一种车辆转向轮转角测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆转向轮转角测量方法，包括：步骤一、将测试车辆开到指定位置；步骤二、将转向盘处于中间位置，采集激光位移传感器移动过程中的左前轮位移值和右前轮位移值；步骤三、将转向盘转向极限位置，采集激光位移传感器移动过程中的左前轮位移值、右前轮位移值，激光位移传感器与左前轮的最近端距离、最远端距离，右前轮的最近端距离、最远端距离；步骤四、对左前轮和右前轮的极限转向角进行计算，并判断数据是否输出；步骤五、确定数据输出后，分别得到左前轮的极限转向角和右前轮的极限转向角，进而计算车辆的最小转向半径；本发明专利技术公开了一种车辆转向轮转角测量装置。

A measuring device and method for turning angle of vehicle steering wheel

The invention discloses a vehicle steering wheel angle measurement method, which comprises the following steps: first, the test vehicle to a specified location; step two, the steering wheel in the middle position, the left front wheel displacement during the process of collecting the laser displacement sensor moves in the right front wheel value and the displacement value; step three, the steering wheel steering limit position, left the front wheel displacement during the process of collecting the laser displacement sensor in mobile value, the right front wheel displacement, distance, the distance of the distal end of recent laser displacement sensor and the left front wheel, closest distance, the most distant distance of the right front wheel; step four, the left front wheel and right front wheel steering angle limit is calculated, and to determine whether the data output; step five, determine the data output, the limit respectively limit left front wheel steering angle and the right front wheel steering angle, and then calculates the minimum turning radius of vehicle The invention discloses a measuring device for turning angle of a vehicle steering wheel.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆转向轮转角测量装置及方法
本专利技术涉及车辆试验测试领域，具体涉及一种车辆转向轮转角测量装置及方法。
技术介绍
车辆最小转向半径由车辆转向系统结构参数所决定，是车辆通过性的主要性能指标，是越野车辆机动性的主要性能指标，也是拖拉机田间通过性的主要性能指标，在车辆整机装配完成下线后都需要进行最小转向半径测试。车辆下线时或使用过程中，其转向轮的最大转角可能会出现达不到设计要求，需要进行试验测量，由于前轮转角是个空间量，还有轮轴、护板等零件，不方便采用机械方法进行测量；目前车辆最小转向半径是采用场地测试的方法，在空旷的场地由驾驶员驾驶车辆，把方向盘转到极限位置，以尽可能低的速度进行等速圆周行驶，记录下行驶轨迹，然后测量转向半径。场地测试对场地空间大小要求高，且有安全隐患，需要熟练驾驶人员操作，耗时长。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种车辆转向轮转角测量装置，本专利技术的专利技术目的是解决对数据采集空间要求小，试验速度要求快，方便测试转向轮转角的问题。本专利技术设计开发了一种车辆转向轮转角测量方法，本专利技术的专利技术目的是解决在实际过程中数据不可靠，判断数据准确性繁琐等问题。