汽车轮廓尺寸测量机

摘要

本发明公开了一种测量精确、高效率测量的车辆三维尺寸的检测装置。包括对称式的龙门式框架、控制电路及操作面板，框架下端有可驱动框架位移的车架(3)和与车轮(5)相配合的轨道(4)，关键是在框架的立柱(1)上设有测量车辆长度与高度的长度测量装置和高度测量装置，框架的横梁(2)上设有可测量车辆宽度的宽度测量装置，控制电路与操作面板和各测量装置连接。本发明测量精度高、测量快速，可快速完成车辆的三维尺寸的测量。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种测量装置，具体是对较大尺寸的机动车的三维尺寸进行快速测量的汽车轮廓尺寸测量机。

背景技术：

近年来，交通运输行业的车辆超限超载严重影响国家财产和公众生命安全，私装私改车辆尺寸超限超载不仅是道路交通事故的主要原因，且对道路还造成严重的损坏。为从源头治理车辆超限超载，国家已于2004年10月正式实施了《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》(GB1589-2004)的强制性标准，《营运车辆综合性能要求和检测方法》(GB18562-2001)整车整备检测项目中要求对汽车尺寸参数进行检测，车辆的结构不得任意改造，车辆整车尺寸参数的检测是运行安全性检测的重要内容之一。但在具体实施过程中，我国汽车管理机构目前仍使用钢卷尺、角度尺及标杆等较原始的技术手段进行手工测量，劳动强度大，效率低，不仅易出现人为误差，特别是随着交通运输量的大幅增加，低效率的检测方式甚至会造成公路检查站点成为道路严重堵塞的原因之一。因此研究快速、高效的机动车辆轮廓尺寸的检测装置，对道路交通的安全管理，提高交通安全性具有非常重要的意义。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种测量精确、高效率测量车辆三维尺寸的检测装置。

实现本发明的技术解决方案如下：包括对称式的龙门式框架、控制电路及操作面板，框架下端有可驱动框架位移的车架3和与车轮5相配合的轨道4，关键是在框架的立柱1上设有测量车辆长度与高度的长度测量装置和高度测量装置，框架的横梁2上设有可测量车辆宽度的宽度测量装置，控制电路与操作面板和各测量装置连接。

所述的车架3有一车架板，车架板设有轮轴支架6，轮轴支架6上设有四个车轮5，车架板下表面设有同步电机7，同步电机7与一主动车轮连接，其余车轮为从动轮。

所述的长度测量装置是在一立柱1一侧设有竖向设置的光电开关光幕8，另一立柱1的对应位置设有光电感知装置。

所述的高度测量装置是在立柱1下端的车架板上设有驱动电机9，立柱1上部设有立柱带轮10，驱动电机9轴上的主动带轮与立柱带轮10之间设有皮带11，皮带11上设有信号发生器件12，另一立柱1上的皮带11的对应高度位置设有信号感知器件13。

所述的宽度测量装置是在横梁2上设置一对主动-从动轮，主动轮与从动轮的皮带上设有激光测距仪14。

所述的横梁2中间位置设有一超声波传感器15。

所述的立柱1和/或横梁2上设有线性滑轨16，皮带11与一连接板17连接，连接板17设有一与滑轨相配合的滑槽或滑块，连接板17上设有光电发射与感知器件或激光测距仪或超声波发生器表现的信号感知发生器12。

所述的车架3的车架板下设有超声波测距传感器19。

本发明给出的汽车轮廓尺寸测量机充分综合已有测量技术，结合测量和交通管理的要求设计出测量精度高、测量快速的自动测量装置，车辆驾驶员无须出车辆缓行-停车-等待就可快速完成三维尺寸的测量。本发明的高效大为提高了管理效率，还可与车辆管理部门的其它数据库进行联网管理，进一步提高或拓展管理部门的工作效率，提高对车辆的监管，进而提高道路的安全性。

附图说明：

图1为本发明的一个实施例的正视结构剖视图。

图2为图1所示实施例的侧视结构示意图。

图3为图1中的A部分放大结构示意图。

图4为图1中的B部分放大结构示意图。

图5为图1中的C部分放大结构示意图。

图6为图2中的E部分放大结构示意图。

图7为图2中的F部分放大结构示意图。

具体实施方式：

请参见图1～图7，本发明的具体实施例如下：包括对称式的龙门式框架、控制电路及操作面板，上述的控制电路为已有技术的选用，以达到控制部件运动和信号传递等功能，操作面板以便于操作和信号数据显示即可亦为已有技术的内容，框架下部还设有可驱动框架位移的车架3和与车轮5相配合的轨道4，其关键是在框架的立柱1上设有测量车辆长度与高度的长度测量装置和高度测量装置，框架的横梁2上设有可测量车辆宽度的宽度测量装置，控制电路与操作面板和各测量装置连接；随着龙门式框架的位移，长、宽、高三个方向的测量装置将待测车辆的三维尺寸精确测定，并与已存在的相应车型数据进行比对，可即时显示所测车辆是否为改装车或改装量值。

上述的车架3有一车架板，车架板设有轮轴支架6，轮轴支架6上设有四个车轮5，车架板下表面设有同步电机7，同步电机7与一主动车轮连接，其余车轮为从动轮；上述四个车轮5中只有一个为主动轮，同步电机7通过带齿的同步带与主动轮啮合，主动轮与轨道4亦带齿的同步带并啮合进退，框架下的左右车架3各有一主动轮，由控制电路驱动二个车架3的同步电机驱动车架可做到框架的整体精确位移、同步控制和同步进给。

