉及用于鑒定或檢定車輪定位系統(tǒng)的性能準(zhǔn)確度，和/或?qū)υ撓到y(tǒng)進(jìn)行成功校準(zhǔn)的系統(tǒng)和技術(shù)。
圖1至15示出了該檢定設(shè)備及其組件的各個(gè)方面。該示例性的設(shè)備或裝置包括一個(gè)檢定固定裝置或夾具，以及一個(gè)側(cè)向間隔件的距離設(shè)置件和用于設(shè)定檢定夾具的對(duì)角線距離的對(duì)角線間隔件。該夾具包括一個(gè)框架和位于該框架上的一個(gè)托架，用于支撐車輪定位系統(tǒng)的頭部。該設(shè)備易于搬運(yùn)。所述框架配置成托架在鄰近車輛軸距和輪距尺寸的位置處支撐該頭部，所述的車輛可通過(guò)車輪定位設(shè)備而測(cè)量。
對(duì)車輪定位器的校準(zhǔn)進(jìn)行檢定的方法要求把車輪定位器的測(cè)量頭定位在可移動(dòng)的、大小與車輛相同且已知其精確形狀的夾具上的若干位置。通過(guò)車輪定位器對(duì)夾具進(jìn)行定位測(cè)量。然后，所述的方法涉及把測(cè)量結(jié)果與夾具的已知形狀進(jìn)行對(duì)比；且通過(guò)比較結(jié)果而確定車輪定位器的精確度?？梢园芽蛇B接的間隔件和軸桿組裝起來(lái)，從而，在測(cè)量頭的定位以前，形成已知精確形狀的夾具。然后，在確定了車輪定位器的精確度之后，拆卸夾具以便于運(yùn)輸或存儲(chǔ)。
如圖1所示，該檢定設(shè)備包括一個(gè)位于車輛導(dǎo)軌坡道上的檢定固定裝置或夾具10，用于執(zhí)行校準(zhǔn)事宜。檢定夾具10支撐具體定位系統(tǒng)的定位頭、標(biāo)板(target)或者傳感器(transducer)，在此處具體實(shí)施為夾子及一視象定位系統(tǒng)的光學(xué)標(biāo)板，其將在后面論述。檢定夾具10包括一個(gè)剛性的、尺寸精確的框架。該框架具有一個(gè)預(yù)定的平行四邊形的形狀。在此例中，夾具包括一個(gè)由兩個(gè)軸桿11和13以及兩個(gè)側(cè)向間隔件15和17所形成的矩形框架。
框架被支撐在一個(gè)位置上，以允許受測(cè)車輪定位系統(tǒng)可以測(cè)量安裝在框架上的頭部的參數(shù)。該框架的支撐可以采用任意的合適結(jié)構(gòu)來(lái)支撐框架的旁側(cè)或角部，雖然在本例中夾具10采用了一個(gè)獨(dú)立支架系統(tǒng)。該支架或其他的支撐結(jié)構(gòu)可以支撐位于框架側(cè)部或端部上的角部或點(diǎn)。在此例中，框架為矩形，框架的四個(gè)角部都由支架19之一所支撐。所述軸桿、間隔件以及支架可由鋼、鋁或其他具有足夠剛度的材料形成，這些材料的尺寸不會(huì)隨時(shí)間例如由于溫度或濕度的變化而發(fā)生大的改變。
軸桿11在其相對(duì)的兩端處支撐兩個(gè)安裝構(gòu)件，在此例中為板21和23，可在其上連接適當(dāng)類型的夾子。也可以使用其他的安裝構(gòu)件，例如用來(lái)支撐不同類型的定位器的頭部。軸桿13支撐兩個(gè)類似的安裝板25和27。在實(shí)踐中，定位系統(tǒng)的那些通常安裝在車輪上的構(gòu)件(即該例中的夾子以及相關(guān)標(biāo)板)連接到板21、23、25和27。例如，每個(gè)板可以如圖所示在各板的頂部和底部處沿圖示的方向具有彎曲的外部。在此，這種彎曲有助于安裝通常被設(shè)計(jì)用來(lái)將標(biāo)板連接到彎曲輪輞的夾子。技術(shù)人員或機(jī)械師操作該定位系統(tǒng)以進(jìn)行測(cè)量，將結(jié)果與檢定夾具10的已知參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。
一處理器可以提供一個(gè)或多個(gè)輸出參數(shù)，例如顯示一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值與檢定夾具10已知值之間的實(shí)際誤差或百分比誤差，例如用以幫助定位系統(tǒng)的重新校準(zhǔn)。為了檢定性能是否能滿足要求，例如根據(jù)一特定標(biāo)準(zhǔn)，取決于受測(cè)試定位系統(tǒng)得出的實(shí)際結(jié)果是否落入檢定夾具10已知值的可接受的誤差內(nèi)，該過(guò)程產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)/失敗的結(jié)果。
檢定夾具10易于組裝和拆卸，并且可以拆分組件至這樣的一尺寸其可由單個(gè)技術(shù)人員進(jìn)行處理，并且可以通過(guò)卡車運(yùn)輸或者易于在當(dāng)?shù)?現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)。為保證精確度，需要夾具10在每次組裝時(shí)都能精確地保持相同的尺寸。為此，除了檢定夾具自身之外，檢定設(shè)備還包括一個(gè)對(duì)角線間隔件(帶有一個(gè)相關(guān)的支架)和一間距設(shè)置件，這些將在下文詳細(xì)介紹。
在該例中，支架系統(tǒng)包括四個(gè)獨(dú)立的支架19。每個(gè)支撐支架19都包括一個(gè)水平基板和一個(gè)上部形成有V形缺口的豎直板。在水平基板的下方有三個(gè)鈕，用來(lái)提供在抬升軌140上的穩(wěn)定安放。
圖2是一個(gè)近距視圖，示出了一個(gè)軸桿——在此例中為軸桿11——的一端安裝在一個(gè)支撐支架19的上部。如圖所示，支架19的上部包括一個(gè)用于容置所述軸桿的開(kāi)口31。開(kāi)口31的下部為V形，不過(guò)也可以采用其他的形狀。所述軸桿在開(kāi)口31的下部轉(zhuǎn)動(dòng)。
在軸桿11內(nèi)有一個(gè)足夠?qū)挼牟?1，該槽的側(cè)部漸細(xì)(向外傾斜)，從而允許當(dāng)軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，開(kāi)口31的下部位于所述槽內(nèi)。在該例中，開(kāi)口31的下部被設(shè)置為具有一個(gè)V形的槽口，其允許位于桿上的槽能同時(shí)軸向和徑向地定位。盡管在圖中看不見(jiàn)，但該V形槽口的邊緣表面相對(duì)于豎直方向傾斜45度。
在檢定過(guò)程中軸桿11和13旋轉(zhuǎn)，以計(jì)算端板27的搖擺或者跳動(dòng)。這種計(jì)算是一普通計(jì)算，其通常在定位過(guò)程中進(jìn)行，以消除彎曲輪子或不正確的輪子夾緊的影響。
在靠近開(kāi)口31的上端，支架19包括一個(gè)延長(zhǎng)部33，一個(gè)豎直孔貫通形成于其中。延長(zhǎng)部33內(nèi)的該豎直孔具有螺紋，用于容置一個(gè)緊定螺絲(set-screw)35的螺紋體部。緊定螺絲35的上端連接有一個(gè)拇指旋輪(thumb wheel)或類似物，以允許一個(gè)人通過(guò)手來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)該緊定螺絲35。緊定螺絲35的下端39大致平滑且逐漸變細(xì)，以與形成于所述軸桿中的槽41接合。當(dāng)希望將所述軸桿保持在一個(gè)固定方位時(shí)，可以將緊定螺絲35向下擰緊，不過(guò)，對(duì)于檢定過(guò)程這基本上是不必要的，且如果需要的話，可以除去該緊定螺絲。
