專利名稱：汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置，具體是對(duì)較大尺寸的機(jī)動(dòng)車的三維尺寸 進(jìn)行快速測(cè)量的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)。
技術(shù)背景
近年來(lái)，交通運(yùn)輸行業(yè)的車輛超限超載嚴(yán)重影響國(guó)家財(cái)產(chǎn)和公眾生命安 全，私裝私改車輛尺寸超限超載不僅是道路交通事故的主要原因，且對(duì)道 路還造成嚴(yán)重的損壞。為從源頭治理車輛超限超載，國(guó)家已于2004年10 月正式實(shí)施了《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》(GB1589-2004 )的 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，《營(yíng)運(yùn)車輛綜合性能要求和檢測(cè)方法》(GB18562-2001 )整車 整備檢測(cè)項(xiàng)目中要求對(duì)汽車尺寸參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，車輛的結(jié)構(gòu)不得任意改造, 車輛整車尺寸參數(shù)的檢測(cè)是運(yùn)行安全性檢測(cè)的重要內(nèi)容之一。但在具體實(shí) 施過(guò)程中，我國(guó)汽車管理機(jī)構(gòu)目前仍使用鋼巻尺、角度尺及標(biāo)桿等較原始 的技術(shù)手段進(jìn)行手工測(cè)量，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，不僅易出現(xiàn)人為誤差， 特別是隨著交通運(yùn)輸量的大幅增加，低效率的檢測(cè)方式甚至?xí)斐晒窓z 查站點(diǎn)成為道路嚴(yán)重堵塞的原因之一。因此研究快速、高效的機(jī)動(dòng)車輛輪 廓尺寸的檢測(cè)裝置，對(duì)道路交通的安全管理，提高交通安全性具有非常重 要的意義。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是公開一種測(cè)量精確、高效率測(cè)量車輛三維尺寸的檢測(cè)裝置。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下包括對(duì)稱式的龍門式框架、控制
電路及搡作面板，框架下端有可驅(qū)動(dòng)框架位移的車架和與車輪相配合的軌 道，關(guān)鍵是在框架的立柱上設(shè)有測(cè)量車輛長(zhǎng)度與高度的長(zhǎng)度測(cè)量裝置和高 度測(cè)量裝置，框架的橫梁上設(shè)有可測(cè)量車輛寬度的寬度測(cè)量裝置，車架下 方還設(shè)有通過(guò)測(cè)量車輛放置偏斜量進(jìn)而得到精確的車輛寬度的超聲波測(cè)距 傳感器，控制電路與操作面板和各測(cè)量裝置連接。
所述的車架有一車架板，車架板設(shè)有輪軸支架，輪軸支架上設(shè)有四個(gè) 車輪，車架板下表面設(shè)有同步電機(jī)，同步電機(jī)與一主動(dòng)車輪連接，其余車 輪為從動(dòng)輪。
所述的長(zhǎng)度測(cè)量裝置是在一立柱一側(cè)設(shè)有豎向設(shè)置的光電開關(guān)光幕， 另 一立柱的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有光電感知裝置。
所述的高度測(cè)量裝置是在立柱下端的車架板上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，立柱上 部設(shè)有立柱帶輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上的主動(dòng)帶輪與立柱帶輪之間設(shè)有皮帶，皮 帶上設(shè)有信號(hào)發(fā)生器件，另一立柱上的皮帶的對(duì)應(yīng)高度位置設(shè)有信號(hào)感知 器件。
所述的寬度測(cè)量裝置是在橫梁上設(shè)置一對(duì)主動(dòng)-從動(dòng)輪，主動(dòng)輪與從動(dòng) 輪的皮帶上設(shè)有激光測(cè)距儀。
所述的橫梁中間位置設(shè)有一超聲波傳感器。
所述的立柱和/或橫梁上設(shè)有線性滑軌，皮帶與一連接板連接，連接板 設(shè)有一與滑軌相配合的滑槽或滑塊，連接板上設(shè)有光電發(fā)射與感知器件或 激光測(cè)距儀或超聲波發(fā)生器表現(xiàn)的信號(hào)感知發(fā)生器。本實(shí)用新型充分綜合已有測(cè)量技術(shù)，結(jié)合測(cè)量和交通管理的要求設(shè)計(jì)出 測(cè)量精度高、測(cè)量快速的自動(dòng)測(cè)量裝置，車輛駕駛員無(wú)須出車輛緩行-停車 -等待就可快速完成三維尺寸的測(cè)量。本實(shí)用新型極大提高了管理效率，并 可與車輛管理部門的其它數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理，進(jìn)一步提高或拓展管理部 門的工作效率，提高對(duì)車輛的監(jiān)管，進(jìn)而提高道路的安全性。