本专利技术提供的技术方案为：一种车辆转向轮转角测量装置，包括：滑轨架，其上滑轨高度可调节；步进电机，其安装在所述滑轨上，能够用于驱动所述滑轨滑动；激光位移传感器，其与所述滑轨上的滑块固定连接，通过所述步进电机带动滑动。一种车辆转向轮转角测量方法，包括如下步骤：步骤一、将测试车辆开到指定位置，将转向盘处于中间位置，使转向轮车轮平面平行于测量装置滑轨，并且将测量装置高度调整到车辆前轮两侧的轮胎中心高度；步骤二、开启步进电机，前轮两侧激光位移传感器由步进电机带动从滑轨一端移动到另一端，在激光位移传感器移动过程中采集数据并处理，得到车轮平面与测量装置滑轨的初始夹角αL0、αR0；步骤三、将车辆转向盘转向左转向极限位置，开启步进电机，前轮两侧激光位移传感器从滑轨一端移动到另一端，在激光位移传感器移动过程中，采集数据并处理，得到极限转角位置处车轮平面与测量装置滑轨的夹角αL1、αR1，并且输出左车轮极限转角值为αL＝αL1-αL0、右车轮极限转角值为αR＝αR1-αR0；步骤四、通过下述公式分别依据将车辆转向盘转向左转向极限位置的左、右车轮的极限转角值计算车辆左转向的最小转向半径RLmin，计算公式为：式中，L为轴距，M为轮距，取其中大的值作为最小转向半径：RLmin＝max(RLminl，RLminr)。步骤五、将车辆转向盘转向右转向极限位置，开启步进电机，前轮两侧激光位移传感器从滑轨一端移动到另一端，在激光位移传感器移动过程中采集数据并处理，得到极限转角位置处车轮平面与测量装置滑轨的夹角αL2、αR2，并输出左车轮极限转角值为α′L＝αL2+αL0、右车轮极限转角值为α′R＝αR2+αR0；步骤六、通过下述公式分别将车辆转向盘转向右转向极限位置的左、右车轮的极限转角值计算车辆右转向的最小转向半径RRmin，计算公式为：式中，L为轴距，M为轮距，取其中大的值作为最小转向半径：RRmin＝max(RRminl，RRminr)。优选的是，在所述步骤二中，在激光位移传感器移动过程中采集数据包括：采集并记录左侧激光位移传感器到左前轮的距离随时间变化的历程数据DL(t)和右侧激光位移传感器到右前轮的距离随时间变化的历程数据DR(t)；记录左、右侧步进电机输出的控制脉冲数随时间变化的历程数据PL(t)、PR(t)；按照步进电机步距角β和传动装置传动比i0换算为左、右侧步进电机位移随时间变化的历程数据SL(t)＝βi0PL(t)、SR(t)＝βi0PR(t)；在所述步骤三中，在激光位移传感器移动过程中采集数据包括：采集并记录左侧激光位移传感器到左前轮的距离随时间变化的历程数据D1L(t)和右侧激光位移传感器到右前轮的距离随时间变化的历程数据D1R(t)；记录左、右侧步进电机输出的控制脉冲数随时间变化的历程数据D1L(t)、P1R(t)；按照步进电机步距角β和传动装置传动比i0换算为左、右侧步进电机位移随时间变化的历程数据S1L(t)＝βi0P1L(t)、S1R(t)＝βi0P1R(t)；在所述步骤五中，在激光位移传感器移动过程中采集数据包括：采集并记录左侧激光位移传感器到左前轮的距离随时间变化的历程数据D2L(t)和右侧激光位移传感器到右前轮的距离随时间变化的历程数据D2R(t)；记录左、右侧步进电机输出的控制脉冲数随时间变化的历程数据P2L(t)、P2R(t)；按照步进电机步距角β和传动装置传动比i0换算为左、右侧步进电机位移随时间变化的历程数据S2L(t)＝βi0P2L(t)、S2R(t)＝βi0P2R(t)。优选的是，在所述步骤二中，判断车轮平面与测量装置滑轨的初始夹角αL0、αR0是否在允许误差范围内，若误差范围不能满足要求，则提示试验人员调整车辆位置，重复所述步骤一，若误差范围满足要求，则进行所述步骤二；其中，所述误差范围为αL0＜＜1°，αR0＜＜1°。优选的是，在所述步骤二、所述步骤三和所述步骤五中，所述步进电机用变速控制，对应轮胎前、后侧壁处扫描速度慢于对应轮毂处扫描速度。优选的是，在所述步骤二、所述步骤三和所述步骤五中，在激光位移传感器测试过程中采用自适应滤波算法，具体方法如下：采集对应每一个测试点，激光位移传感器采集N个数据，输出距离值为yi，计算表征数据离散程度的距离测试值标准差：式中，根据信号强度值和标准差值调整滤波强度调整采样数据点数，包括：当信号强度值高，标准差值小时，取较少的采样点数；当信号强度值低，标准差值大时，取较多的采样点数。优选的是，所述采样数据点数取值包括：当σ≤σ1时，所述采样数据点数为3～5；当σ＞σ1时，所述采样数据点数为4～6；式中，σ1为设定的标准差阈值。优选的是，所述采样数据点数取值包括：当σ≤σ1时，所述采样数据点数为3；当σ＞σ1时，所述采样数据点数为4；当σ≤σ1时，所述采样数据点数为4；当σ＞σ1时，所述采样数据点数为5；当σ≤σ1时，所述采样数据点数为5；当σ＞σ1时，所述采样数据点数为6；式中，为平均信号强度值，Qi为信号强度值，Q1、Q2为设定的信号强度阈值，σ1为设定的标准差阈值。