圖3是軸桿13的一端的傾斜視圖，示出了相連的板27，其允許安裝將用來(lái)夾緊輪輞的車輪夾子。各軸桿的每一端都具有一個(gè)軸頭(stubshaft)。圖3示出了軸桿13的一端及其軸頭43。板25套在軸頭43上，并且例如通過(guò)焊接或類似方式(在圖2中可以看到這樣的一個(gè)焊縫的一部分)固定至軸桿13。各軸頭的最外部都具有一個(gè)直徑變小的部分，例如由圖示的軸頭43上的部分44代表。該軸桿由支架19支撐。
側(cè)向間隔件15和17的各端都具有一個(gè)與之相連的球形桿端。在相應(yīng)的側(cè)向間隔件之一上，兩個(gè)球形桿端反向地旋入側(cè)向間隔件。換句話說(shuō)，一個(gè)球形桿端為右旋，而在該側(cè)向間隔件上的另一個(gè)球形桿端為左旋。因此，當(dāng)相對(duì)于所述桿端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，間隔件的本體起到一個(gè)螺絲接頭(turnbuckle)的作用，其允許長(zhǎng)度的連續(xù)調(diào)節(jié)。各桿端螺紋上的鎖定螺母可相對(duì)永久地設(shè)定各側(cè)向間隔件15或17的長(zhǎng)度，從而使得其可以作為組件10的一部分而安全可靠地進(jìn)行移動(dòng)和安裝。
在該例中，軸頭和球形桿端一起作為拆卸和連接裝置，用于將間隔件的端部耦連到軸桿端部，以及將間隔件端部從軸桿端部拆除。如下文所述，桿端與間隔件軸桿的螺紋接合形成這樣一個(gè)機(jī)構(gòu)其能調(diào)整間隔件的有效長(zhǎng)度。
圖4是一個(gè)近距視圖，示出了安裝在一個(gè)軸桿13端部上的側(cè)向間隔件15，具體地說(shuō)，側(cè)向間隔件15在軸桿13的轉(zhuǎn)動(dòng)中心處連接至軸頭43。該圖還示出了位于側(cè)向間隔件15特定端部處的示例性構(gòu)件。這樣，該圖示出了套在軸頭43的小直徑部分44上的球形桿端的圓形端部45。
如圖4所示，球形桿端45在側(cè)向間隔件15的端部處旋入一個(gè)配合螺紋柄部(shank)47內(nèi)。一個(gè)鎖定螺母49也旋到球形桿端45的螺紋上。當(dāng)球形桿端45的螺紋部分正確地旋入螺紋柄部47內(nèi)而獲得所需的精確長(zhǎng)度時(shí)，通過(guò)擰緊鎖定螺母使其緊挨螺紋柄部47的端部而將球形桿端鎖緊到位。在間隔件15的相對(duì)端部處使用類似的構(gòu)件，不同之處在于螺紋沿相反的方向旋緊。側(cè)向間隔件17(圖1)具有類似的端部組件。
球形桿端45可以是工業(yè)商品，例如可以是伊利諾斯州的Aurora軸承公司(Bearing Company of Aurora)制造的一個(gè)桿端接頭。圖8示出了這樣的一個(gè)球形桿端45的例子，圖9給出了一個(gè)局部剖視圖。如這些附圖所示，球形桿端45包括一個(gè)殼體，該殼體具有一個(gè)用于容置軸承座(race)85的圓筒形開(kāi)口或孔83。軸承座85的內(nèi)表面由一部分的球面組成。一個(gè)部分的球體87在軸承座85內(nèi)樞轉(zhuǎn)。一個(gè)孔89貫穿球87。在夾具10中，設(shè)計(jì)孔89和軸頭43的小直徑部分44的尺寸，以在孔89內(nèi)容放軸頭43的小直徑部分44時(shí)提供一個(gè)適貼配合(snug fit)，也就是說(shuō)，使得所述部件可以手動(dòng)地安裝在一起和拆卸，而兩者之間的摩擦足以將所述部件保持在一起。
圖8和圖9還示出了球形桿端45的螺紋軸桿91。圖10是例如位于側(cè)向間隔件15一端上的柄部47的剖視圖。如圖所示，該柄部具有內(nèi)螺紋93，以容放球形桿端45的螺紋軸桿91并與其上的外螺紋配合。如上所述，位于各間隔件一端上的柄部和球形桿端所用的螺紋均為右旋螺紋，而同一間隔件相對(duì)端上的螺紋為左旋螺紋，從而允許與螺旋拉桿類似地轉(zhuǎn)動(dòng)間隔件的軸桿以調(diào)節(jié)間隔件的長(zhǎng)度。
球體或球87在安裝于殼體81內(nèi)的軸承座85中隨意地轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其運(yùn)動(dòng)僅由與殼體81相互作用的、位于通孔89內(nèi)的軸頭43約束。為檢定夾具10選擇球形軸承45，從而使側(cè)向間隔件15、17可以裝配到軸桿11、13上以獲得平行關(guān)系，但并不需要角部呈方形。這種靈活度使得固定裝置10可以不需要捆綁地進(jìn)行實(shí)際組裝，并且允許所有部件的精確配合。不過(guò)，對(duì)于角部的這種靈活度，在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)必須把矩形夾具10的角部擺好，這些將在后面參考圖11進(jìn)行論述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，球形桿端可用其他類型的聯(lián)接裝置來(lái)代替，于將間隔件的端部連接到軸頭或者連接到與所述軸桿的端部相連或者形成于軸桿端部上的其他特征。同樣的，也可以利用間隔件組件的其他設(shè)置來(lái)簡(jiǎn)化長(zhǎng)度調(diào)整。
如上所述，為保證精確度，需要夾具10在其每次組裝時(shí)都能精確地具有相同的尺寸。為此，除了檢定夾具本身之外，該設(shè)備還包括了用于設(shè)定對(duì)角線距離和側(cè)部距離的構(gòu)件。圖5示出了側(cè)部間距設(shè)置件51的一個(gè)例子。該側(cè)部間距設(shè)置件51包括一個(gè)長(zhǎng)度略長(zhǎng)于側(cè)向間隔件15和17的期望長(zhǎng)度的桿或者其他部件。在該例中，該構(gòu)件采用一個(gè)桿的形狀，其由大致呈四方形的鋼或鋁的箱形梁53形成。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以使用其它形式的固定長(zhǎng)度構(gòu)件和/或其他材料制成的構(gòu)件來(lái)代替箱形梁53。
箱形梁53在其相對(duì)的兩端都鉆有孔，以獲得兩者之間的一個(gè)精確的固定距離。一個(gè)類軸頭55穿過(guò)各孔而連接，從而允許以連接到在軸桿端部處的軸頭的類似方式，而連接一個(gè)側(cè)向間隔件15或17。圖6給出了箱形梁53一個(gè)具有一類軸頭55的端部的近距視圖。該類軸頭55大致上包括一個(gè)延伸通過(guò)位于構(gòu)件53內(nèi)的孔并且具有一個(gè)止擋或底座57的構(gòu)件。軸頭55包括一個(gè)螺紋部分59，其上旋擰有一個(gè)鎖定螺母61。該鎖定螺母61擰緊于構(gòu)件53的表面，以將類軸頭55保持在貫通箱形梁53的孔內(nèi)。類軸頭55的遠(yuǎn)端包括一個(gè)直徑減少的部分63，該部分類似于軸頭43的直徑變小部分44。側(cè)向間隔件15(或17)的一個(gè)球形桿端的圓形端部45套在該類軸頭55的小直徑部分63上，如圖7所示。