上述的长度测量装置是在一立柱1一侧设有竖向设置的光电开关光幕8，另一立柱1的对应位置设有光电感知装置；测量时，待测车辆静止不动，根据光电开关光幕8的截止和传导信号和/或对同步电机7所步的步数进行计算，则可得出待测车辆的长度，在测量车辆长度时，还可同时依据光电开关光幕8被待测车辆是否被遮挡测定车轴之间的间距。

上述的高度测量装置是在立柱1下端的车架板上设有驱动电机9，立柱1上部设有立柱带轮10，驱动电机9轴上的主动带轮与立柱带轮10之间设有皮带11，皮带11上设有信号发生器件12，另一立柱1上的皮带11的对应高度位置设有信号感知器件13；上述的框架的左右立柱1的驱动电机9均与控制电路连接，同步控制驱动电机9的运转，信号发生器件12可以是激光发生器或超声波发生器或一般光电发生器，对应的信号感知器件13则为激光、超声波感知器件或光电感知器件，通过驱动电机9驱动信号发生器件12和信号感知器件13的同步上下往复运动。上述的对射式高度测量装置可得到汽车的最高点，在框架沿轨道4同时运动过程中，可测量出车辆的不同位置的高度，即测得车辆的高度轮廓。

所述的宽度测量装置是在横梁2上设置一对主动和从动轮，主动轮与从动轮的皮带上设有激光测距仪14，激光测距仪14测得横梁2与地面的距离为一定值，可设定为输出高电平，测得的车辆其它高于地面的部位则激光测距仪14输出低电平，通过激光测距仪14的横向运动，则可测得车辆两侧的宽度，再通过车辆或龙门框架的运行则可测得车辆的二维的宽度轮廓。为进一步提高测量精度，上述的皮带为具有固定齿距的同步带，驱动主动轮的步进电机与同步带啮合，通过对步进电机的运转步数进行计数和运转方向的判断，得到精确度更高的车辆侧面轮廓轨迹。所述的横梁2中间位置设有一超声波传感器15，其可测定车厢底部的距离，进一步得到更多的数据对比，如货车车厢内的深度等。

为进一步提高测量的车辆三维轮廓精度，则应保证立柱1和/或横梁2上的测量传感器的运动平稳性，可在立柱1和/或横梁2上设有线性滑轨16，皮带11与一连接板17连接，连接板17设有与滑轨16相配合的滑槽或滑块18，连接板17上设有光电发射与感知器或激光测距仪或超声波发生器，这样当龙门框架运动时产生的振动等不会导致传感装置有大的振动位移。

在实际测量中，汽车静止不动，汽车停车时偏斜角度必然存在，经计算对于车长为12米的货车，1°的偏斜角将导致车宽的测量误差为44cm，这大大超出了测量精度的要求，一般的传统的机械摆正方法都达不到要求，而让驾驶员反复摆正车辆则浪费大量的时间，且也无法消除偏斜角的存在。因此，在车架3的车架板下设有超声波测距传感器19，在龙门框架运行过程中，可对车辆的第一轴车轮和第二轴车轮测量采样得到相关的轴与超声波测距传感器之间的间距值，假设车辆的长度方向与导轨方向之间的夹角(即为停车偏斜角)为α，通过两轴间距和测量所得的轴与超声波测距传感器19的间距值，得到车辆偏斜角α，则可对所测得的车辆宽度或长度值进行修正，得到更精确的测量。

使用时，龙门框架为一宽度、高度均为4米的构架，其纵向进给长度为20米，步进电机驱动龙门框架车架沿轨道4运动。龙门框架的运动同步性直接影响到控制系统的各测量装置采集信号的有效性，为确保龙门框架运动的同步性，龙门框架的每一车架3只有一个主动轮(另有三个从动轮)，并由步进电机通过同步带驱动。轨道4的表面设有同步带，形成同步导轨，车架3的主动轮亦为同步带轮，主动轮与轨道4的同步带啮合前进，可有效防止滑动。驱动两个车架3的步进电机由同一单片机控制，即由同一个程序进行控制，做到同步控制，同步进给。控制系统由一上位机和四个单片机组成，构成分布式控制系统，上位机与下位机(单片机)之间通过串口RS485进行通信，其上位机为工业控制计算机，主要完成数据通信、数据处理、数据库管理、数据输出等工作，下位机采用四台P89C58X2单片机分别对长度、宽度、高度实施信号采集、测量装置运动控制、步进计数，实现测量过程中的实时控制、数据采集与传输。检测时光电测量装置对车辆轮廓跟踪扫描，长度方向采用安全光幕，宽度方向采用激光测距传感器，高度方向采用激光对射式光电开关，实现三个方向的三维轮廓跟踪扫描，同时还采用超声波测距传感器以实现轮距的测量及停车偏斜角度的测量。本发明所公开的测量装置以光电跟踪技术为核心，可对车辆进行三维轮廓进行整体测量，测量过程简单，不仅测量精度高且测量工作效率极高，减轻了工作人员的劳动强度，不会导致因车辆检查而导致的道路堵塞等现象。经过实验，系统的测试结果达到了检测精度的要求，为车辆管理部门稽查尺寸超限车辆提供了一种新型的测量装置。