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圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例的正視結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為圖l所示實(shí)施例的惻視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1中的A部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖1中的B部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為圖1中的C部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為圖2中的E部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為圖2中的F部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1~圖7，本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如下包括對(duì)稱式的龍門 式框架、控制電路及操作面板，上述的控制電路為已有技術(shù)的選用，以達(dá) 到控制部件運(yùn)動(dòng)和信號(hào)傳遞等功能，操作面板以便于搡作和信號(hào)數(shù)據(jù)顯示 即可亦為已有技術(shù)的內(nèi)容，框架下部還設(shè)有可驅(qū)動(dòng)框架位移的車架3和與 車輪5相配合的軌道4，其關(guān)鍵是在框架的立柱1上設(shè)有測(cè)量車輛長(zhǎng)度與高 度的長(zhǎng)度測(cè)量裝置和高度測(cè)量裝置，框架的橫梁2上設(shè)有可測(cè)量車輛寬度 的寬度測(cè)量裝置，車架3下方還設(shè)有通過(guò)測(cè)量車輛放置偏斜量進(jìn)而得到精確的車輛寬度的超聲波測(cè)距傳感器19，控制電路與操作面板和各測(cè)量裝置
連接；龍門框架為一寬度、高度均為4米的構(gòu)架，其縱向進(jìn)給長(zhǎng)度為20米, 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)龍門框架車架沿軌道4運(yùn)動(dòng)，隨著龍門式框架的位移，長(zhǎng)、 寬、高三個(gè)方向的測(cè)量裝置將待測(cè)車輛的三維尺寸精確測(cè)定，并與已存在 的相應(yīng)車型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可即時(shí)顯示所測(cè)車輛是否為改裝車或改裝量值。 控制電路由一上位機(jī)和四個(gè)單片機(jī)組成，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，上位機(jī)與 下位機(jī)(單片機(jī))之間通過(guò)串口 RS485進(jìn)行通信，其上位機(jī)為工業(yè)控制計(jì) 算機(jī)，主要完成數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)輸出等工作，下 位機(jī)釆用四臺(tái)P89C58X2單片機(jī)分別對(duì)長(zhǎng)度、寬度、高度實(shí)施信號(hào)釆集、測(cè)
量裝置運(yùn)動(dòng)控制、步進(jìn)計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中的實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)釆集與傳 輸。檢測(cè)時(shí)光電測(cè)量裝置對(duì)車輛輪廓跟蹤掃描，長(zhǎng)度方向釆用安全光幕， 寬度方向釆用激光測(cè)距傳感器，高度方向采用激光對(duì)射式光電開關(guān)，實(shí)現(xiàn) 三個(gè)方向的三維輪廓跟蹤掃描，同時(shí)還釆用超聲波測(cè)距傳感器以實(shí)現(xiàn)輪距 的測(cè)量及停車偏斜角度的測(cè)量。
龍門框架的運(yùn)動(dòng)同步性直接影響到控制系統(tǒng)的各測(cè)量裝置釆集信號(hào)的 有效性，為確保龍門框架運(yùn)動(dòng)的同步性，上述的車架3有一車架板，車架 板設(shè)有輪軸支架6，輪軸支架6上設(shè)有四個(gè)車輪5，車架板下表面設(shè)有同步 電機(jī)7,同步電機(jī)7與一主動(dòng)車輪連接，其余車輪為從動(dòng)輪；上述四個(gè)車輪 5中只有一個(gè)為主動(dòng)輪，同步電機(jī)7通過(guò)帶齒的同步帶與主動(dòng)輪嚙合，主動(dòng) 輪與軌道4亦帶齒的同步帶并嚙合進(jìn)退，框架下的左右車架3各有一主動(dòng) 輪，由控制電路驅(qū)動(dòng)二個(gè)車架3的同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)車架可做到框架的整體精 確位移、同步控制和同步進(jìn)給；上述龍門框架的每一車架3只有一個(gè)主動(dòng)輪(另有三個(gè)從動(dòng)輪)，并由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)。軌道4的表面設(shè)有 同步帶，形成同步導(dǎo)軌，車架3的主動(dòng)輪亦為同步帶輪，主動(dòng)輪與軌道4 的同步帶嚙合前進(jìn)，可有效防止滑動(dòng)。驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車架3的步進(jìn)電機(jī)由同一 單片機(jī)控制，即由同一個(gè)程序進(jìn)行控制，做到同步控制，同步進(jìn)給。
