CN116907877A - 一种六自由度对正的汽车摆正设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆生产检测标定技术领域。公开一种六自由度对正的汽车摆正设备，包括，前轮撑开总成，包括用于支撑车辆两前轮的两V型前轮滚筒机构，两V型前轮滚筒机构之间连接有前轮撑开机构，前轮撑开机构的两活动端用于撑开车辆前轮，以及，前撑开升降机构，用于支撑两V型前轮滚筒机构升降；后轮撑开总成，包括用于支撑车辆两后轮的两后轮滚筒机构，两后轮滚筒机构之间连接有后轮撑开机构；前轮撑开机构中心和后轮撑开机构中心与车辆中心对齐。本发明能够实现适应不同轴距、不同轮胎尺寸的车辆，根据车辆具体的车型参数，对摆正设备自身位置进行补偿调整，对车辆进行六个方向自由度的摆正。
Description
技术领域
本发明属于车辆生产检测标定技术领域，尤其涉及一种六自由度对正的汽车摆正设备。
背景技术
车辆工业高速发展，车辆的智能化越来越高，车辆的驾驶辅助功能应用越来越广泛，包括自适应巡航***、车道偏离预警***、全景影像***、抬头显示***、盲点检测***等，以上这些车辆的驾驶辅助功能的应用都需要建立在车辆生产过程中对这些功能的精准标定的基础上，为了使标定过程精确，需要对车辆在标定场所内的六个方向的自由度进行精确对正，其中六个方向自由度包括X、Y、Z、俯仰角pitch、偏航角yaw、横滚角roll。
而目前行业内的汽车摆正设备大多无法实现对车辆六个方向自由度进行对正，主要有两种情况，一种前轴平行滚筒形式，无法实现X向的对正定位，另一种为前轴V型滚筒，当车辆轮胎尺寸变化时，无法实现对俯仰角pitch的对正定位。
因此，如何实现在车辆驾驶辅助功能的标定过程中，对车辆的六个方向自由度进行对正，保证驾驶辅助功能更精准的进行标定，成为本领域内需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种六自由度对正的汽车摆正设备，能够实现适应不同轴距、不同轮胎尺寸的车辆，根据车辆具体的车型参数，对摆正设备自身位置进行补偿调整，对车辆进行六个方向自由度的摆正。
为实现上述目的，本发明提供了一种六自由度对正的汽车摆正设备，包括，
前轮撑开总成，包括用于支撑车辆两前轮的两V型前轮滚筒机构，两所述V型前轮滚筒机构之间连接有前轮撑开机构，所述前轮撑开机构的两活动端用于撑开车辆前轮，以及，
前撑开升降机构，用于支撑两所述V型前轮滚筒机构升降；
后轮撑开总成，包括用于支撑车辆两后轮的两后轮滚筒机构，两所述后轮滚筒机构之间连接有后轮撑开机构；
所述前轮撑开机构中心和所述后轮撑开机构中心与车辆中心对齐；
车辆定位总成，用于监测车辆位置并反馈数据至所述前轮撑开机构、所述前撑开升降机构、所述后轮撑开机构。
进一步的，所述V型前轮滚筒机构包括一前轮滚筒框架，所述前轮滚筒框架内倾斜设置有两排第一滚筒组，两所述第一滚筒组相互远离的高端与所述前轮滚筒框架转动连接，两所述第一滚筒组相互靠近的低端与所述前轮滚筒框架转动连接，车辆前轮位于两所述第一滚筒组上。
进一步的，所述前轮撑开机构包括与两所述前轮滚筒框架固接的前轮撑开框架，所述前轮撑开框架内壁固接有两相对设置的前轮撑开轨道，所述前轮撑开轨道上滑动连接有两前轮撑开板，两所述前轮撑开板分别用于推动车辆两前轮，两所述前轮撑开板通过前轮撑开板驱动件运动方向相反。
进一步的，所述前轮撑开板驱动件包括固定在所述前轮撑开框架内的前轮撑开驱动气缸，所述前轮撑开框架中心位置固接有前轮中心轴，所述前轮中心轴上转动连接有第一连杆，所述第一连杆两端分别铰接有一第二连杆，两所述第二连杆末端分别与两所述前轮撑开板一端铰接，所述前轮撑开驱动气缸的活动端与任一所述前轮撑开板传动连接。
进一步的，所述前撑开升降机构包括一底座，所述底座顶端固接有驱动电机，所述驱动电机输出端传动连接有连杆机构，所述连杆机构的顶端与所述前轮滚筒框架连接。
进一步的，所述后轮滚筒机构包括后轮滚筒框架，所述后轮滚筒框架内水平设置有第二滚筒组，所述第二滚筒组与所述后轮滚筒框架转动连接，且所述第二滚筒组用于支撑车辆后轮。