間距設(shè)置裝置51實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)量規(guī)，用于設(shè)定并且/或者確認(rèn)側(cè)向間隔件15和17的正確的、相等的長(zhǎng)度。在通過(guò)在桿端之間轉(zhuǎn)動(dòng)間隔件15或17的軸桿而調(diào)整長(zhǎng)度之后，以如圖7所示的方式將側(cè)向間隔件15或17的兩端安裝到間距設(shè)置裝置51上，從而起到一個(gè)螺旋拉桿的作用(如上所述)。如果長(zhǎng)度不正確，則間隔件將不能安裝到間距設(shè)置裝置51上，而技術(shù)人員將如需地轉(zhuǎn)動(dòng)所述軸桿或者轉(zhuǎn)動(dòng)所述端部中的一個(gè)或兩個(gè)，直到側(cè)向間隔件15或17安裝到距離設(shè)定裝置51上為止。一旦長(zhǎng)度得以調(diào)節(jié)，從而使得側(cè)向間隔件15或17的兩端安裝到該間距設(shè)置裝置51上，則擰緊兩桿端上的鎖定螺母，以為該具體的側(cè)向間隔件提供相對(duì)穩(wěn)定的長(zhǎng)期的長(zhǎng)度設(shè)定。對(duì)側(cè)向間隔件15和17中的另一個(gè)重復(fù)該長(zhǎng)度設(shè)定過(guò)程。在夾具10的每次組裝之前，技術(shù)人員可以通過(guò)間距設(shè)置裝置51來(lái)核查各間隔件15和17的長(zhǎng)度，以確保側(cè)向間隔件的長(zhǎng)度保持不變。以這樣的方式，使用間距設(shè)置裝置51確保了側(cè)向間隔件15和17兩者在所有的定位檢定過(guò)程總是具有相同的(相等的)長(zhǎng)度。
如上文所述的，由于在夾具10角部處具有所期望的靈活度，在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)必須擺正矩形檢定夾具10的角部。為此，該系統(tǒng)還包括一個(gè)對(duì)角線間隔件67，其具有一個(gè)與矩形夾具10所期望的對(duì)角線長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的精確確定的長(zhǎng)度。圖11示出了就位的對(duì)角線間隔件67，其被用來(lái)測(cè)量夾具10的一個(gè)對(duì)角線，并且允許夾具的角部運(yùn)動(dòng)，從而使角部之間的間距與由對(duì)角線間隔件67所指示的期望對(duì)角線長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。為了允許由單個(gè)技術(shù)人員進(jìn)行組裝，使用一個(gè)支架69來(lái)支撐對(duì)角線間隔件67的一端。技術(shù)人員(未圖示)將另一端保持在適當(dāng)位置以保證夾具10組裝好時(shí)具有一個(gè)適當(dāng)長(zhǎng)度的對(duì)角線。
對(duì)角線間隔件67包括一個(gè)帶螺紋的尖端71，如圖12所示。放置間隔件67，使得尖端71在放置于任意對(duì)角線上時(shí)都剛好接觸由軸桿和端板(在該例中為軸桿13和端板25)所形成的內(nèi)角部。在其相對(duì)的端部(圖13)，對(duì)角線間隔件67包括一個(gè)“刃狀端”73，例如，呈一個(gè)焊接至對(duì)角線間隔件67軸桿端部的板的形式，并且所述的板被加工成在其末端處具有期望的刃狀邊緣。圖13示出了在軸桿端板21和軸桿11內(nèi)側(cè)(沿與圖12所示對(duì)角線相反的對(duì)角線方向)位于適當(dāng)位置的刃狀邊緣73。需要一個(gè)反復(fù)的過(guò)程以獲得一個(gè)矩形，包括以下步驟比較對(duì)角線是否相等、確定較短的對(duì)角線、將對(duì)角線量規(guī)設(shè)成較短長(zhǎng)度、移動(dòng)該對(duì)角線量規(guī)至另一對(duì)角線位置、通過(guò)增大對(duì)角線量規(guī)的長(zhǎng)度而將間隙調(diào)整為一半、移動(dòng)支架以恰好地配合該對(duì)角線量規(guī)，然后重復(fù)該反復(fù)循環(huán)。當(dāng)對(duì)角線量規(guī)剛好接觸各方向上的角部，且在經(jīng)過(guò)最小空隙點(diǎn)(minimum clearancepoint)處不需移動(dòng)所述固定裝置時(shí)，該反復(fù)過(guò)程結(jié)束。在每個(gè)這樣的反復(fù)中，技術(shù)人員將對(duì)角線間隔件67支撐于支架69上，且刃狀邊緣定位在一個(gè)角部，如圖13所示，并且技術(shù)人員將間隔件67的尖端71保持在一個(gè)相對(duì)的角部，使尖端71剛好接觸由軸桿和端板所形成的內(nèi)側(cè)相對(duì)角部(類似于圖12)。該設(shè)置過(guò)程能從前述的平行四邊形獲得所希望的矩形形狀。
圖14更加詳細(xì)地示出了對(duì)角線間隔件67帶螺紋的尖端71。如圖所示，端部71包括一個(gè)具有漸細(xì)或錐形尖端75的螺紋軸桿74。該軸桿74旋入與該對(duì)角線間隔件67的軸桿端部相連的一內(nèi)螺紋柄部76。通過(guò)上述過(guò)程，將軸桿74轉(zhuǎn)動(dòng)并旋入柄部76一定距離，使得當(dāng)對(duì)角部得以校準(zhǔn)從而使得夾具為精確矩形時(shí)，對(duì)角線間隔件67的整體長(zhǎng)度等于夾具10的對(duì)角線長(zhǎng)度。在該例中，通過(guò)旋緊一個(gè)鎖定螺母77到接合柄部76的端部從而將螺紋軸桿74緊固體于適當(dāng)?shù)奈恢谩？梢允褂闷渌亩瞬亢洼S桿結(jié)構(gòu)來(lái)形成所述的對(duì)角線間隔件。典型地，該間隔件的長(zhǎng)度可調(diào)，例如，以便于通過(guò)上述的反復(fù)過(guò)程來(lái)調(diào)準(zhǔn)矩形夾具。
在任何矩形中對(duì)角線都是最長(zhǎng)的，在圖1和11的系統(tǒng)中，對(duì)角線間隔件67為最長(zhǎng)組件。在該例中，對(duì)角線間隔件67包括在中部附近耦連在一起的兩個(gè)部分，從而允許拆卸以便于運(yùn)輸或存放。圖15示出了位于對(duì)角線間隔件67中部的結(jié)合部。雖然可以使用其他的可釋放的耦連裝置，但該例使用滑動(dòng)配合裝置，在耦連處使用一個(gè)螺栓將部件緊固于適當(dāng)位置。具體地，對(duì)角線間隔件67的軸桿包括兩個(gè)部分671和672。在間隔件67的中部處，部分671具有一個(gè)耦連部分78，在此例中，圖示為軸桿部分的一個(gè)端部，該端部被加工成可滑動(dòng)配合入耦連構(gòu)件79內(nèi)，所述耦連構(gòu)件79與軸桿的另一部分672相連。當(dāng)組裝時(shí)，將一個(gè)螺栓穿過(guò)貫通耦連部分78和耦連構(gòu)件79的配合鉆孔，并且將一螺母80擰緊到該螺栓上。螺母和螺栓80將耦連部分78和耦連構(gòu)件79保持在一起，而對(duì)角線間隔件用于對(duì)夾具10的對(duì)角線進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。