上述的長(zhǎng)度測(cè)量裝置是在一立柱1 一側(cè)設(shè)有豎向設(shè)置的光電開關(guān)光幕 8，另一立柱1的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有光電感知裝置；測(cè)量時(shí)，待測(cè)車輛靜止不 動(dòng)，根據(jù)光電開關(guān)光幕8的截止和傳導(dǎo)信號(hào)和/或?qū)ν诫姍C(jī)7所步的步 數(shù)進(jìn)行計(jì)算，則可得出待測(cè)車輛的長(zhǎng)度，在測(cè)量車輛長(zhǎng)度時(shí)，還可同時(shí)依 據(jù)光電開關(guān)光幕8被待測(cè)車輛是否被遮擋測(cè)定車軸之間的間距。
上述的高度測(cè)量裝置是在立柱1下端的車架板上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)9,立柱 1上部設(shè)有立柱帶輪10,驅(qū)動(dòng)電機(jī)9軸上的主動(dòng)帶輪與立柱帶輪10之間設(shè) 有皮帶11，皮帶11上設(shè)有信號(hào)發(fā)生器件12，另 一立柱1上的皮帶11的對(duì) 應(yīng)高度位置設(shè)有信號(hào)感知器件13;上述的框架的左右立柱1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)9 均與控制電路連接，同步控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)發(fā)生器件12可以是 激光發(fā)生器或超聲波發(fā)生器或一般光電發(fā)生器，對(duì)應(yīng)的信號(hào)感知器件13則 為激光、超聲波感知器件或光電感知器件，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生 器件12和信號(hào)感知器件13的同步上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上述的對(duì)射式高度測(cè)量 裝置可得到汽車的最高點(diǎn)，在框架沿軌道4同時(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可測(cè)量出車 輛的不同位置的高度，即測(cè)得車輛的高度輪廓。
所述的寬度測(cè)量裝置是在橫梁2上設(shè)置一對(duì)主動(dòng)和從動(dòng)輪，主動(dòng)輪與 從動(dòng)輪的皮帶上設(shè)有激光測(cè)距儀14,激光測(cè)距儀14測(cè)得橫梁2與地面的距 離為一定值，可設(shè)定為輸出高電平，測(cè)得的車輛其它高于地面的部位則激光測(cè)距儀14輸出低電平，通過(guò)激光測(cè)距儀14的橫向運(yùn)動(dòng)，則可測(cè)得車輛 兩側(cè)的寬度，再通過(guò)車輛或龍門框架的運(yùn)行則可測(cè)得車輛的二維的寬度輪 廓。為進(jìn)一步提高測(cè)量精度，上述的皮帶為具有固定齒距的同步帶，驅(qū)動(dòng) 主動(dòng)輪的步進(jìn)電機(jī)與同步帶嚙合，通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)和
運(yùn)轉(zhuǎn)方向的判斷，得到精確度更高的車輛側(cè)面輪廓軌跡。所述的橫梁2中 間位置設(shè)有一超聲波傳感器15,其可測(cè)定車廂底部的距離，進(jìn)一步得到更
多的數(shù)據(jù)對(duì)比，如貨車車廂內(nèi)的深度等。
為進(jìn)一步提高測(cè)量的車輛三維輪廓精度，則應(yīng)保證立柱1和/或橫梁2 上的測(cè)量傳感器的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，可在立柱1和/或橫梁2上設(shè)有線性滑軌16, 皮帶11與一連接板17連接，連接板17設(shè)有與滑軌16相配合的滑槽或滑 塊18，連接板17上設(shè)有光電發(fā)射與感知器或激光測(cè)距儀或超聲波發(fā)生器， 這樣當(dāng)龍門框架運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)等不會(huì)導(dǎo)致傳感裝置有大的振動(dòng)位移。 在實(shí)際測(cè)量中，汽車靜止不動(dòng)，汽車停車時(shí)偏斜角度必然存在，經(jīng)計(jì) 算對(duì)于車長(zhǎng)為12米的貨車，1°的偏斜角將導(dǎo)致車寬的測(cè)量誤差為44 cm， 這大大超出了測(cè)量精度的要求， 一般的傳統(tǒng)的機(jī)械擺正方法都達(dá)不到要 求，而讓駕駛員反復(fù)擺正車輛則浪費(fèi)大量的時(shí)間，且也無(wú)法消除偏斜角的 存在。因此，在車架3的車架板下設(shè)有超聲波測(cè)距傳感器19,在龍門框架 運(yùn)行過(guò)程中，可對(duì)車輛的第一軸車輪和第二軸車輪測(cè)量釆樣得到相關(guān)的軸 與超聲波測(cè)距傳感器之間的間距值，假設(shè)車輛的長(zhǎng)度方向與導(dǎo)軌方向之間 的夾角(即為停車偏斜角)為cc,通過(guò)兩軸間距和測(cè)量所得的軸與超聲波 測(cè)距傳感器19的間距值，得到車輛偏斜角oc，則可對(duì)所測(cè)得的車輛寬度 或長(zhǎng)度值進(jìn)行修正，得到更精確的測(cè)量。本實(shí)用新型所公開的測(cè)量裝置以光電跟蹤技術(shù)為核心，可對(duì)車輛進(jìn)行 三維輪廓進(jìn)行整體測(cè)量，測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，不僅測(cè)量精度高且測(cè)量工作效率 極高，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，不會(huì)導(dǎo)致因車輛檢查而導(dǎo)致的道路堵 塞等現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果達(dá)到了檢測(cè)精度的要求，為車輛管 理部門稽查尺寸超限車輛提供了一種新型的測(cè)量裝置。
