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3D四轮定位仪检定装置及其优化设计

吕晓军  
【摘要】:随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,我国汽车拥有量逐年增加,人们开始将目光投向汽车安全,四轮定位作为汽车安全行驶性能的重要指标,受到交通管理部门、技术监督部门、车企、驾驶员和汽车维修保养行业的重视。车轮定位参数在汽车出厂时应该经过严格检测,保证车辆行驶安全。车辆在行驶一段时间后,可能出现汽车行驶不稳定,轮胎异常磨损,方向盘操作吃力等现象,这都与车轮的定位参数有关。 四轮定位的主要参数包括:前束角、外倾角、主销内倾角、主销后倾角、推力角。定位参数要靠四轮定位仪来检测校正,才能保证汽车的行驶安全。当下正在广泛使用的四轮定位仪是3D四轮定位仪,它是由高分辨率的摄像机采集反光板上的图像信息,经过图像处理计算出车轮的定位参数。相对于传统的四轮定位仪,它使用一块反光板代替传统的装有复杂光电装置的传感器,使得新型四轮定位仪装夹方便,操作简单,检测迅速而且精度高。 3D四轮定位仪具有检测方便、占用地面面积小等诸多优点,但是还没有一种精准的方式对它的各项技术指标进行全面衡量。针对这种情况,本文开发了一种图像式四轮定位仪的检定装置,该装置具有检测稳定性高,检测精度完全能够达到图像式四轮定位仪检定所需的精度,真实模拟汽车四轮定位各主要定位参数,满足各计量单位、相关科研单位、国家相关权威检测部门、大中型企业和相关院校对这种四轮定位仪的检定校准需要。 本文主要探讨了3D四轮定位仪的检定原理和方法,研究检定装置的机械结构及其优化,应用ANSYS软件对检定装置重要部件做有限元分析,在此基础上优化机构设计,以节省材料、减轻质量、改进结构的可操作性并使装置更加方便携带为目标,寻求一种最优的结构设计。建立在严格缜密精确模拟计算基础上的工程设计,在结构刚度、检测精度上取得合理的分析结果,进一步的优化设计使结构设计更加合理。文章最后研究了三维设计软件Solid Works与有限元分析软件ANSYS相结合的问题,指出两者兼容容易出现错误的地方,表明CAD和CAM相结合将是未来工程设计的一个发展方向。 3D四轮定位仪检定装置是一个复杂的系统问题,本文所做研究注重结构设计与分析,更多的细节问题还需要进一步深入研究。


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