一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法
【專利摘要】本發(fā)明是包括一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，屬于汽車測試領域。包括液壓千斤頂，感應式位移傳感器，帶凹槽的橡膠墊，拉線位移傳感器，帶輪托盤，前輪位置激光測距儀，后輪位置激光測距儀，千斤頂位置激光測距儀，前輪吸盤式激光測距儀安裝裝置，后輪吸盤式激光測距儀安裝裝置，千斤頂處可移動式激光測距儀安裝裝置，輪荷儀，信息調理器，數據采集卡，計算機以及被測量的客車，其特征在于用液壓千斤頂將汽車舉升后，使用輪荷儀測得客車各軸載荷，使用激光測距儀測得客車的軸距、被舉升的高度，將數據送往計算機進行數據處理得到客車質心具體位置；該裝置結構簡單，測量精度高，適用范圍廣。
【專利說明】
一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法
技術領域
[0001]本發(fā)明是包括一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，屬于汽車測試領域。
【背景技術】
[0002]汽車質心位置是汽車的重要參數，對汽車的操縱穩(wěn)定性、制動性、安全性有重大影響，而客車作為載運乘客及其隨身行李物品的商用車，安全顯得尤為重要，且質心高度位置的測量對于客車開發(fā)及調試有著重要作用。
[0003]目前汽車質心位置測量有搖擺法、懸掛法、平臺支撐反力法、質量反應法等多種方法，但這些方法均需要的很大的測量工具或建造大的工作平臺，如搖擺法須將車輛置于一類似搖擺的實驗平臺上，根據單自由度弱阻尼微振原理計算出汽車的質心高度，但需要平臺大，不方便改變實驗地點；懸掛法根據物體自由懸掛時必定通過懸掛點垂直平面的原理來確定質心位置，因為需選取三個以上的懸掛點，需要較大的起吊設備進行起吊，任然不是很方便;平臺支撐反力法需要是將被測汽車放置在平臺上，實驗室將汽車與平臺同時舉升到某一角度測量質量的重新分配計算質心位置，需要大平臺；質量反應法，實驗室將汽車一端吊起，會對實驗汽車造成一定的損壞。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的的目的是能夠解決已存在的測量方法的弊端，用更簡單的方式測量汽車的質心高度位置，且測量裝備結構簡單、輕巧，能夠方便的移動和改變使用地點；并且在使用時能夠盡量減少或消除對測量汽車的損害，做到環(huán)保節(jié)約。
[0005]—種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，包括液壓千斤頂(1)，感應式位移傳感器(2)，帶凹槽的橡膠墊(3)，拉線位移傳感器(4)，帶輪托盤(5)，前輪位置激光測距儀
[6]，后輪位置激光測距儀(7)，千斤頂位置激光測距儀(8)，前輪吸盤式激光測距儀安裝裝置(9)，后輪吸盤式激光測距儀安裝裝置(10)，千斤頂處可移動式激光測距儀安裝裝置
(19)，輪荷儀(11)，信息調理器(12)，數據采集卡(13)，計算機(14)以及被測量的客車(15)，其中吸盤式激光測距儀安裝裝置包括吸盤(16)，可轉動圓盤(17)，卡扣(18)以及四根直桿
(20)，千斤頂處激光測距儀安裝裝置(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，在液壓千斤頂(I)不工作時讀數為零;千斤頂位置處的激光測距儀安裝裝置(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;吸盤式激光測距儀安裝裝置可轉動圓盤(17)位于吸盤(16)中央位置，四根直桿(20)位置構成正方形且對角線通過可轉動圓盤(17)的圓心，卡扣(18)上開孔能夠在直桿
(20)上自由活動。
[0006]液壓千斤頂(I)用來舉升客車(15)的前軸;帶凹槽的橡膠墊(3)能夠吸收測量時產生的震動以減輕周期震動和隨機振動對測量的影響，并在客車(15)前軸被舉升時固定前車輪;感應式位置傳感器(2)用來測量客車的輪距，拉線位移傳感器(4)用來保證左右兩液千斤頂升起的高度相同；前輪位置激光測距儀安裝裝置(9)上的直桿(20)可是卡扣(18)沿其活動，保證前輪位置激光測距儀(6)、后輪位置激光測距儀(7)、千斤頂位置激光測距儀(8)位于同一平面;前輪位置激光測距儀安裝裝置(9)上可轉動圓盤(17)保證客車(15)在被舉升后，能夠使前輪位置激光測距儀(6)轉動與后輪位置激光測距儀(7)測得客車軸距，與千斤頂位置激光測距儀(8)測得客車前軸相對于后軸被舉升的高度，千斤頂位置激光測距儀安裝裝置(19)上的軌道槽(21)可以使卡扣(22)上下移動，彈簧式鎖止銷(23)能夠固定卡扣(22)，保證千斤頂位置激光測距儀(8)與后輪位置激光測距儀(7)位于同一高度上。