權(quán)利要求1. 一種汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，包括對(duì)稱式的龍門式框架、控制電路及操作面板，框架下端有可驅(qū)動(dòng)框架位移的車架(3)和與車架的車輪(5)相配合的軌道(4)，其特征在于在框架的立柱(1)上設(shè)有測(cè)量車輛長(zhǎng)度與高度的長(zhǎng)度測(cè)量裝置和高度測(cè)量裝置，框架的橫梁(2)上設(shè)有可測(cè)量車輛寬度的寬度測(cè)量裝置，車架(3)下方還設(shè)有通過(guò)測(cè)量車輛放置偏斜量進(jìn)而得到精確的車輛寬度的超聲波測(cè)距傳感器(19)，控制電路與操作面板和各測(cè)量裝置連接。
2. 按權(quán)利要求l所述的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，其特征在于所述的車架(3) 有一車架板，車架板設(shè)有輪軸支架(6)，輪軸支架(6)上設(shè)有四個(gè)車輪(5)，車架板下表面設(shè)有同步電機(jī)(7)，同步電機(jī)(7)與一主動(dòng)車輪連接，其余車輪為從動(dòng)輪。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，其特征在于所述的長(zhǎng)度 測(cè)量裝置是在一立柱(1) 一側(cè)設(shè)有豎向設(shè)置的光電開關(guān)光幕(8)，另一 立柱(1)的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有光電感知裝置。
4. 按權(quán)利要求3所述的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，其特征在于所述的高度測(cè)量裝置是在立柱(1)下端的車架板上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)(9),立柱(1)上部設(shè) 有立柱帶輪(10)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(9)軸上的主動(dòng)帶輪與立柱帶輪(10)之 間設(shè)有皮帶(11 )，皮帶(11)上設(shè)有信號(hào)發(fā)生器件(12 ),另 一立柱(1) 上的皮帶(11)的對(duì)應(yīng)高度位置設(shè)有信號(hào)感知器件(13)。
5. 按權(quán)利要求4所述的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，其特征在于所述的寬度測(cè)量裝置是在橫梁(2)上設(shè)置一對(duì)主動(dòng)-從動(dòng)輪，主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的皮帶上設(shè) 有激光測(cè)距儀(14)。
6. 按權(quán)利要求5所述的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，其特征在于所述的橫梁(2)中間位置設(shè)有一超聲波傳感器(15)。
7. 按權(quán)利要求4或5或6所述的汽車輪廓尺寸測(cè)量機(jī)，其特征在于所述的立 柱(1)和/或橫梁(2)上設(shè)有線性滑軌(16),皮帶(11)與一連接板(17)連接，連接板(17)設(shè)有一與滑軌相配合的滑槽或滑塊，連接板 (17)上設(shè)有光電發(fā)射與感知器件或激光測(cè)距儀或超聲波發(fā)生器表現(xiàn)的 信號(hào)感知發(fā)生器(12)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)量精確、高效率測(cè)量車輛三維尺寸的檢測(cè)裝置。包括對(duì)稱式的龍門式框架、控制電路及操作面板，框架下端有可驅(qū)動(dòng)框架位移的車架(3)和與車輪(5)相配合的軌道(4)，關(guān)鍵是在框架的立柱(1)上設(shè)有測(cè)量車輛長(zhǎng)度與高度的長(zhǎng)度測(cè)量裝置和高度測(cè)量裝置，框架的橫梁(2)上設(shè)有可測(cè)量車輛寬度的寬度測(cè)量裝置，車架(3)下方還設(shè)有通過(guò)測(cè)量車輛放置偏斜量進(jìn)而得到精確的車輛寬度的超聲波測(cè)距傳感器(19)，控制電路與操作面板和各測(cè)量裝置連接。本實(shí)用新型測(cè)量精度高，可快速完成三維尺寸的測(cè)量，提高了管理效率。
文檔編號(hào)G01B11/02GK201297927SQ20082013634
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者濤 何, 馮洪亮, 勝 劉, 姜慶昌, 斌 張, 曹印忠, 凱 李, 李占茹, 王建鎖, 石望遠(yuǎn), 陳燕生, 韓旭普 申請(qǐng)人:廊坊市威達(dá)科技發(fā)展有限公司;河北省公安廳公安交通管理局