所述檢定設(shè)備可以用來(lái)檢定多種不同類型的公知的輪子定位系統(tǒng)的操作精度。出于說(shuō)明目的，該檢定設(shè)備的應(yīng)用將為一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的圖像處理類型的輪子定位系統(tǒng)提供性能檢定，該系統(tǒng)有時(shí)也稱作“視象”或者“3D”定位器。在名稱為“用于確定機(jī)動(dòng)車車輪定位的方法和裝置(Method and apparatus for determining the alignment of motor vehiclewheels)”的美國(guó)專利5,943,783、名稱為“用于校準(zhǔn)使用在機(jī)動(dòng)車輪定位中的攝像機(jī)的方法和裝置(Method and apparatus for calibrating camerasused in the alignment of motor vehicle wheels)”的美國(guó)專利5,809,658、名稱為“用于確定機(jī)動(dòng)車車輪定位的方法和裝置(Method and apparatus fordetermining the alignment of motor vehicle wheels)”的美國(guó)專利No.5,724,743以及名稱為“(用于確定機(jī)動(dòng)車車輪定位的方法和裝置)Methodand apparatus for determining the alignment of motor vehicle wheels”的美國(guó)專利No.5,535,522中描述了可用于機(jī)動(dòng)車輛3D調(diào)準(zhǔn)的方法和設(shè)備的例子?？梢栽谠撛O(shè)備上檢定傳統(tǒng)的安裝于輪子上的測(cè)量頭(wheel-mountedinstrumented heads)。其前束測(cè)量(toe measurement)的基礎(chǔ)與此說(shuō)明書中所述的3D系統(tǒng)相同。傳統(tǒng)系統(tǒng)外傾角測(cè)量的基礎(chǔ)是重力矢量。通過(guò)添加以可追溯的方式而校平軸桿的步驟，也可以對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行檢定。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解這些應(yīng)用之間的微小區(qū)別。
為了確?？梢酝耆乩斫庠摍z定設(shè)備的操作，首先考慮一個(gè)示例性的輪子定位系統(tǒng)——例如視象定位系統(tǒng)——的結(jié)構(gòu)和操作可能是有幫助的。在圖16所示的例子中，定位系統(tǒng)100由三個(gè)主要部件構(gòu)成。這些構(gòu)件中的第一個(gè)是一個(gè)照明和成像系統(tǒng)102。該系統(tǒng)的這部分包括兩個(gè)成像模塊110、112。成像模塊110、112中的每一個(gè)均包括一個(gè)發(fā)光裝置或者照明系統(tǒng)(通常為一個(gè)閃光燈)。成像模塊110、112中的每一個(gè)還包括一個(gè)成像傳感器，通常呈數(shù)碼相機(jī)的形式。基本上，每個(gè)相機(jī)形成位于其視象區(qū)域內(nèi)的物體的圖像，在操作過(guò)程中，在此視象區(qū)域內(nèi)包括一個(gè)或多個(gè)物體；而且，每個(gè)相機(jī)產(chǎn)生與圖像相對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
在一個(gè)示例系統(tǒng)100中，每個(gè)發(fā)光裝置都采取閃光燈的形式，所述的閃光燈包括一排安裝于相機(jī)之一的光圈處的閃光紅色發(fā)光二級(jí)管。此系統(tǒng)采用了高分辨率的數(shù)碼相機(jī)。成像模塊110、112安裝在水平梁114相對(duì)的兩端。該梁為所述模塊提供了所期望的間隔，以允許從兩個(gè)相對(duì)側(cè)對(duì)車輪進(jìn)行期望的觀察。梁的高度，即模塊110和112中相機(jī)的高度可以是固定的或可調(diào)的。對(duì)于此論述而言，梁114的結(jié)構(gòu)以及對(duì)梁114進(jìn)行支撐的結(jié)構(gòu)并不重要。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解這樣的輪子定位系統(tǒng)可采用單個(gè)成像模塊或比例子中所示的兩個(gè)成像模塊110、112要多的成像模塊。
3D定位系統(tǒng)100的第二個(gè)主要構(gòu)件為成組的四個(gè)被動(dòng)的標(biāo)板頭118、120、122和124，這些標(biāo)板被連到車輪126、128、130和132上，例如，與圖1和11中被連到夾具10的那些標(biāo)板相同。每個(gè)頭都包括一個(gè)輪輞夾以及一個(gè)連接于其上的標(biāo)板本體。在示例中，每個(gè)標(biāo)板本體具有一個(gè)平的反光面，所述的反光面具有多個(gè)視覺(jué)上可辨別的、幾何設(shè)置的、反光標(biāo)板元素，這些標(biāo)板元素的形式為一個(gè)由位于平面上的不同尺寸的反光圓或點(diǎn)所形成的圖案。在美國(guó)專利5,724,743中描述了可用于輪子定位的標(biāo)板本體134以及標(biāo)板元素136的例子。其它的標(biāo)板設(shè)計(jì)——例如帶有不同視覺(jué)上可辨別的標(biāo)板元素136——也可用于輪子定位；且本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解其它的定位系統(tǒng)采用不同的頭部。
為了了對(duì)輪子定位，把標(biāo)板118、120、122、124之一安裝到機(jī)動(dòng)車輛的每個(gè)輪子126、128、130、132上。為了對(duì)校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行檢定，車輪校準(zhǔn)設(shè)備，即標(biāo)板118、120、122、124被分別地連接到角板21、25、23和27上，如圖1的檢定示例所示。
回到圖16，每個(gè)標(biāo)板118、120、122、124都包括一個(gè)標(biāo)板本體134、標(biāo)板元素136、以及一個(gè)連接設(shè)備138。標(biāo)板元素136位于標(biāo)板本體134上。連接設(shè)備138把標(biāo)板118、120、122、124分別地連接到輪子126、128、130、132上(或者連接到夾具10的對(duì)應(yīng)的板上)。在名稱為“車輪定位輪輞夾爪(Wheel Alignment Rim Clamp Claw)”且于1991年1月18日授權(quán)予Bomer等的美國(guó)專利5,024,001中描述了一個(gè)連接設(shè)備的例子。當(dāng)然也可以在例如其它的定位系統(tǒng)中采用其它的安裝設(shè)備。
