CN105928657A - 车辆质心位置测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

车辆质心位置测量装置及方法，包括测量模块和高度支架，高度支架分别置于其中一组平行测量模块下方，另一组测量模块设置在地面上或者水平台上，所述测量模块用于测量车辆制动后的前后轮重量，调整测量模块中的底座支架使汽车四轮在一个平面上；高度支架用于将车轮撑起一定高度。本发明不需要复杂的机械机构，也不需添加其他的测量模块，能够测量不同轮距和不同轴距的车辆。

Description

车辆质心位置测量装置及方法

技术领域

本发明属于车辆测量技术领域，具体说是一种车辆质心位置测量装置及方法。

背景技术

车辆质心位置是影响车辆安全性和操控性的重要性能指标，且一直都是车辆产品开发和实验过程中的重要测量参数之一,目前所用的测量质心常用的方法所需设备都较为复杂、成本过高、操作过程复杂且对车型具有一定的局限性。

发明内容

为了解决目前车辆质心测量方法复杂、成本过高，且对于不同车型测量质心的局限性，本发明提供了一种车辆质心位置测量装置及方法，能够测量不同轮距和不同轴距的车辆。

一方面，本发明提供了一种车辆质心位置测量装置，包括测量模块和高度支架，高度支架分别置于其中一组平行测量模块下方，另一组测量模块设置在地面上或者水平台上，所述测量模块用于测量车辆制动后的前后轮重量，调整测量模块中的底座支架使汽车四轮在一个平面上；高度支架用于将车轮撑起一定高度。

进一步的，所述测量模块，具体为：

传感器，用于测量车辆制动后的前后轮重量；

安装支架，包括底座支架和过渡支架，底座支架上安装有传感器，过渡支架设置在底座支架两侧。

更进一步的，所述测量模块，还包括显示装置，该显示装置的输入端与传感器端口相连，用于显示测量结果。

另一方面，本发明还提供了车辆质心位置测量方法，包括：

第一步：首先将测量模块按照被测车辆的轮距和轴距摆放在水平面上，被测车辆在水平面上匀速行驶到测量模块上时，迅速踩下制动踏板制动；

第二步：通过分别安装在测量模块内部的传感器采集此时的前轮载荷数据和后轮载荷数据，求得整车重心X和Y值；

第三步：通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将一组平行测量模块抬高，测出此时汽车四轮的受力情况，测出整车重心Z值。

具体的，测量模块在水平面上的位置根据被测车辆不同的轮距和轴距进行调整。

具体的，整车重心X和Y值、整车重心Z值是根据力系平衡方程和力矩平衡方程求得。

具体的，整车重心X和Y值采取水平测量法，根据∑M_X＝0，∑M_Y＝0可得：

X＝[(F_A+F_C)-(F_B+F_D)]×AB/(2G)

Y＝[(F_A+F_B)-(F_C+F_D)]×AC/(2G)

其中轴距为AB、轮距为AC、整车质量为G、可测量数值为F_A、F_B、F_C、F_D。

更具体的，测试整车重心Z值时采取倾斜测量法，要求车辆处于平面上，整个平面旋转要围绕一根水平边轴，提升的整车倾斜高度为Δh，进而求出整车重心Z值。

作为更具体的，车辆重心高度方程为：

$Z=\sqrt{x^2-{\mathrm{\Δh}}^2}\·\[x_1-(F_B+F_D)\·x/G\]/\mathrm{\Δ}h$

其中，Δh为通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将一组平行测量模块抬高高度，整车轴距x,x₁代表整车轴距x与测量的质心坐标P之差、整车质量G，可测量数值为F_A、F_B、F_C、F_D。

本发明由于采用以上技术方法，能够取得如下的技术效果：本发明根据车辆制动时质心位置与前后轮载荷变化关系，对制动后车辆的前轮与后轮所显示的重量，用力系平衡方程和力矩平衡方程原理可求得整车重心X和Y值，测试整车重心Z值时采取倾斜测量法，区别于现有车辆质心测量，本发明不需要复杂的机械机构，也不需添加其他的测量模块，能够测量不同轮距和不同轴距的车辆。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请车辆质心位置测量装置示意图；

图2是本申请在水平面上支点测力示意图；

图3是本申请被测车辆在水平面上的示意图；

图4是本申请被测车辆前轮抬高的示意图；

图5是本申请在高度支架上重心Z值测定示意图；

图6是本申请测量模块示意图。

1、测量模块，2、高度支架，3、显示装置，4、过度支架，5、底座支架，6、传感器，7、水平面，8、被测车辆。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种车辆质心位置测量装置，包括测量模块和高度支架，高度支架分别置于其中一组平行测量模块下方，该组平行测量模块是指被抬高前车轮下方的两个测量模块；另一组测量模块设置在水平面上，如地面上或者水平台上，该组测量模块是后车轮下方的两个测量模块；所述测量模块用于测量车辆制动后的前后轮重量，调整测量模块中的底座支架使汽车四轮在一个平面上；高度支架用于将前车轮撑起一定高度Δh。根据显示装置显示的重量数值及前轮在高度支架上的高度数值用力系平衡方程和力矩平衡方程原理，采用四支点测力法来计算车辆质心位置。

所述测量模块，具体为：

传感器，用于测量车辆制动后的前后轮重量；

安装支架，包括底座支架和过渡支架，底座支架上安装有传感器，过渡支架设置在底座支架两侧，方便车辆的前进及后退。

显示装置，该显示装置的输入端与传感器端口相连，用于显示测量结果。

实施例2

本实施例提供了一种车辆质心位置测量方法，包括：

第一步：根据不同车型，轮距和轴距也不相同，已知整车的轮距、轴距和整车重量，根据被测车型的轮距和轴距，首先将4个测量模块1按照被测车辆的轮距和轴距摆放在水平面上，使被测车辆在水平面上匀速行驶，经由过度支架4缓慢驶到4个底座支架5上，如图2所示，当被测车辆前轮和后轮全部驶到底座支架5上时，迅速踩下制动踏板制动；

