ЛЮФТМЕТР СО СВЕТОВЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ФИКСАЦИИ НАЧАЛА ПОВОРОТА УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС Российский патент 2004 года по МПК G01M17/06 G01B5/24 

Изобретение относится к диагностированию транспортных машин, в частности к средствам измерения суммарного люфта в рулевом управлении. Кроме того, оно может быть использовано в машиностроении при выпуске из производства автомобилей, тракторов и других колесных машин.

Известно устройство для диагностирования рулевого управления транспортного средства, которое содержит дискретные датчики трогания управляемых колес, формирователь импульсов, схемы ИЛИ и преобразователи /1/.

Недостатки указанного устройства: имеет сложную и дорогостоящую конструкцию, мало приемлемо для широкого использования в обычных эксплуатационных условиях.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является динамометр с гидравлическим люфтмером на диске для диагностирования рулевого управления, содержащий люфтметр с измерительным элементом, шкалами и присоединенным к нему узлом для установки люфтметра на обод рулевого колеса, а также динамометр, являющийся по назначению устройством для имитации начала поворота управляемых колес /2/.

Недостатком известной конструкции является то, что она не обеспечивает достаточно точную фиксацию начала поворота управляемых колес.

Задачей изобретения является создание люфтметра, позволявшего измерять суммарный люфт в рулевом управлении с учетом действительного начала поворота управляемых колес.

Сущность изобретения заключается в следующем. Люфтметр дополнительно содержит устройство для фиксации поворота управляемых колес, которое выполнено в виде прожектора с экраном. Прожектор снабжен сменными световыми фильтрами и подвижно размещен на установочной телескопической оси - шарнирно соединен с нею и имеет возможность перемещения как вдоль, так и вокруг нее, а ось посредством магнитной шайбы или установочной лапки жестко присоединена к диску управляемого колеса, расположенного со стороны рулевого колеса. Экран выполнен со знаком "+" в центре его рабочей поверхности и размещен с возможностью принимать лучи света прожектора - в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем: на стене со стороны управляемых колес, либо со стороны рулевого колеса или на основании со стороны рулевого колеса, а также на телескопической опоре, к которой экран присоединен шарнирно. Указанная опора обладает телескопическим эффектом и может быть установлена посредством ее магнитной шайбы на ферромагнитную подставку, размещенную на основании со стороны рулевого колеса, либо таким же образом присоединена к корпусу автотранспортного средства и также со стороны рулевого колеса. На основании изображена контрольная линия или размещен упор, обеспечивающие установку автотранспортного средства в заданном относительно экранов месте. В результате представляется возможным измерять суммарный люфт в рулевом управлении с учетом начала поворота управляемых колес, которое определяют по началу смещения светового пятна на экране относительно знака "+". Размещение экрана в различных точках, в том числе и на корпусе автотранспортного средства, позволяет улучшить эксплуатационные возможности люфтметра. Кроме того, для повышения точности измерений концы линий знака "+" выступают за контур светового пятна, а на линиях знака нанесены установочные и контрольные штрихи. Для удобства измерений экран снабжен фотоэлементами, скоммутированными со звуковым сигналом, с дисплеем компьютера, а также с сигнальной лампой либо со световым или цифровым табло, которые установлены в корпусе люфтметра.

На фиг.1 и 2 изображен люфтметр со световым устройством для фиксации начала поворота управляемых колес.