支撐成像模塊110和112的梁114的長(zhǎng)度足以將模塊110、112中的相機(jī)分別設(shè)置在將由視象定位系統(tǒng)100成像的車輛邊緣的外側(cè)。同時(shí)，梁114把模塊110、112中的相機(jī)設(shè)置在車間地面上方足夠高處，以保證位于車輛左側(cè)的兩個(gè)標(biāo)板118、120均位于模塊110中的左側(cè)相機(jī)的視象區(qū)域內(nèi)，且位于車輛右側(cè)的兩個(gè)標(biāo)板122、124均位于模塊112中的右側(cè)相機(jī)的視象區(qū)域內(nèi)。
定位系統(tǒng)100的另一個(gè)主要構(gòu)件是一個(gè)程序控制計(jì)算機(jī)或主機(jī)111，典型地為一個(gè)個(gè)人電腦或類似的可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備。在一個(gè)典型的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)111包括一個(gè)處理器、一個(gè)鍵盤、一個(gè)鼠標(biāo)、一個(gè)打印機(jī)以及一個(gè)彩色顯示器。在輪子定位的應(yīng)用中，對(duì)計(jì)算機(jī)111進(jìn)行編程以接收和處理來(lái)自于成像模塊110和114的圖像數(shù)據(jù)。主機(jī)111對(duì)所接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以計(jì)算車輛的定位參數(shù)，且為機(jī)械師提供那些參數(shù)的一個(gè)圖形化的三維顯示。主處理系統(tǒng)111對(duì)圖像信息進(jìn)行處理以從相機(jī)圖像獲得與視覺(jué)上可辨別的標(biāo)板元素的位置有關(guān)的位置數(shù)據(jù)；且主處理系統(tǒng)111對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以確定受測(cè)車輛的一個(gè)或多個(gè)輪子的定位參數(shù)。計(jì)算機(jī)111還提供許多有助于車輛定位調(diào)整的其它信息，例如，用于檢定系統(tǒng)的精確度。計(jì)算機(jī)還提供了操作系統(tǒng)的用戶界面。
在操作過(guò)程中，一旦以已知的方式對(duì)輪子定位系統(tǒng)100進(jìn)行了校準(zhǔn)，車輛就可以駛到導(dǎo)軌架140上，而且如果有需要的話，車輛可以被抬升到一個(gè)合適修理工位上。標(biāo)板118、120、122、124一旦連接到輪輞上，然后對(duì)其進(jìn)行定向，從而使得位于標(biāo)板本體134上的標(biāo)板元素136朝向相應(yīng)模塊110或112中的相機(jī)?？梢怨潭ɑ蛘{(diào)節(jié)相機(jī)的高度，以與升降器的高度相對(duì)應(yīng)。然后，車輛以及型號(hào)可以與其它識(shí)別參數(shù)——例如車輛的車輛標(biāo)識(shí)(VIN)號(hào)碼、牌照號(hào)碼、車主名字等等——一起被輸入到計(jì)算機(jī)111中。
為了進(jìn)行測(cè)量，機(jī)械師開(kāi)始操縱系統(tǒng)100而獲得標(biāo)板118、120、122和124的第一組圖像。機(jī)械師然后將車輛向后滾動(dòng)一個(gè)不大于8英寸的短距離；然后系統(tǒng)100獲得標(biāo)板118、120、122和124的另一組圖像。最后，機(jī)械師使車輛向前滾動(dòng)到初始位置處，且系統(tǒng)100拍攝更多的圖像。對(duì)于每一幅圖像，相應(yīng)的模塊110或112將圖像數(shù)據(jù)提供給主機(jī)111以進(jìn)行處理。例如，通過(guò)在不同位置處所拍攝的圖像中標(biāo)板的位置和取向，計(jì)算機(jī)111計(jì)算每個(gè)車輪軸線的實(shí)際位置和取向，以及特定的校準(zhǔn)參數(shù)，例如前束、外傾角、推進(jìn)角以及車軸偏角。
在示例性的系統(tǒng)100中，一個(gè)相機(jī)以另一個(gè)相機(jī)為參照，從而主機(jī)111使用單個(gè)坐標(biāo)系來(lái)對(duì)受測(cè)車輛進(jìn)行建模。支撐導(dǎo)軌架140并不必要是平的，甚至輪子不必要全部位于同一平面內(nèi)。對(duì)于每個(gè)車輛，計(jì)算機(jī)111限定一個(gè)通過(guò)車軸的參照面，該車軸由車輪位于不同位置時(shí)所拍攝的兩幅測(cè)試圖像所確定。由于車軸之一可能不處在由其它三個(gè)車軸所限定的平面內(nèi)，所以必須采取一定的自由度。例如，為了對(duì)前輪126、130進(jìn)行定位，計(jì)算機(jī)限定一個(gè)參照面，此參照面由所測(cè)量到的兩個(gè)前輪的車軸位置以及一個(gè)位于所測(cè)量到的兩個(gè)后輪128、132的車軸位置中間的點(diǎn)所形成。然后，參照這個(gè)獨(dú)立測(cè)量的平面進(jìn)行前輪定位計(jì)算。對(duì)于后輪，可以采用類似的參照測(cè)量和定位技術(shù)。
車輛的前輪126、130可置于轉(zhuǎn)臺(tái)上(未示)，從而機(jī)械師可以在定位操作的過(guò)程中操縱車輛方向盤以改變前輪的位置。例如，機(jī)械師可以操作系統(tǒng)100以獲取輪子126、130偏向一側(cè)時(shí)標(biāo)板118、120、122和124的圖像。然后機(jī)械師將輪子126、130偏向另一側(cè)；且系統(tǒng)100獲取標(biāo)板118、120、122和124的另一幅圖像。通過(guò)在這些拍攝于不同位置處的圖像中前部標(biāo)板118、120的位置和取向，計(jì)算機(jī)111計(jì)算前輪126或130繞其進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向軸。
一旦完成了所有的測(cè)量，計(jì)算機(jī)111產(chǎn)生一個(gè)所測(cè)量到的定位參數(shù)的可見(jiàn)輸出并/或提供與把定位參數(shù)恢復(fù)到初始制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所需要的調(diào)整有關(guān)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)111存儲(chǔ)有多種車輛定位參數(shù)的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)值以及公差，且基于機(jī)械師所輸入的制造和型號(hào)的信息而獲得正確的信息。機(jī)械師可例如通過(guò)進(jìn)行校準(zhǔn)和/或更換磨損部件而采取糾正措施，然后重復(fù)所述過(guò)程以確保所述的糾正措施正確地定位了車輪。如果有必要的話，機(jī)械師可重復(fù)校準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)步驟以及重新測(cè)量，直至所有的參數(shù)都位于可接受的公差范圍內(nèi)。在完成后，系統(tǒng)111可以提供可見(jiàn)顯示和/或打印輸出，以用于開(kāi)賬單、向顧客匯報(bào)等等。