第二步：通过分别安装在测量模块1内部的传感器6测出此时汽车四轮的受力情况，并采集此时的前轮载荷数据和后轮载荷数据，如图3所示测试整车重心X和Y值时采取水平测量法；

第三步：通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将一组平行测量模块即车前轮抬高，测出此时汽车四轮的受力情况，根据力系平衡方程和力矩平衡方程原理即可测出整车重心Z值。

具体的，测量模块在水平面上的位置根据被测车辆不同的轮距和轴距进行调整。

实施例3

作为实施例2的进一步补充，整车重心X和Y值采取水平测量法，首先测定X轴上AB的值和Y轴上AC的值，由于AB＝CD、AC＝BD，固四个测力点形成一个长方形且ABCD处于同一水平面上，根据∑M_X＝0；∑M_Y＝0可得出，

X＝[(F_A+F_C)-(F_B+F_D)]×AB/(2G)，

Y＝[(F_A+F_B)-(F_C+F_D)]×AC/(2G)，

其中轴距为AB、轮距为AC、整车质量为G、可测量数值为F_A、F_B、F_C、F_D；其中F_A、F_C为车前轮重量，F_B、F_D为车后轮重量。

整车重心X和Y值测量完毕后，测试整车重心Z值时采取倾斜测量法，要求车辆处于平面上，整个平面旋转要围绕一根水平边轴，提升的整车倾斜高度为，进而求出整车重心Z值，具体为：

通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将车前轮下测量模块1抬高Δh，如图4所示，被测车辆前轮坐落在高度支架2上，后轮依旧在水平面7上的测量模块1上，通过分别安装在测量模块1内部的传感器6，测出此时汽车四轮的受力情况，如图5所示被测车辆前轮在测量模块1上抬高Δh，根据车辆重心高度方程为

$Z=\sqrt{x^2-{\mathrm{\Δh}}^2}\·\[x_1-(F_B+F_D)\·x/G\]/\mathrm{\Δ}h$

已知数值为：Δh为通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将一组平行测量模块抬高高度，整车轴距x,x₁代表整车轴距x与测量的质心坐标P之差，即x₁＝x_整车轴距-P_{质心坐标值},x＝x₁+x₂，整车质量G，可测量数值为F_A、F_B、F_C、F_D。根据上述已知量即可测出整车重心Z值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.车辆质心位置测量装置，其特征在于，包括测量模块和高度支架，高度支架分别置于其中一组平行测量模块下方，另一组测量模块设置在水平面上，所述测量模块用于测量车辆制动后的前后轮重量，调整测量模块中的底座支架使汽车四轮在一个平面上；高度支架用于将车轮撑起一定高度。

2.根据权利要求1所述的车辆质心位置测量装置，其特征在于，所述水平面为地面上或者水平台。

3.根据权利要求1所述的车辆质心位置测量装置，其特征在于，所述测量模块，具体为：

传感器，用于测量车辆制动后的前后轮重量；

安装支架，包括底座支架和过渡支架，底座支架上安装有传感器，过渡支架设置在底座支架两侧。

4.根据权利要求3所述的车辆质心位置测量装置，其特征在于，所述测量模块，还包括显示装置，该显示装置的输入端与传感器端口相连，用于显示测量结果。

5.车辆质心位置测量方法，其特征在于，包括：

第一步：首先将测量模块按照被测车辆的轮距和轴距摆放在水平面上，被测车辆在水平面上匀速行驶到测量模块上时，迅速踩下制动踏板制动；

第二步：通过分别安装在测量模块内部的传感器采集此时的前轮载荷数据和后轮载荷数据，求得整车重心X和Y值；

第三步：通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将一组平行测量模块抬高，测出此时汽车四轮的受力情况，测出整车重心Z值。

6.根据权利要求5所述的车辆质心位置测量方法，其特征在于，测量模块在水平面上的位置根据被测车辆不同的轮距和轴距进行调整。

7.根据权利要求5所述的车辆质心位置测量方法，其特征在于，整车重心X和Y值、整车重心Z值是根据力系平衡方程和力矩平衡方程求得。

8.根据权利要求7所述的车辆质心位置测量方法，其特征在于，整车重心X和Y值采取水平测量法，根据∑M_X＝0，∑M_Y＝0可得：

X＝[(F_A+F_C)-(F_B+F_D)]×AB/(2G)

Y＝[(F_A+F_B)-(F_C+F_D)]×AC/(2G)

其中轴距为AB、轮距为AC、整车质量为G、可测量数值为F_A、F_B、F_C、F_D。

9.根据权利要求7所述的车辆质心位置测量方法，其特征在于，测试整车重心Z值时采取倾斜测量法，要求车辆处于平面上，整个平面旋转要围绕一根水平边轴，提升的整车倾斜高度为Δh，进而求出整车重心Z值。

10.根据权利要求9所述的车辆质心位置测量方法，其特征在于，车辆重心高度方程为：

$Z=\sqrt{x^2-{\mathrm{\Δh}}^2}\·\[x_1-(F_B+F_D)\·x/G\]/\mathrm{\Δ}h$

其中，Δh为通过千斤顶、起重机或者其他吊装机构将一组平行测量模块抬高高度，整车轴距x，x₁代表整车轴距x与测量的质心坐标P之差，整车质量G，可测量数值为F_A、F_B、F_C、F_D。