專利名稱：汽車輪廓尺寸測量機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量裝置，具體是對較大尺寸的機(jī)動車的三維尺寸進(jìn)行 快速測量的汽車輪廓尺寸測量機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來，交通運(yùn)輸行業(yè)的車輛超限超載嚴(yán)重影響國家財產(chǎn)和公眾生命安 全，私裝私改車輛尺寸超限超載不僅是道路交通事故的主要原因，且對道 路還造成嚴(yán)重的損壞。為從源頭治理車輛超限超載，國家已于2004年10 月正式實(shí)施了《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》(GB1589-2004 )的 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，《營運(yùn)車輛綜合性能要求和檢測方法》(GB18562-2001 )整車 整備檢測項目中要求對汽車尺寸參數(shù)進(jìn)行檢測，車輛的結(jié)構(gòu)不得任意改造， 車輛整車尺寸參數(shù)的檢測是運(yùn)行安全性檢測的重要內(nèi)容之一。但在具體實(shí) 施過程中，我國汽車管理機(jī)構(gòu)目前仍使用鋼卷尺、角度尺及標(biāo)桿等較原始 的技術(shù)手段進(jìn)行手工測量，勞動強(qiáng)度大，效率低，不僅易出現(xiàn)人為誤差， 特別是隨著交通運(yùn)輸量的大幅增加，低效率的檢測方式甚至?xí)斐晒窓z 查站點(diǎn)成為道路嚴(yán)重堵塞的原因之一。因此研究快速、高效的機(jī)動車輛輪 廓尺寸的檢測裝置，對道路交通的安全管理，提高交通安全性具有非常重 要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是公開一種測量精確、高效率測量車輛三維尺寸的檢
4測裝置。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下包括對稱式的龍門式框架、控制電路 及操作面板，框架下端有可驅(qū)動框架位移的車架3和與車輪5相配合的軌 道4，關(guān)鍵是在框架的立柱1上設(shè)有測量車輛長度與高度的長度測量裝置和 高度測量裝置，框架的橫梁2上設(shè)有可測量車輛寬度的寬度測量裝置，控 制電路與操作面板和各測量裝置連接。
所述的車架3有一車架板，車架板設(shè)有輪軸支架6，輪軸支架6上設(shè)有 四個車輪5，車架板下表面設(shè)有同步電機(jī)7，同步電機(jī)7與一主動車輪連接， 其余車輪為從動輪。
所述的長度測量裝置是在一立柱1 一側(cè)設(shè)有豎向設(shè)置的光電開關(guān)光幕 8，另一立柱l的對應(yīng)位置設(shè)有光電感知裝置。
所述的高度測量裝置是在立柱1下端的車架板上設(shè)有驅(qū)動電機(jī)9，立柱 1上部設(shè)有立柱帶輪10，驅(qū)動電機(jī)9軸上的主動帶輪與立柱帶輪10之間設(shè) 有皮帶ll，皮帶11上設(shè)有信號發(fā)生器件12,另一立柱l上的皮帶ll的對 應(yīng)高度位置設(shè)有信號感知器件13。
所述的寬度測量裝置是在橫梁2上設(shè)置一對主動-從動輪，主動輪與從 動輪的皮帶上設(shè)有激光測距儀14。
所述的橫梁2中間位置設(shè)有一超聲波傳感器15。
所述的立柱1和/或橫梁2上設(shè)有線性滑軌16,皮帶11與一連接板17 連接，連接板17設(shè)有一與滑軌相配合的滑槽或滑塊，連接板17上設(shè)有光
電發(fā)射與感知器件或激光測距儀或超聲波發(fā)生器表現(xiàn)的信號感知發(fā)生器 12。說明書第3/7頁
所述的車架3的車架板下設(shè)有超聲波測距傳感器19。 本發(fā)明給出的汽車輪廓尺寸測量機(jī)充分綜合已有測量技術(shù)，結(jié)合測量和 交通管理的要求設(shè)計出測量精度高、測量快速的自動測量裝置，車輛駕駛 員無須出車輛緩行-停車-等待就可快速完成三維尺寸的測量。本發(fā)明的高 效大為提高了管理效率，還可與車輛管理部門的其它數(shù)據(jù)庫進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理, 進(jìn)一步提高或拓展管理部門的工作效率，提高對車輛的監(jiān)管，進(jìn)而提高道 路的安全性。 '


圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施例的正視結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖2為圖1所示實(shí)施例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1中的A部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖1中的B部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為圖1中的C部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為圖2中的E部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。 ' 圖7為圖2中的F部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參見圖1~圖7，本發(fā)明的具體實(shí)施例如下包括對稱式的龍門式框 架、控制電路及搡作面板，上述的控制電路為已有技術(shù)的選用，以達(dá)到控 制部件運(yùn)動和信號傳遞等功能，操作面板以便于搡作和信號數(shù)據(jù)顯示即可 亦為已有技術(shù)的內(nèi)容，框架下部還設(shè)有可驅(qū)動框架位移的車架3和與車輪5 相配合的軌道4，其關(guān)鍵是在框架的立柱1上設(shè)有測量車輛長度與高度的長 度測量裝置和高度測量裝置，框架的橫梁2上設(shè)有可測量車輛寬度的寬度測量裝置，控制電路與操作面板和各測量裝置連接；隨著龍門式框架的位
移，長、寬、高三個方向的測量裝置將待測車輛的三維尺寸精確測定，并 與已存在的相應(yīng)車型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，可即時顯示所測車輛是否為改裝車或 改裝量值。
上述的車架3有一車架板，車架板設(shè)有輪軸支架6,輪軸支架6上設(shè)有 四個車輪5,車架板下表面設(shè)有同步電機(jī)7,同步電機(jī)7與一主動車輪連接， 其余車輪為從動輪；上述四個車輪5中只有一個為主動輪，同步電機(jī)7通 過帶齒的同步帶與主動輪嚙合，主動輪與軌道4亦帶齒的同步帶并嚙合進(jìn) 退，框架下的左右車架3各有一主動輪，由控制電路驅(qū)動二個車架3的同 步電機(jī)驅(qū)動車架可做到框架的整體精確位移、同步控制和同步進(jìn)給。
上述的長度測量裝置是在一立柱1一側(cè)設(shè)有豎向設(shè)置的光電開關(guān)光幕 8，另一立柱1的對應(yīng)位置設(shè)有光電感知裝置；測量時，待測車輛靜止不 動，根據(jù)光電開關(guān)光幕8的截止和傳導(dǎo)信號和/或?qū)ν诫姍C(jī)7所步的步 數(shù)進(jìn)行計算，則可得出待測車輛的長度，在測量車輛長度時，還可同時依 據(jù)光電開關(guān)光幕8被待測車輛是否被遮擋測定車軸之間的間距。
上述的高度測量裝置是在立柱1下端的車架板上設(shè)有驅(qū)動電機(jī)9,立柱 1上部設(shè)有立柱帶輪10,驅(qū)動電機(jī)9軸上的主動帶輪與立柱帶輪IO之間設(shè) 有皮帶ll,皮帶11上設(shè)有信號發(fā)生器件12,另一立柱l上的皮帶ll的對 應(yīng)高度位置設(shè)有信號感知器件13;上述的框架的左右立柱1的驅(qū)動電機(jī)9 均與控制電路連接，同步控制驅(qū)動電機(jī)9的運(yùn)轉(zhuǎn)，信號發(fā)生器件12可以是 激光發(fā)生器或超聲波發(fā)生器或一般光電發(fā)生器，對應(yīng)的信號感知器件13則 為激光、超聲波感知器件或光電感知器件，通過驅(qū)動電機(jī)9驅(qū)動信號發(fā)生器件12和信號感知器件13的同步上下往復(fù)運(yùn)動。上述的對射式高度測量 裝置可得到汽車的最高點(diǎn)，在框架沿軌道4同時運(yùn)動過程中，可測量出車 輛的不同位置的高度，即測得車輛的高度輪廓。
所述的寬度測量裝置是在橫梁2上設(shè)置一對主動和從動輪，主動輪與 從動輪的皮帶上設(shè)有激光測距儀14，激光測距儀14測得橫梁2與地面的距 離為一定值，可設(shè)定為輸出高電平，測得的車輛其它高于地面的部位則激 光測距儀14輸出低電平，通過激光測距儀14的橫向運(yùn)動，則可測得車輛