进一步的，所述后轮撑开机构包括与两所述后轮滚筒框架连接的后轮撑开框架，所述后轮撑开框架内壁固接有两相对设置的后轮撑开轨道，所述后轮撑开轨道上滑动连接有两后轮撑开板，所述后轮撑开框架中间位置固接有两后轮中心轴，所述后轮中心轴上转动连接有后撑开三角连杆，两所述后撑开三角连杆一端通过后撑开横连杆连接，两所述后撑开三角连杆另一端分别通过一后撑开短连杆与两所述后轮撑开板分别铰接，所述后轮撑开框架上固接有后轮撑开气缸，所述后轮撑开气缸输出端与任一所述后轮撑开板传动连接。
进一步的，所述车辆定位总成包括车辆信息采集器，与车辆摆正后位置对应设置，所述车辆信息采集器用于采集车辆位置、车辆轮胎参数数据。
进一步的，所述车辆定位总成还包括控制单元，所述车辆信息采集器反馈信号至控制单元，所述控制单元驱动所述前轮撑开机构、所述后轮撑开机构、所述前撑开升降机构工作驱动车辆运动摆正。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
1.本发明通过前轮撑开机构、V型前轮滚筒机构、前撑开升降机构、后轮撑开机构配合可实现车辆在六个方向自由度的对正，保证车辆标定时姿态准确，提高车辆标定精度。
2.车辆到位后，通过车辆定位总成对车辆位置进行实时监测并反馈，所有对正动作均可自动实现，对车辆的适应性高，且节省人工操作。
3.整体结构及控制策略简单，便于实施。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为前轮撑开总成的立体图；
图2为后轮撑开总成的立体图；
图3为图1的俯视图；
图4为图2的俯视图；
图5为车辆与汽车摆正设备位置关系的立体图；
其中，1-前轮撑开机构，101-前轮撑开框架，102-前轮撑开轨道，103-前轮撑开板，104-前轮撑开驱动气缸，105-前轮中心轴，106-第一连杆，107-第二连杆，2-V型前轮滚筒机构，201-前轮滚筒框架，202-第一滚筒组，3-前撑开升降机构，301-底座，302-驱动电机，303-驱动丝杠，304-移动块，305-第三连杆，306-第四连杆，307-连接杆，4-后轮滚筒机构，401-后轮滚筒框架，402-第二滚筒组，5-后轮撑开机构，501-后轮撑开框架，502-后轮撑开轨道，503-后轮撑开板，504-后轮中心轴，505-后撑开三角连杆，506-后撑开横连杆，507-后撑开短连杆，508-后轮撑开气缸，6-车辆信息采集器，7-控制单元。
具体实施方式
下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-图5，本发明提供一种六自由度对正的汽车摆正设备，包括，前轮撑开总成，包括用于支撑车辆两前轮的两V型前轮滚筒机构2，标定过程开始后，将车辆前轮送至前轮撑开总成上，并且使得车辆两前轮分别位于两V型前轮滚筒机构2上，由于V型前轮滚筒机构2采用V型设计，在车辆自身重力下，车辆前轮会滚动至V型前轮滚筒机构2底部，此时车辆左右车轮在X方向位置一致，且高度一致，故车辆的X方向位置、横滚角roll已对正。
两V型前轮滚筒机构2之间连接有前轮撑开机构1，前轮撑开机构1的两活动端用于撑开车辆前轮。
后轮撑开总成，包括用于支撑车辆两后轮的两后轮滚筒机构4，两后轮滚筒机构4之间连接有后轮撑开机构5；前轮撑开机构1中心和后轮撑开机构5中心与车辆中心对齐。
可以理解的，前轮撑开机构1上具有两运动方向相反的活动端，两活动端同步运动且运动距离相等，在前轮撑开机构1和后轮撑开机构5的作用下，前轮撑开机构1和后轮撑开机构5的活动端配合推动车辆左右轮胎，使车辆中心与前轮撑开机构1和后轮撑开机构5即车辆摆正设备的中心对齐，故此时车辆的Y方向位置，偏航角yaw对正。
前撑开升降机构3，用于支撑两V型前轮滚筒机构2升降。前撑开升降机构3用于驱动车辆前轮的升降，该车辆摆正设备可根据标定车辆的具体车轮参数，自动控制前撑开升降机构3的动作及停止，通过前撑开升降机构3的上升或者下降，实现前轮撑开总成上升或下降至准确位置，使车辆的前后轮中心高度达到一致，此时，车辆的Z方向位置，俯仰角pitch已对正。