下文是對(duì)一個(gè)采用系統(tǒng)10而進(jìn)行校準(zhǔn)檢定過(guò)程的例子的論述，其用于如圖16所示類型的視象輪子定位裝置。為了確保校準(zhǔn)的現(xiàn)時(shí)性，可以以大約一年為間隔對(duì)校準(zhǔn)設(shè)備作檢查和檢定。通過(guò)這樣一種方法，如果使用者檢查上次檢定的時(shí)間且發(fā)現(xiàn)其不是現(xiàn)時(shí)的(超過(guò)一年)，則在進(jìn)一步使用前應(yīng)對(duì)該定位裝置作重新檢定?？蛇x地，輪子定位器中的軟件可確定檢定是否為現(xiàn)時(shí)的。
在一個(gè)Snap-on Visualigner 3D的系統(tǒng)100中，使用者從定位器的計(jì)算機(jī)111的PC屏幕上選擇“維修/校準(zhǔn)檢定”，然后安裝輪子定位器計(jì)算機(jī)111屏幕上的指示進(jìn)行操作。
檢定包括組裝夾具10以及在車輪定位器前部于定位高度處定位校準(zhǔn)夾具，所述的車輪定位器位于導(dǎo)軌架140上的定位高度處?；旧?，軸桿11和13被放置在支架19上，通過(guò)間距設(shè)置件51檢定側(cè)向間隔件15和17的長(zhǎng)度，且側(cè)向間隔件15、17被連接到位于軸桿11、13端部的軸頭，從而把夾具10組裝為與如圖1所示大致相同。將夾子和標(biāo)板連接到端板上。支架和軸桿可大致以導(dǎo)軌架140為中心。機(jī)械師然后使用對(duì)角線間隔件67測(cè)量和調(diào)節(jié)夾具10的對(duì)角線使其彼此相等(見(jiàn)圖11)。
一旦架設(shè)了夾具10以及安裝了標(biāo)板，屏幕上的指示會(huì)提示技術(shù)人員在支架19上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)車軸從而轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)板而進(jìn)行“回滾(rollback)”，同時(shí)通過(guò)校準(zhǔn)系統(tǒng)100進(jìn)行測(cè)量。然后，技術(shù)人員可以利用系統(tǒng)100從校準(zhǔn)固定裝置10來(lái)獲得前束、外傾角以及車輛尺寸的讀數(shù)。例如進(jìn)行總數(shù)為10次的重復(fù)測(cè)量。典型地，定位器的計(jì)算機(jī)111通過(guò)將平均值與校準(zhǔn)夾具10的精確已知值進(jìn)行比較，對(duì)10組測(cè)量值進(jìn)行處理以確定校準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)111然后顯示精確度以及通過(guò)/不通過(guò)的結(jié)果?？蛇x擇地，可進(jìn)行一常規(guī)校準(zhǔn)，或添加/調(diào)節(jié)偏移以對(duì)定位器100進(jìn)行重新校準(zhǔn)，此后對(duì)校準(zhǔn)精確度和通過(guò)/不通過(guò)的狀態(tài)進(jìn)行更新以對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行重新測(cè)驗(yàn)?？砂褭z定記錄存到定位器的計(jì)算機(jī)111中和/或把檢定記錄打印出來(lái)以保存記錄。對(duì)定位器100進(jìn)行檢定的技術(shù)人員可填寫一校準(zhǔn)檢定的表格，然后把此表格提供給現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)控協(xié)調(diào)員。可選地，可以人工地或者通過(guò)外部的計(jì)算裝置的輔助來(lái)進(jìn)行這些過(guò)程。
下面的表格1示出了在這樣一個(gè)檢定步驟中可能會(huì)用到的數(shù)據(jù)，例如，作為一個(gè)檢定視象定位器系統(tǒng)100的工作表。

用于支持定位器校準(zhǔn)檢定的操作指令表格1
表格顯示了各個(gè)需考慮的參數(shù)(以標(biāo)準(zhǔn)ID)。對(duì)于每個(gè)這種參數(shù)，表格列出了檢定固定裝置或夾具10的額定值，其大致上是已知參數(shù)。對(duì)于每個(gè)參數(shù)而言，該表格還示出了受測(cè)定位設(shè)備在適當(dāng)?shù)墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)下所述參數(shù)可接受的最大和最小值。表格可包括一個(gè)用于記錄在定位測(cè)量過(guò)程中的夾具10上的實(shí)際讀數(shù)(或10次讀數(shù)的平均值)的列，還包括通過(guò)和不通過(guò)的列，以指示每個(gè)對(duì)應(yīng)參數(shù)的實(shí)際讀數(shù)是否落在標(biāo)準(zhǔn)可接受的范圍內(nèi)(位于最大值和最小值之間)。
如表格1所示的工作表可由一技術(shù)人員在檢定過(guò)程中人工地完成；或者，計(jì)算機(jī)111的程序可指示計(jì)算機(jī)111生成一個(gè)完整的用于顯示或打印的表格。
在完成校準(zhǔn)檢定之后，拆卸檢定夾具且把其包裝到容器內(nèi)，例如，用于存儲(chǔ)或運(yùn)輸?shù)较乱粋€(gè)需要對(duì)定位器進(jìn)行檢定的場(chǎng)所。
適當(dāng)?shù)?，可以時(shí)常地檢定和確認(rèn)夾具10的校準(zhǔn)，例如每年檢定一次。一個(gè)檢定夾具10的參數(shù)的過(guò)程可能包括對(duì)兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)都進(jìn)行校準(zhǔn)、對(duì)四個(gè)的支架中的每一個(gè)進(jìn)行校準(zhǔn)、以及對(duì)側(cè)向間隔件的基準(zhǔn)件和對(duì)角線間隔件進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)夾具10組裝好了以后，可使用一水平儀來(lái)檢定軸桿是否水平，且?jiàn)A具的檢定需要對(duì)水平儀進(jìn)行檢定?？墒褂靡痪沓邅?lái)現(xiàn)場(chǎng)檢定夾具10的尺寸，如果是這樣的話，那么夾具10的檢定可包括卷尺的檢定。夾具10的檢定還包括對(duì)兩個(gè)軸桿進(jìn)行檢定，且該過(guò)程可包括對(duì)對(duì)角線間隔件67的支架69進(jìn)行檢定。假設(shè)任意一個(gè)部件沒(méi)有通過(guò)校準(zhǔn)程序，那么檢定程序就會(huì)要求把這些部件更新至標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范，例如以通過(guò)了校準(zhǔn)程序的構(gòu)件來(lái)替代。在成功地完成所述程序后，技術(shù)人員就完成了對(duì)一個(gè)整組檢定設(shè)備的校準(zhǔn)檢定。