[0007]在使用客車質心高度測量裝置之前，首先使用輪荷儀測量客車各軸的載荷，隨后將激光測距儀安裝裝置吸在輪胎中央位置，然后將客車用舉升機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，通過感應式位移傳感器確定客車的輪距，通過激光測距儀讀數確定客車的軸距與客車前軸相對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的載荷，數據被收集后送往計算機進行處理得到客車質心位置。
[0008]本裝置相比以往的裝置有以下優(yōu)點:
1、設備簡便、質量小，便于在不同地點使用；
2、操作簡單、安全，易于實現(xiàn)且測量精度較高；
3、適用范圍較廣，除了客車也可應用于轎車，貨車等眾多車型。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述質心位置測量裝置的使用狀態(tài)說明圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述質心位置測量裝置的結構說明圖。
[0011]圖3位本發(fā)明裝置中吸盤式激光測距儀安裝裝置結構說明圖。
[0012]圖4為本發(fā)明所述質心位置測量裝置的測量計算連接圖。
【具體實施方式】
[0013]1、液壓千斤頂;2、感應式位移傳感器;3、帶凹槽的橡膠墊;4、拉線位移傳感器;5、帶輪托盤;6、前輪位置激光測距儀;7、后輪位置激光測距儀;8、千斤頂處激光測距儀;9、前輪位置激光測距儀安裝裝置；10、后輪位置激光測距儀安裝裝置；19、千斤頂處激光測距儀安裝裝置；11、輪荷儀;12、信息調理器;13、數據采集卡；14、計算機;15、被測客車；16、吸盤；17、可轉動圓盤;18、卡扣;20、直桿;21、軌道槽;22、卡扣;23、彈簧式鎖止銷。
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明所述質心高度測量裝備使用時包括液壓千斤頂I，感應式位移傳感器2，帶凹槽的橡膠墊3，拉線位移傳感器4，帶輪托盤5，前輪位置激光測距儀6，后輪位置激光測距儀7，千斤頂位置激光測距儀8，前輪位置激光測距儀安裝裝置9，千斤頂處激光測距儀安裝裝置19，后輪位置激光測距儀安裝裝置10，輪荷儀11，被測客車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，將輪荷儀此時讀數傳遞到計算機中，并測量客車15輪胎半徑。
[0017]第二步:拉緊手剎后使用舉升機將被測客車15前軸舉起，將前輪位置處的輪荷儀取出，將兩個相同的質心高度測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，該裝置會在帶輪托盤5的作用下向后移動切后輪一直壓在輪荷儀上，通過拉線位移傳感器4的讀數確定兩邊被舉升的高度相同。
[0018]第三步:將前輪激光測距儀安裝裝置9與后輪激光測距儀安裝裝置10分別安裝在前后車輪上，通過可轉動圓盤17調整位置使激光測距儀可正常使用；將千斤頂位置的激光測距儀安裝裝置19上的卡扣進行上下調節(jié)使其與后輪激光測距儀安裝裝置10位于同一水平高度，調節(jié)前后輪激光測距儀安裝裝置上的卡扣18使其沿直桿20移動與千斤頂位置的激光測距儀安裝裝置19的卡扣22位于同一平面，使用激光測距儀可測得客車14的軸距、客車前軸相對于后軸被舉升的高度。
[0019]第四步:測所有被測量數據都會經過信息調理器12放大后被數據采集卡13收集，并將這些數據傳送到計算機作14進一步的處理并顯示出來。
[0020]上述質心位置測量裝置測定質心位置的計算方法為:
質心位置與前軸距離:通過第一步中測得各個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心位置與前軸的距離。
[0021]質心位置與一側輪胎中心線的距離:通過第一步中測得客車一側兩輪胎的載荷之和乘上第一步中測得的客車輪距，除以客車個輪胎的總載荷后減去客車輪距的一半即為質心位置與一側輪胎中心線的距離。
[0022]質心位置距離客車輪胎底部平面的距離:通過第一步測得客車的輪胎半徑，通過第二步測得客車被舉升后后軸兩輪胎的載荷之和，通過第三步測得客車被舉升后前軸相對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于后軸被舉升的高度的比值加上輪胎半徑即為客車質心位置與客車輪胎底部平面的距離，也就是客車質心高度。
【主權項】