车辆定位总成，用于监测车辆位置并反馈数据至前轮撑开机构1、前撑开升降机构3、后轮撑开机构5。车辆定位总成固定在某一特定位置，该位置与测量最后停止位置对应，车辆驶入车辆摆正设备后，该车辆定位总成监测车辆位置，并反馈数据至前轮撑开机构1、前撑开升降机构3、后轮撑开机构5，前轮撑开机构1、前撑开升降机构3、后轮撑开机构5根据反馈数据调整驱动，实现对车辆的最终摆正。
进一步优化方案，参照图1、图3，V型前轮滚筒机构2包括一前轮滚筒框架201，前轮滚筒框架201内倾斜设置有两排第一滚筒组202，两第一滚筒组202相互远离的高端与前轮滚筒框架201转动连接，两第一滚筒组202相互靠近的低端与前轮滚筒框架201转动连接，车辆前轮位于两第一滚筒组202上。
可以理解的，前轮滚筒框架201用于对第一滚筒组202进行支撑，两第一滚筒组202配合形成一V型的槽结构，当车辆的前轮置入前轮滚筒框架201内后，测量在自重作用下滑并落至V型的槽结构槽底部被支撑。
其中，第一滚筒组202包括若干排列布置的第一滚筒。
其中，第一滚筒组202中的第一滚筒延伸方向与车辆前轮正前方对应。
进一步优化方案，参照图1、图3，前轮撑开机构1包括与两前轮滚筒框架201固接的前轮撑开框架101，前轮撑开框架101内壁固接有两相对设置的前轮撑开轨道102，前轮撑开轨道102上滑动连接有两前轮撑开板103，两前轮撑开板103分别用于推动车辆两前轮，两前轮撑开板103通过前轮撑开板驱动件运动方向相反。
其中，两前轮撑开板103沿前轮撑开轨道102水平相反运动，并且，两前轮撑开板103的运动同步且运动距离相等。
本发明的一个具体实施方式中，当车辆置入前轮撑开框架101后，车辆中心与前轮撑开机构1中心对齐，两前轮撑开板103运动至车辆的前轮位置并与前轮侧面接触后停止运动。
本发明的一个具体实施方式中，当车辆置入前轮撑开框架101后，车辆中心偏离前轮撑开机构1中心，其中一与前轮之间距离小的前轮撑开板103运动至车辆的前轮位置并驱动该前轮沿前轮撑开板103方向运动，当另一前轮撑开板103与车辆的另一前轮接触后，两前轮撑开板103停止运动。
进一步优化方案，参照图1、图3，前轮撑开板驱动件包括固定在前轮撑开框架101内的前轮撑开驱动气缸104，前轮撑开框架101中心位置固接有前轮中心轴105，前轮中心轴105上转动连接有第一连杆106，第一连杆106两端分别铰接有一第二连杆107，两第二连杆107末端分别与两前轮撑开板103一端铰接，前轮撑开驱动气缸104的活动端与任一前轮撑开板103传动连接。
可以理解的，由于前轮中心轴105固定在前轮撑开框架101的中心位置，因此当前轮撑开驱动气缸104工作驱动其中一前轮撑开板103移动时，前轮撑开板103带动其中一第二连杆107运动，第二连杆107带动第一连杆106运动，由第一连杆106带动另一第二连杆107运动，实现两前轮撑开板103的同步运动且运动距离相等。
进一步优化方案，前撑开升降机构3包括一底座301，底座301顶端固接有驱动电机302，驱动电机302输出端传动连接有连杆机构，连杆机构的顶端与前轮滚筒框架201连接。
可以理解的，底座301为固定在地面上或者底架上，通过驱动电机302工作，实现连杆机构的升降，带动前轮滚筒框架201的升降，同时，前轮滚筒框架201与前轮撑开框架101连接固定。
本发明的一个具体实施例中，连杆机构为四个竖直杆，其中三个竖直杆与底座301固定，穿设在前轮滚筒框架201上且与前轮滚筒框架201滑动连接，剩余一个竖直杆与底座301转动连接，穿设在前轮滚筒框架201上且与前轮滚筒框架201螺纹连接，该竖直杆上套设固定有一锥齿轮，驱动电机302输出端固接有另一锥齿轮，两锥齿轮配合驱动竖直杆旋转，实现前轮滚筒框架201的升降。
本发明的另一个具体实施例中，参照图1，驱动电机302输出端固接有驱动丝杠303，驱动丝杠303上螺纹连接有移动块304，移动块304与底座301限位滑动连接，移动块304通过驱动电机302沿驱动丝杠303水平运动；
