[发明专利]用于测量车轮定位参数的装置及KC试验台

说明书

本发明公开了一种用于车辆底盘系统KC试验台中测量车轮定位参数的装置，包括设置在KC试验台的垂直加载台上的支撑架装置、六自由度并联机构平台以及用于与车轮连接的转盘，车轮与转盘固定连接，转盘与六自由度并联机构平台的动平台一端固定，六自由度并联机构平台的定平台一端与支撑架装置固定连接，六自由度并联机构平台动、定平台之间设置有六条支链，各支链为具有多个自由度的柔性支链，各支链上装有位移传感器，用以测量各支链的位移变化从而计算出车轮的空间姿态，再结合KC试验台加载系统的位移传感器测量值即可获得轮胎定位参数。本发明还公开了具有上述装置的用于车辆底盘系统KC试验台。本发明的装置通过并联机构测量原理，可准确获取KC试验轮胎定位参数，误差更小，安装方便。

技术领域

本发明属于车辆底盘系统KC试验技术领域，特别涉及一种用于车辆底盘系统KC试验台中测量车轮定位参数的装置及具有该装置的KC试验台。

背景技术

车辆底盘系统KC试验主要包括平行轮跳、反向轮跳、纵向力加载、侧向力加载、回正力矩加载及原地转向工况。试验台驱动加载方式主要为垂直(Z＇方向)、侧向(Y＇方向)、纵向(X＇方向)和绕垂直旋转方向(Rz＇方向)加载。测量目标参数主要包括轮心垂向(z方向)、侧向(y方向)、纵向(x方向)直线位移，轮胎绕x、y、z轴方向转动的角位移、轮胎接地中心垂直、侧向及纵向位移。其中加载台坐标系采用车辆坐标系，即当车辆在水平路面上处于静止状态时，定义坐标系Z＇轴通过汽车质心指向上方，X＇轴平行于地面指向车辆后方，Y＇轴为驾驶员指向副驾驶方向。轮胎采用轮胎坐标系，即坐标系的原点是车轮平面接地印迹中心，x轴定义为车轮中性面与地面的交线，前进方向为正；y轴定义为车轮旋转轴线在地面上的投影线，向左为正；z轴垂直向上为正。

在对车轮进行加载的过程中需要精确测量车轮的定位参数，目前国内外KC试验台对车轮定位参数进行测量时通常采用两种方法：六自由度机械臂法和三点法。六自由度机械臂通过六个绝对式角位移传感器测量六个旋转轴的旋转角度，结合各已知臂长来计算轮心的定位参数，但是由于机械臂本质为串联机构，容易导致误差的累积和放大效应，影响测量结果的精确性；而三点法是通过安装三支高精度的微位移传感器在车轮轮毂上，根据传感器的数值解算出轮心的角位移与线位移变化量，但是由于三点法测量原理的误差，使得车轮坐标系与定义坐标系具有一定偏差，导致测量的车轮前束角与外倾角跟理论上的值有一定误差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明一方面提供了一种用于车辆底盘系统KC试验台中测量车轮定位参数的装置，其通过对车轮空间位姿连接结构的优化改进，进而可减小测量误差累积和放大，并克服因测量坐标系与车轮坐标系偏差带来的测量误差，实现对车轮参数的精确测量。本发明的另一方面还提供一种具有上述测量装置的KC试验台。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种用于车辆底盘系统KC试验台中测量车轮定位参数的装置，用于对车轮定位参数进行精确测量，其特征在于，该装置包括：

设置在KC试验台的垂直加载台上的支撑架装置、与该支撑架装置末端端部连接的六自由度并联机构平台以及设置在六自由度并联机构平台端部的用于与车轮连接的转盘，待测量的车轮设置在KC试验台的旋转加载台上并与转盘固定连接，该转盘与六自由度并联机构平台的一端固定，该六自由度并联机构平台的另一端与支撑架装置固定连接；

其中，所述六自由度并联机构平台上设置有六条支链，各支链为具有多个自由度的柔性支链，各支链上装有位移传感器，用以测量各支链的位移变化并以此作为待测车轮的位移变化，从而计算出车轮的空间姿态，再结合KC试验台加载系统的位移传感器测量值即可获得轮胎定位参数。

作为本发明的进一步优选，所述六自由度并联机构平台包括两平行间隔布置的平台，分别为动平台和定平台，转盘与动平台固定连接，定平台与支撑架装置末端端部固定连接，所述六条支链设置在动平台和定平台之间且端部分别与二者通过虎克铰链连接。