雖然上文描述了被認(rèn)為是最好的方式和/或其它的例子，應(yīng)該理解，可以在其中作各種各樣的修改，且此處公開(kāi)的主旨可以各種形式和實(shí)例來(lái)實(shí)施，且它們可應(yīng)用在不同的場(chǎng)合中，在此僅僅描述了其中的一部分。下文的權(quán)利要求意圖包括所有任意的落在本原理的范疇內(nèi)的修改、變化以及應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于檢定車輪定位系統(tǒng)精確度的裝置，包括兩個(gè)長(zhǎng)度相等的軸桿；一個(gè)軸頭，其沿每個(gè)相應(yīng)軸桿的縱向軸線位于所述兩個(gè)軸桿中每一相應(yīng)軸桿的每一端；兩個(gè)長(zhǎng)度相等的側(cè)向間隔件，所述兩個(gè)側(cè)向間隔件中每一個(gè)的每一端都具有一個(gè)容置所述軸頭之一的開(kāi)口，以把兩個(gè)所述的側(cè)向間隔件連接到所述軸桿的端部，從而通過(guò)所述的軸桿和側(cè)向間隔件形成一個(gè)平行四邊形的框架；四個(gè)板，每個(gè)相應(yīng)的板可使受測(cè)車輪定位系統(tǒng)的頭部容易地連接于其上，且每個(gè)相應(yīng)的板在所述軸桿之一的端部處安裝到所述軸頭之一上；多個(gè)支架，所述支架可把所述的框架支撐在一位置上，從而允許受測(cè)車輪定位系統(tǒng)通過(guò)相連的受測(cè)車輪定位系統(tǒng)的頭部而測(cè)量所述裝置的參數(shù)，以與該裝置的已知參數(shù)進(jìn)行比較。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其結(jié)合有一個(gè)對(duì)角線間隔件，以用于在框架的組裝過(guò)程中將框架對(duì)角線的長(zhǎng)度設(shè)成相等，從而形成一個(gè)矩形形狀的框架。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)的長(zhǎng)度都是可調(diào)的。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其結(jié)合有一個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的間距設(shè)定軸桿，以用于在把側(cè)向間隔件在軸頭處連接到軸桿之前，把兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)的長(zhǎng)度都設(shè)到預(yù)定的長(zhǎng)度。
5.一種用于檢定車輪定位系統(tǒng)精確度的夾具，包括兩個(gè)長(zhǎng)度相等的軸桿；兩個(gè)長(zhǎng)度相等的側(cè)向間隔件；一個(gè)耦連件，其位于兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)的每一端，用于把兩個(gè)側(cè)向間隔件連接到兩個(gè)軸桿的端部，從而通過(guò)軸桿和側(cè)向間隔件形成一個(gè)平行四邊形的框架，且允許把兩個(gè)側(cè)向間隔件從軸桿的端部拆開(kāi)以拆卸該框架；四個(gè)板，每個(gè)相應(yīng)的板可使受測(cè)車輪定位系統(tǒng)的頭部容易地連接于其上，且每個(gè)相應(yīng)的板安裝在所述軸桿之一的一個(gè)端部處；一個(gè)支架系統(tǒng)，所述支架可把所述的框架支撐在一位置上，從而允許受測(cè)車輪定位系統(tǒng)通過(guò)相連的受測(cè)車輪定位系統(tǒng)的頭部而測(cè)量所述裝置的參數(shù)，以與夾具的已知參數(shù)進(jìn)行比較。
6.如權(quán)利要求5所述的夾具，其中每個(gè)所述軸桿的每個(gè)端部都包括一個(gè)軸頭；以及每個(gè)耦連件都包括一個(gè)連接在其中一個(gè)間隔件的相應(yīng)端部處的可樞轉(zhuǎn)件，所述的可樞轉(zhuǎn)件具有一個(gè)容置一個(gè)該軸頭的開(kāi)口。
7.如權(quán)利要求5所述的夾具，接合有一個(gè)對(duì)角線間隔件，以用于在框架的組裝過(guò)程中設(shè)置框架對(duì)角線的長(zhǎng)度，從而使框架呈矩形。
8.如權(quán)利要求5所述的夾具，其中所述的支架系統(tǒng)包括四個(gè)獨(dú)立的支架，用于支撐框架的四個(gè)角部。
9.如權(quán)利要求5所述的夾具，其中每個(gè)相應(yīng)的側(cè)向間隔件都包括用于調(diào)節(jié)相應(yīng)側(cè)向間隔件長(zhǎng)度的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的夾具，其中每個(gè)軸桿的每個(gè)端部都包括有一個(gè)軸頭；每個(gè)耦連件都包括一個(gè)連接在一個(gè)間隔件的相應(yīng)端部處的可樞轉(zhuǎn)件，所述的可樞轉(zhuǎn)件具有容置一個(gè)該軸頭的一開(kāi)口；位于側(cè)向間隔件上的調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的裝置包括把所述的耦連件螺紋連接到側(cè)向間隔件的端部。
11.如權(quán)利要求9所述的夾具，其結(jié)合有一個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的間距設(shè)定軸桿，以用于在把側(cè)向間隔件在軸頭處連接到軸桿之前，把兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)的長(zhǎng)度都設(shè)定到預(yù)定的長(zhǎng)度。
12.如權(quán)利要求11所述的夾具，其中所述的間距設(shè)定軸桿包括兩個(gè)位于間距設(shè)定軸桿上的類軸頭，當(dāng)一個(gè)側(cè)向間隔件具有預(yù)定的長(zhǎng)度時(shí)，所述的類軸頭用于插入到任一側(cè)向間隔件的可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的開(kāi)口中。
13.一種用于檢定車輪定位系統(tǒng)精確度的組件，包括一個(gè)夾具，所述的夾具包括a)兩個(gè)長(zhǎng)度相等的軸桿；b)兩個(gè)長(zhǎng)度相等的側(cè)向間隔件；c)一個(gè)可樞轉(zhuǎn)的耦連件，其位于該兩個(gè)側(cè)向間隔件中的每一個(gè)的每一端，將該兩個(gè)側(cè)向間隔件連接到該軸桿上，從而通過(guò)軸桿和側(cè)向間隔件形成一個(gè)框架，且允許把兩個(gè)側(cè)向間隔件從軸桿的端部拆開(kāi)以拆卸該框架；d)四個(gè)板，每個(gè)相應(yīng)的板可使受測(cè)車輪定位系統(tǒng)的頭部容易地連接于其上，且每個(gè)相應(yīng)的板安裝在所述軸桿之一的一個(gè)端部處；e)一個(gè)支架系統(tǒng)，所述支架可把所述的框架支撐在一位置上，從而允許受測(cè)車輪定位系統(tǒng)通過(guò)相連的受測(cè)車輪定位系統(tǒng)的頭部而測(cè)量裝置的參數(shù)，以與夾具的已知參數(shù)進(jìn)行比較。