底座301顶端铰接有两相对设置的第三连杆305，两第三连杆305内壁设置有第四连杆306，第三连杆305与第四连杆306呈X型设置且中部转动连接，第三连杆305顶端和第四连杆306顶端分别与两前轮滚筒框架201底端铰接，移动块304上穿设固定有连接杆307，连接杆307两端分别与两第四连杆306铰接。
进一步优化方案，参照图2、图4，后轮滚筒机构4包括后轮滚筒框架401，后轮滚筒框架401内水平设置有第二滚筒组402，第二滚筒组402与后轮滚筒框架401转动连接，且第二滚筒组402用于支撑车辆后轮。
其中，后轮滚筒框架401内的第二滚筒组402用于对车辆后轮进行支撑，同时，第二滚筒组402需要水平设置，目的是保证车辆前轮在前轮滚筒框架201内可移动。
同理，第二滚筒组402由若干排列布置的第二滚筒组成，第二滚筒的延伸方向与与车辆正前方对应。
进一步优化方案，后轮撑开机构5包括与两后轮滚筒框架401连接的后轮撑开框架501，后轮撑开框架501内壁固接有两相对设置的后轮撑开轨道502，后轮撑开轨道502上滑动连接有两后轮撑开板503，后轮撑开框架501中间位置固接有两后轮中心轴504，后轮中心轴504上转动连接有后撑开三角连杆505，两后撑开三角连杆505一端通过后撑开横连杆506连接，两后撑开三角连杆505另一端分别通过一后撑开短连杆507与两后轮撑开板503分别铰接，后轮撑开框架501上固接有后轮撑开气缸508，后轮撑开气缸508输出端与任一后轮撑开板503传动连接。
可以理解的，由于两组后轮中心轴504固定在后轮撑开框架501的中心位置，因此当后轮撑开气缸508工作驱动其中一后轮撑开板503移动时，后轮撑开板503带动后撑开短连杆507运动，后撑开短连杆507带动后撑开三角连杆505运动，后撑开横连杆506保证两个后撑开三角连杆505同步运动，同时后撑开三角连杆505拉动另一个后撑开短连杆507运动，另一个后撑开短连杆507带动另一个后轮撑开板503运动，实现两后轮撑开板503的同步运动且运动距离相等。
后轮撑开框架与前轮撑开框架101配合使用。
进一步优化方案，参照图5，车辆定位总成包括车辆信息采集器6，与车辆摆正后位置对应设置，车辆信息采集器6用于采集车辆位置、车辆轮胎参数数据，车辆信息采集器正对车辆前轮位置，通过采集车辆前轮图像，即可接收到车辆位置信息，并通过前轮轮胎图像计算出轮胎规格参数。
进一步优化方案，车辆定位总成还包括控制单元7，车辆信息采集器6将采集到的车辆位置信息及车辆轮胎规格参数转化为电信号反馈至控制单元7，控制单元7根据车辆位置信息判定车辆是否到位，如车辆已到位，即可根据车辆轮胎规格参数信息，计算得出前程开升降机构需要运动的距离，之后驱动前轮撑开机构1、后轮撑开机构5、前撑开升降机构3工作驱动车辆运动摆正。
其中，车辆驶入汽车摆正设备后，车辆信息采集器6会收集车辆相关信息，包括车辆是否到位、车辆轮胎参数，并将相关信息输入至控制单元7，控制单元7接收到上述信息后，对汽车摆正设备发出运行指令，使车辆摆正设备的前轮撑开机构1、后轮撑开机构5同时动作，前撑开升降机构3驱动前轮撑开总成提升或降低至准确的位置，自动完成车辆的摆正工作。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：包括，
前轮撑开总成，包括用于支撑车辆两前轮的两V型前轮滚筒机构(2)，两所述V型前轮滚筒机构(2)之间连接有前轮撑开机构(1)，所述前轮撑开机构(1)的两活动端用于撑开车辆前轮，以及，
前撑开升降机构(3)，用于支撑两所述V型前轮滚筒机构(2)升降；
后轮撑开总成，包括用于支撑车辆两后轮的两后轮滚筒机构(4)，两所述后轮滚筒机构(4)之间连接有后轮撑开机构(5)；
所述前轮撑开机构(1)中心和所述后轮撑开机构(5)中心与车辆中心对齐；
车辆定位总成，用于监测车辆位置并反馈数据至所述前轮撑开机构(1)、所述前撑开升降机构(3)、所述后轮撑开机构(5)。