兩側(cè)的寬度，再通過車輛或龍門框架的運(yùn)行則可測得車輛的二維的寬度輪 廓。為進(jìn)一步提高測量精度，上述的皮帶為具有固定齒距的同步帶，驅(qū)動 主動輪的步進(jìn)電機(jī)與同步帶嚙合，通過對步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)進(jìn)行計數(shù)和 運(yùn)轉(zhuǎn)方向的判斷，得到精確度更高的車輛側(cè)面輪廓軌跡。所述的橫梁2中 間位置設(shè)有一超聲波傳感器15，其可測定車廂底部的距離，進(jìn)一步得到更 多的數(shù)據(jù)對比，如貨車車廂內(nèi)的深度等。
為進(jìn)一步提高測量的車輛三維輪廓精度，則應(yīng)保證立柱1和/或橫梁2 上的測量傳感器的運(yùn)動平穩(wěn)性，可在立柱1和/或橫梁2上設(shè)有線性滑軌16， 皮帶11與一連接板17連接，連接板17設(shè)有與滑軌16相配合的滑槽或滑 塊18，連接板17上設(shè)有光電發(fā)射與感知器或激光測距儀或超聲波發(fā)生器， 這樣當(dāng)龍門框架運(yùn)動時產(chǎn)生的振動等不會導(dǎo)致傳感裝置有大的振動位移。 在實(shí)際測量中，汽車靜止不動，汽車停車時偏斜角度必然存在，經(jīng)計 算對于車長為12米的貨車，r的偏斜角將導(dǎo)致車寬的測量誤差為44cm， 這大大超出了測量精度的要求， 一般的傳統(tǒng)的機(jī)械擺正方法都達(dá)不到要 求，而讓駕駛員反復(fù)擺正車輛則浪費(fèi)大量的時間，且也無法消除偏斜角的存在。因此，在車架3的車架板下設(shè)有超聲波測距傳感器19，在龍門框架 運(yùn)行過程中，可對車輛的第一軸車輪和第二軸車輪測量釆樣得到相關(guān)的軸 與超聲波測距傳感器之間的間距值，假設(shè)車輛Ml長度方向與導(dǎo)軌方向之間
的夾角(即為停車偏斜角)為a,通過兩軸間距和測量所得的軸與超聲波 測距傳感器19的間距值，得到車輛偏斜角a，則可對所測得的車輛寬度 或長度值進(jìn)行修正，得到更精確的測量。
使用時，龍門框架為一寬度、高度均為4米的構(gòu)架，其縱向進(jìn)給長度 為20米，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動龍門框架車架沿軌道4運(yùn)動。龍門框架的運(yùn)動同
步性直接影響到控制系統(tǒng)的各測量裝置釆集信號的有效性，為確保龍門框 架運(yùn)動的同步性，龍門框架的每一車架3只有二個主動輪(另有三個從動 輪)，并由步進(jìn)電機(jī)通過同步帶驅(qū)動。軌道4的表面設(shè)有同步帶，形成同 步導(dǎo)軌，車架3的主動輪亦為同步帶輪，主動輪與軌道4的同步帶嚙合前 進(jìn)，可有效防止滑動。驅(qū)動兩個車架3的步進(jìn)電機(jī)由同一單片機(jī)控制，即 由同一個程序進(jìn)行控制，做到同步控制，同步進(jìn)給。控制系統(tǒng)由一上位機(jī) 和四個單片機(jī)組成，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，上位機(jī)與下位機(jī)(單片機(jī))之 間通過串口 RS485進(jìn)行通信，其上位機(jī)為工業(yè)控制計算機(jī)，主要完成數(shù)據(jù) 通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)輸出等工作，下位機(jī)釆用四臺P89C58X2 單片機(jī)分別對長度、寬度、高度實(shí)施信號釆集、測量裝置運(yùn)動控制、步進(jìn) 計數(shù)，實(shí)現(xiàn)測量過程中的實(shí)時控制、數(shù)據(jù)采集與傳輸。檢測時光電測量裝 置對車輛輪廓跟蹤掃描，長度方向釆用安全光幕，寬度方向釆用激光測距 傳感器，高度方向采用激光對射式光電開關(guān)，實(shí)現(xiàn)三個方向的三維輪廓跟 蹤掃描，同時還釆用超聲波測距傳感器以實(shí)現(xiàn)輪距的測量及停車偏斜角度的測量。本發(fā)明所公開的測量裝置以光電跟蹤技術(shù)為核心，可對車輛進(jìn)行 三維輪廓進(jìn)行整體測量，測量過程簡單，不僅測量精度高且測量工作效率 極高，減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度，不會導(dǎo)致因車輛檢查而導(dǎo)致的道路堵 塞等現(xiàn)象。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)的測試結(jié)果達(dá)到了檢測精度的要求，為車輛管 理部門稽查尺寸超限車輛提供了一種新型的測量裝置。