14.如權(quán)利要求13所述的組件，其中側(cè)向間隔件的長(zhǎng)度是可調(diào)的；以及所述組件進(jìn)一步包括至少一個(gè)設(shè)定桿，用于在組裝過(guò)程中把夾具設(shè)置到一預(yù)定形狀。
15.如權(quán)利要求14所述的組件，其中所述的至少一個(gè)設(shè)定桿包括一對(duì)角線間隔件，以用于在組裝過(guò)程中把框架對(duì)角線的長(zhǎng)度設(shè)成相等。
16.如權(quán)利要求15所述的組件，其中所述的對(duì)角線間隔件包括兩個(gè)部分以及一個(gè)把所述兩部分連接起來(lái)的可拆卸的耦連件。
17.如權(quán)利要求15所述的組件，其中所述的對(duì)角線間隔件包括調(diào)節(jié)對(duì)角線間隔件長(zhǎng)度的裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的組件，其中所述的至少一個(gè)設(shè)定桿進(jìn)一步包括一間距設(shè)定桿，以在把側(cè)向間隔件連接到軸桿的軸頭之前，確保把每個(gè)側(cè)向間隔件的長(zhǎng)度都調(diào)節(jié)到預(yù)定的相等的長(zhǎng)度。
19.如權(quán)利要求14所述的組件，其中所述的至少一個(gè)設(shè)定桿包括一個(gè)設(shè)定長(zhǎng)度的間距設(shè)定桿，以確保每個(gè)側(cè)向間隔件在連接到軸桿的軸頭之前，其長(zhǎng)度都調(diào)節(jié)到預(yù)定的相等的長(zhǎng)度。
20.如權(quán)利要求19所述的組件，其中所述的間距設(shè)定軸桿包括把所述間距設(shè)定軸桿的端部連接到任一側(cè)向間隔件的耦連件的裝置；以及調(diào)節(jié)和設(shè)定所述間距設(shè)定軸桿的長(zhǎng)度的裝置，以確定側(cè)向間隔件的預(yù)定的相等長(zhǎng)度。
21.一種用于檢定車輪定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)的方法，包括檢查矩形的檢定夾具的兩個(gè)側(cè)向間隔件的長(zhǎng)度，使其具有適當(dāng)?shù)南嗟乳L(zhǎng)度；把兩個(gè)長(zhǎng)度相等的軸桿以及兩個(gè)側(cè)向間隔件組裝成一檢定夾具，所述的檢定夾具具有預(yù)定的平行四邊形的形狀；檢查檢定夾具的至少一個(gè)對(duì)角線，以確保所述的夾具組裝成預(yù)定的平行四邊形形狀；把車輪定位系統(tǒng)的頭部安裝在軸桿的相對(duì)端；操作車輪定位系統(tǒng)而通過(guò)安裝在夾具上的頭部來(lái)測(cè)量檢定夾具的參數(shù)；把測(cè)量結(jié)果與檢定夾具相應(yīng)參數(shù)的已知值進(jìn)行比較；以及如果比較結(jié)果表明檢測(cè)到的參數(shù)位于檢定夾具相應(yīng)參數(shù)已知值的標(biāo)準(zhǔn)可接受的范圍內(nèi)，則定位系統(tǒng)被確認(rèn)為是準(zhǔn)確校準(zhǔn)的。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的預(yù)定平行四邊形形狀為矩形，且檢查步驟包括把平行四邊形形狀的對(duì)角線設(shè)成相等，從而確保所述的形狀確實(shí)為一個(gè)矩形。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的車輪定位系統(tǒng)為一個(gè)圖像處理類型的定位器。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的比較步驟包括通過(guò)車輪定位系統(tǒng)獲取檢定測(cè)量數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)檢定數(shù)據(jù)以及在所獲取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算；以及檢定步驟包括為所述的車輪定位系統(tǒng)產(chǎn)生檢定結(jié)果。
25.一種用于檢定車輪定位器精確度的裝置，包括一個(gè)框架，和所述框架上的托架，用于支撐所述車輪定位系統(tǒng)的頭部，其中所述的裝置易于搬運(yùn)，且所述框架配置成托架將該頭部支撐在接近車輛軸距和輪距尺寸的位置處，所述的車輛由該車輪定位器測(cè)量。
26.一種用于檢定車輪定位器校準(zhǔn)的方法，包括把車輪定位器的測(cè)量頭設(shè)置在已知精確形狀的可搬運(yùn)、車輛大小的夾具上的位置處；通過(guò)車輪定位器記錄所述夾具的定位測(cè)量值；把測(cè)量結(jié)果與夾具的已知幾何形狀進(jìn)行比較；以及通過(guò)比較結(jié)果來(lái)確定車輪定位器的精確度。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，進(jìn)一步包括組裝可連接到一起的間隔件以及軸桿，以在設(shè)置測(cè)量頭之前形成已知精確形狀的夾具；以及在確定了車輪定位器的精確度之后，拆開(kāi)所述的夾具。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述的車輪定位器執(zhí)行如下的步驟通過(guò)測(cè)量頭而獲取檢定測(cè)量數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)檢定數(shù)據(jù)；對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；以及為所述的車輪定位系統(tǒng)產(chǎn)生檢定結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于檢定車輪定位器精確度的夾具，其包括兩個(gè)長(zhǎng)度相等的軸桿，在所述軸桿的端部具有軸頭；還包括兩個(gè)可調(diào)節(jié)的側(cè)向間隔件，所述的側(cè)向間隔件可釋放地與所述軸頭連接。用于安裝定位系統(tǒng)頭部的板也連接在軸頭上。支架支撐由軸桿和間隔件所形成的矩形夾具的角部。所述的定位系統(tǒng)通過(guò)連接后的頭部測(cè)量夾具的參數(shù)。在組裝過(guò)程可通過(guò)一預(yù)定長(zhǎng)度的對(duì)角線間隔件把矩形的對(duì)角線設(shè)成相等。在所公開(kāi)的實(shí)例中，所述裝置還包括一間距設(shè)定軸桿，用于把每個(gè)側(cè)向間隔件的長(zhǎng)度設(shè)成相等。
文檔編號(hào)G01B11/275GK1742193SQ200480002958
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月27日
發(fā)明者小詹姆士·L·代爾 申請(qǐng)人:斯耐普昂技術(shù)有限公司