1.一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，包括液壓千斤頂(I)，感應式位移傳感器(2)，帶凹槽的橡膠墊(3)，拉線位移傳感器(4)，帶輪托盤(5)，前輪位置激光測距儀(6)，后輪位置激光測距儀(7)，千斤頂位置激光測距儀(8)，前輪吸盤式激光測距儀安裝裝置(9)，后輪吸盤式激光測距儀安裝裝置(10)，千斤頂處可移動式激光測距儀安裝裝置(19)，輪荷儀(11)，信息調理器(12)，數據采集卡(13)，計算機(14)以及被測量的客車(15)，其中吸盤式激光測距儀安裝裝置包括吸盤(16)，可轉動圓盤(17)，卡扣(18)以及四根直桿(20)，千斤頂處激光測距儀安裝裝置(19)包括軌道槽(21)，卡扣(22)以及彈簧式鎖止銷(23)。2.根據權利要求1所述的一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，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，在液壓千斤頂(I)不工作時讀數為零;千斤頂位置處的激光測距儀安裝裝置(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；吸盤式激光測距儀安裝裝置可轉動圓盤(17)位于吸盤(16)中央位置，四根直桿(20)位置構成正方形且對角線通過可轉動圓盤(17)的圓心，卡扣(18)上開孔能夠在直桿(20)上自由活動。3.根據上述權利要求1所述的一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，其特征在于:上述液壓千斤頂(I)用來舉升客車(15)的前軸；帶凹槽的橡膠墊(3)能夠吸收測量時產生的震動以減輕周期震動和隨機振動對測量的影響，并在客車(15)前軸被舉升時固定前車輪;感應式位置傳感器(2)用來測量客車的輪距，拉線位移傳感器(4)用來保證左右兩液千斤頂升起的高度相同；前輪位置激光測距儀安裝裝置(9)上的直桿(20)可是卡扣(18)沿其活動，保證前輪位置激光測距儀(6)、后輪位置激光測距儀(7)、千斤頂位置激光測距儀(8)位于同一平面;前輪位置激光測距儀安裝裝置(9)上可轉動圓盤(17)保證客車(15)在被舉升后，能夠使前輪位置激光測距儀(6)轉動與后輪位置激光測距儀(7)測得客車軸距，與千斤頂位置激光測距儀(8)測得客車前軸相對于后軸被舉升的高度，千斤頂位置激光測距儀安裝裝置(19)上的軌道槽(21)可以使卡扣(22)上下移動，彈簧式鎖止銷(23)能夠固定卡扣(22)，保證千斤頂 位置激光測距儀(8)與后輪位置激光測距儀(7)位于同一高度上。4.根據權利要求1所述的一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，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，將輪荷儀此時讀數傳遞到計算機(14)中，并測量客車(15)輪胎半徑;第二步:拉緊手剎后使用舉升機將被測客車(14)前軸舉起，將前輪位置處的輪荷儀取出，將兩個相同的質心高度測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，該裝置會在帶輪托盤(5)的作用下向后移動切后輪一直壓在輪荷儀上，通過拉線位移傳感器(4)的讀數確定兩邊被舉升的高度相同；第三步:將前輪激光測距儀安裝裝置(9)與后輪激光測距儀安裝裝置(10)分別安裝在前后車輪上，通過可轉動圓盤(17)調整位置使激光測距儀可正常使用；將千斤頂位置的激光測距儀安裝裝置(19)上的卡扣進行上下調節(jié)使其與后輪激光測距儀安裝裝置(10)位于同一水平高度，調節(jié)前后輪激光測距儀安裝裝置上的卡扣(18)使其沿直桿(20)移動與千斤頂位置的激光測距儀安裝裝置(19)的卡扣(22)位于同一平面，使用激光測距儀可測得客車(14)的軸距、客車前軸相對于后軸被舉升的高度;第四步:測所有被測量數據都會經過信息調理器(12)放大后被數據采集卡(13)收集，并將這些數據傳送到計算機作(14)進一步的處理并顯示出來。5.根據權利要求1所述的一種客車質心位置測量裝置及測量計算方法，其計算方法為:質心位置與前軸距離，通過第一步中測得各個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心位置與前軸的距離；質心位置與一側輪胎中心線的距離，通過第一步中測得客車一側兩輪胎的載荷之和乘上第一步中測得的客車輪距，除以客車個輪胎的總載荷后減去客車輪距的一半即為質心位置與一側輪胎中心線的距離;質心位置距離客車輪胎底部平面的距離，通過第一步測得客車的輪胎半徑，通過第二步測得客車被舉升后后軸兩輪胎的載荷之和，通過第三步測得客車被舉升后前軸相對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于后軸被舉升的高度的比值加上輪胎半徑即為客車質心位置與客車輪胎底部平面的距離，也就是客車質心高度。
【文檔編號】G01M1/12GK105823598SQ201610163797
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】石瑩, 張大鵬, 鄭建強, 劉自剛, 張為春
【申請人】山東理工大學