2.根据权利要求1所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述V型前轮滚筒机构(2)包括一前轮滚筒框架(201)，所述前轮滚筒框架(201)内倾斜设置有两排第一滚筒组(202)，两所述第一滚筒组(202)相互远离的高端与所述前轮滚筒框架(201)转动连接，两所述第一滚筒组(202)相互靠近的低端与所述前轮滚筒框架(201)转动连接，车辆前轮位于两所述第一滚筒组(202)上。
3.根据权利要求2所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述前轮撑开机构(1)包括与两所述前轮滚筒框架(201)固接的前轮撑开框架(101)，所述前轮撑开框架(101)内壁固接有两相对设置的前轮撑开轨道(102)，所述前轮撑开轨道(102)上滑动连接有两前轮撑开板(103)，两所述前轮撑开板(103)分别用于推动车辆两前轮，两所述前轮撑开板(103)通过前轮撑开板驱动件运动方向相反。
4.根据权利要求3所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述前轮撑开板驱动件包括固定在所述前轮撑开框架(101)内的前轮撑开驱动气缸(104)，所述前轮撑开框架(101)中心位置固接有前轮中心轴(105)，所述前轮中心轴(105)上转动连接有第一连杆(106)，所述第一连杆(106)两端分别铰接有一第二连杆(107)，两所述第二连杆(107)末端分别与两所述前轮撑开板(103)一端铰接，所述前轮撑开驱动气缸(104)的活动端与任一所述前轮撑开板(103)传动连接。
5.根据权利要求2所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述前撑开升降机构(3)包括一底座(301)，所述底座(301)顶端固接有驱动电机(302)，所述驱动电机(302)输出端传动连接有连杆机构，所述连杆机构的顶端与所述前轮滚筒框架(201)连接。
6.根据权利要求1所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述后轮滚筒机构(4)包括后轮滚筒框架(401)，所述后轮滚筒框架(401)内水平设置有第二滚筒组(402)，所述第二滚筒组(402)与所述后轮滚筒框架(401)转动连接，且所述第二滚筒组(402)用于支撑车辆后轮。
7.根据权利要求6所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述后轮撑开机构(5)包括与两所述后轮滚筒框架(401)连接的后轮撑开框架(501)，所述后轮撑开框架(501)内壁固接有两相对设置的后轮撑开轨道(502)，所述后轮撑开轨道(502)上滑动连接有两后轮撑开板(503)，所述后轮撑开框架(501)中间位置固接有两后轮中心轴(504)，所述后轮中心轴(504)上转动连接有后撑开三角连杆(505)，两所述后撑开三角连杆(505)一端通过后撑开横连杆(506)连接，两所述后撑开三角连杆(505)另一端分别通过一后撑开短连杆(507)与两所述后轮撑开板(503)分别铰接，所述后轮撑开框架(501)上固接有后轮撑开气缸(508)，所述后轮撑开气缸(508)输出端与任一所述后轮撑开板(503)传动连接。
8.根据权利要求1所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述车辆定位总成包括车辆信息采集器(6)，与车辆摆正后位置对应设置，所述车辆信息采集器(6)用于采集车辆位置、车辆轮胎参数数据。
9.根据权利要求8所述的六自由度对正的汽车摆正设备，其特征在于：所述车辆定位总成还包括控制单元(7)，所述车辆信息采集器(6)反馈信号至控制单元(7)，所述控制单元(7)驱动所述前轮撑开机构(1)、所述后轮撑开机构(5)、所述前撑开升降机构(3)工作驱动车辆运动摆正。
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