權(quán)利要求
1.一種汽車輪廓尺寸測量機(jī)，包括對稱式的龍門式框架、控制電路及操作面板，框架下端有可驅(qū)動框架位移的車架(3)和與車輪(5)相配合的軌道(4)，其特征在于在框架的立柱(1)上設(shè)有測量車輛長度與高度的長度測量裝置和高度測量裝置，框架的橫梁(2)上設(shè)有可測量車輛寬度的寬度測量裝置，控制電路與操作面板和各測量裝置連接。
2. 按權(quán)利要求l所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的車架(3) 有一車架板，車架板設(shè)有輪軸支架(6),輪軸支架(6)上設(shè)有四個車輪(5),車架板下表面設(shè)有同步電機(jī)(7),同步電機(jī)(7)與一主動車輪連 接，其余車輪為從動輪。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的長度 測量裝置是在一立柱(1) 一側(cè)設(shè)有豎向設(shè)置的光電開關(guān)光幕(8),另一 立柱(1)的對應(yīng)位置設(shè)有光電感知裝置。
4. 按權(quán)利要求3所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的高度測量裝置是在立柱(1)下端的車架板上設(shè)有驅(qū)動電機(jī)(9)，立柱(1)上部設(shè) 有立柱帶輪(10)，驅(qū)動電機(jī)(9)軸上的主動帶輪與立柱帶輪(10)之 間設(shè)有皮帶(11),皮帶(11)上設(shè)有信號發(fā)生器件(12 )，另 一立柱(1) 上的皮帶(11)的對應(yīng)高度位置設(shè)有信號感知器件(13)。
5. 按權(quán)利要求4所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的寬度測量裝置是在橫梁(2)上設(shè)置一對主動-從動輪，主動輪與從動輪的皮帶上設(shè) 有激光測距儀(14)。
6. 按權(quán)利要求5所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的橫梁(2)中間位置設(shè)有一超聲波傳感器(15)。
7. 按權(quán)利要求4或5或6所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的立 柱(1)和/或橫梁(2)上設(shè)有線性滑軌(16)，皮帶(11)與一連接板(17)連接，連接板(17)設(shè)有一與滑軌相配合的滑槽或滑塊(18)，連 接板(17)上設(shè)有光電發(fā)射與感知器件或激光測距儀或超聲波發(fā)生器表 現(xiàn)的信號感知發(fā)生器(12)。
8. 按權(quán)利要求7所述的汽車輪廓尺寸測量機(jī)，其特征在于所述的車架(3) 的車架板下設(shè)有超聲波測距傳感器(19)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量精確、高效率測量的車輛三維尺寸的檢測裝置。包括對稱式的龍門式框架、控制電路及操作面板，框架下端有可驅(qū)動框架位移的車架(3)和與車輪(5)相配合的軌道(4)，關(guān)鍵是在框架的立柱(1)上設(shè)有測量車輛長度與高度的長度測量裝置和高度測量裝置，框架的橫梁(2)上設(shè)有可測量車輛寬度的寬度測量裝置，控制電路與操作面板和各測量裝置連接。本發(fā)明測量精度高、測量快速，可快速完成車輛的三維尺寸的測量。
文檔編號G01B17/06GK101685005SQ20081021170
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者濤 何, 馮洪亮, 勝 劉, 姜慶昌, 斌 張, 曹印忠, 凱 李, 李占茹, 王建鎖, 石望遠(yuǎn), 陳燕生, 韓旭普 申請人:廊坊市威達(dá)科技發(fā)展有限公司;河北省公安廳公安交通管理局