优选的是，在所述步骤二、所述步骤三或者所述步骤五中，采用模式识别算法进行数据处理得到极限转向角，包括如下方法：对采集并记录的数据进行抽样，得到标识激光位移传感器与被测轮胎表面距离的二维数组：(x1，y1)，(x2，y2)，...(xn-1，yn-1)，(xn，yn)，xi-ti时刻S(t)的值，i＝1，2...，n，yi-ti时刻D(t)的值，i＝1，2...，n；在所述二维数组的前、后各选取m组数据作为对称点识别区间，包括如下数据：前区间数据：(xf1，yf1)＝(x1，y1)，(xf2，yf2)＝(x2，y2)，……，(xfm，yfm)＝(xm，ym)；后区间数据：(xr1，yr1)＝(xn-m+1，yn-m+1)，(xf2，yf2)＝(xn-m+2，yn-m+2)，……，(xfm，yfm)＝(xn，yn)；得到对比数据块的累计均方差为：式中，为对比数据块的计算平均斜率，Ki为相应各点连线的斜率值，i＝1，2，…，l1，l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆转向轮转角测量装置，其特征在于，包括：滑轨架，其上滑轨高度可调节；步进电机，其安装在所述滑轨上，能够用于驱动所述滑轨滑动；激光位移传感器，其与所述滑轨上的滑块固定连接，通过所述步进电机带动滑动。

【技术特征摘要】
1.一种车辆转向轮转角测量装置，其特征在于，包括：滑轨架，其上滑轨高度可调节；步进电机，其安装在所述滑轨上，能够用于驱动所述滑轨滑动；激光位移传感器，其与所述滑轨上的滑块固定连接，通过所述步进电机带动滑动。2.一种车辆转向轮转角测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将测试车辆开到指定位置，将转向盘处于中间位置，使转向轮车轮平面平行于测量装置滑轨，并且将测量装置高度调整到车辆前轮两侧的轮胎中心高度；步骤二、开启步进电机，前轮两侧激光位移传感器由步进电机带动从滑轨一端移动到另一端，在激光位移传感器移动过程中采集数据并处理，得到车轮平面与测量装置滑轨的初始夹角αL0、αR0；步骤三、将车辆转向盘转向左转向极限位置，开启步进电机，前轮两侧激光位移传感器从滑轨一端移动到另一端，在激光位移传感器移动过程中，采集数据并处理，得到极限转角位置处车轮平面与测量装置滑轨的夹角αL1、αR1，并且输出左车轮极限转角值为αL＝αL1-αL0、右车轮极限转角值为αR＝αR1-αR0；步骤四、通过下述公式分别依据将车辆转向盘转向左转向极限位置的左、右车轮的极限转角值计算车辆左转向的最小转向半径RLmin，计算公式为：式中，L为轴距，M为轮距，取其中大的值作为最小转向半径：RLmin＝max(RLminl，RLminr)；步骤五、将车辆转向盘转向右转向极限位置，开启步进电机，前轮两侧激光位移传感器从滑轨一端移动到另一端，在激光位移传感器移动过程中采集数据并处理，得到极限转角位置处车轮平面与测量装置滑轨的夹角αL2、αR2，并输出左车轮极限转角值为α′L＝αL2+αL0、右车轮极限转角值为α′R＝αR2+αR0；步骤六、通过下述公式分别将车辆转向盘转向右转向极限位置的左、右车轮的极限转角值计算车辆右转向的最小转向半径RRmin，计算公式为：式中，L为轴距，M为轮距，取其中大的值作为最小转向半径：RRmin＝max(RRminl，RRminr)。3.如权利要求2所述的车辆转向轮转角测量方法，其特征在于，在所述步骤二中，在激光位移传感器移动过程中采集数据包括：采集并记录左侧激光位移传感器到左前轮的距离随时间变化的历程数据DL(t)和右侧激光位移传感器到右前轮的距离随时间变化的历程数据DR(t)；记录左、右侧步进电机输出的控制脉冲数随时间变化的历程数据PL(t)、PR(t)；按照步进电机步距角β和传动装置传动比i0换算为左、右侧步进电机位移随时间变化的历程数据SL(t)＝βi0PL(t)、SR(t)＝βi0PR(t)；在所述步骤三中，在激光位移传感器移动过程中采集数据包括：采集并记录左侧激光位移传感器到左前轮的距离随时间变化的历程数据D1L(t)和右侧激光位移传感器到右前轮的距离随时间变化的历程数据D1R(t)；记录左、右侧步进电机输出的控制脉冲数随时间变化的历程数据P1L(t)、P1R(t)；按照步进电机步距角β和传动装置传动比i0换算为左、右侧步进电机位移随时间变化的历程数据S1L(t)＝βi0P1L(t)、S1R(t)＝βi0P1R(t)；在所述步骤五中，在激光位移传感器移动过程中采集数据包括：采集并记录左侧激光位移传感器到左前轮的距离随时间变化的历程数据D2L(t)和右侧激光位移传感器到右前轮的距离随时间变化的历程数据D2R(t)；记录左、右侧步进电机输出的控制脉冲数随时间变化的历程数据P2L(t)、P2R(t)；按...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢延辉，张友坤，吴广彬，王永聪，朱宏波，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22