Люфтметр 3 с измерительным элементом и шкалами установлен на ободе 2 рулевого колеса автотранспортного средства 1. Устройство для фиксации начала поворота управляемых колес 13 состоит из прожектора 10 и экрана 4. Прожектор 10 посредством шарнира 14 присоединен к установочной оси, выполненной из телескопически составленных трубок 15 и 16. К трубке 16 большего диаметра присоединена магнитная шайба 11 с установочной лапкой /не показана/. При помощи шайбы 11 ось с прожектором 10 жестко соединена с диском колеса 13. При необходимости указанную ось присоединяют к шпильке колеса 13 посредством лапки /не показано/. Прожектор 10 за счет телескопического эффекта оси имеет возможность перемещения как вдоль, так и вокруг нее. Кроме того, он может поворачиваться на шарнире 14. Световой поток прожектора 10 в поперечном сечении имеет окружность, например в виде пятна или точки. Дли получения на экране 4 цветов, отличающихся от белого, прожектор 10 снабжен сменными световыми фильтрами /не показаны/. Экран 4 со знаком "+" 19 в центре выполнен или размещен на основании 12 либо на стене, расположенной параллельно или перпендикулярно оси симметрии автотранспортного средства 1 /изображение экрана на основании 12 и стены с экраном не показаны/. При этом экран находится со стороны рулевого колеса 2, а его центр - в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем. При размещении /изображении/ экрана на основании 12 его центр лежит на линии пересечения основания 12 с вертикальной плоскостью, проходящей через световую ось прожектора 10. Центр экрана, выполненного на стене, параллельной оси симметрии автотранспортного средства, находится на линии пересечения плоскости этой стены с вертикальной плоскостью, проходящей через световую ось прожектора 10. Центр экрана, выполненного на стене, перпендикулярной оси симметрии автотранспортного средства, лежит на линии пересечения плоскости этой стены с вертикальной плоскостью, проходящей через световую ось прожектора 10. При необходимости экран 4 может быть присоединен к телескопической опоре, состоящей из трубок 8 и 9, посредством шарнира 5. Указанная опора снабжена магнитной шайбой 7, при помощи которой она установлена на ферромагнитную подставку 6, размещенную на основании 12 со стороны рулевого колеса. При этом центр экрана 4 также находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем, и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через световую ось прожектора 10. При необходимости опора с экраном 4 посредством шайбы 7 может быть присоединена к корпусу автотранспортного средства 1 со стороны рулевого колеса /показано штриховыми линиями/. Центр экрана 4 в данном случае должен находиться в той же вертикальной плоскости и в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем. Для повышения точности измерений концы линий знака "+" 19 выступают за контур светового пятна 18, полученного при направлении света в центр знака 19 под прямым углом к рабочей поверхности экрана 4. С этой же целью точки пересечения контура светового пятна 18 с горизонтальной линией знака "+" 19 отмечены установочными штрихами 24, а концы этой линии завершены контрольными штрихами 17. Указанные штрихи симметричны относительно горизонтальной линии знака 19 и параллельны его вертикальной линии. Причем длина каждого установочного 24 штриха меньше длины контрольного 17, а длина каждого контрольного 17 штриха не превышает длины линии знака 19. Ширина каждого штриха 24 и 17 меньше ширины линии знака 19. Для удобства измерений экран 4 снабжен фотоэлементами 20, выполненными по форме симметричной плоской фигуры, например круга, и размещенными на поверхности экрана 4 слева и справа от вертикальной линии знака "+" 19. Контуры их светопринимающих поверхностей касаются контура светового пятна 18 в месте касания с ним установочных 24 штрихов. При этом в корпусе люфтметра 3 размещены сигнальная лампа, световое или цифровое табло /не показаны/, скоммутированные с фотоэлементами 20. Если экран 4 предусмотрено использовать как установленным на основании 12 /показано сплошными линиями/, так и присоединенным к корпусу автотранспортного средства 1 /показано штриховыми линиями/, то на его рабочую поверхность должны быть нанесены установочные 21 и контрольные 22 штрихи по вертикальной линии знака 19, а также установлены фотоэлементы 23 сверху и снизу от горизонтальной линии этого знака. Дли удобства измерений фотоэлементы 20 и 23 скоммутированы со звуковым сигналом, для хранения и обработки информации - с дисплеем компьютера /не показано/.

Суммарный люфт в рулевом управлении измеряют следующим образом. Устанавливают автотранспортное средство 1 на основание 12. Если в процессе измерений предусмотрено использование экрана, размещенного или выполненного на стене или на основании 12, то автотранспортное средство 1 при этом устанавливают в определенное относительно экрана место - до касания одного из управляемых колес 13 упора или на контрольную линию, изображенную на поверхности основания 12, после чего упор убирают или отводят его от колеса 13.

Устанавливают колеса 13 в положение прямолинейного движения. К нижней или верхней точке обода рулевого колеса 2 присоединяют люфтметр 3. На диск колеса 13, размещенного со стороны рулевого колеса 2, посредством магнитной шайбы 11 устанавливают прожектор 10 или присоединяют указанную шайбу к шпильке диска при помощи установочной лапки /шпилька и лапка не показаны/. Если диагностический пункт или гараж не оборудован экраном на стене и он не обозначен на поверхности основания 12, то устанавливают экран 4 на ферромагнитную подставку 6 при помощи магнитной шайбы 7 или таким же образом присоединяют его к корпусу автотранспортного средства 1. При этом экран 4 размещают со стороны рулевого колеса так, чтобы его центр находился в поле видимости наблюдателя, сидящего за рулем, а его рабочая поверхность обращена к прожектору 10. При необходимости перемещают экран 4 в осевом направлении /трубка 9 с экраном 4 входит в трубку 8 или выходит из нее/ или поворачивают вокруг оси /трубка 9 с экраном 4 вращается в трубке 8/ по часовой либо против часовой стрелки. При этом экран 4 можно повертывать на шарнире 5. После чего уточняют положение экрана 4: горизонтальная линия знака "+" 19 /горизонтальная ось симметрии экрана 4/ должна быть параллельна основанию и перпендикулярна оси симметрии автотранспортного средства 1, а плоскость, проходящая через рабочую поверхность экрана, должна иметь прямой либо острый угол к основанию /на фиг.1 он обозначен символом α/. Направляют прожектор 10 на экран. При необходимости перемещают его в осевом направлении /трубка 15 с прожектором 10 входит в трубку 16 или выходит из нее/ или поворачивают вокруг оси /трубка 15 с прожектором 10 вращается в трубке 16/ по часовой либо против часовой стрелки. При этом прожектор 10 можно поворачивать на некоторый угол посредством шарнира 14, например, ориентировать его световую ось параллельно или перпендикулярно вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии автотранспортного средства I, и таким образом направлять на экран. Манипулируя прожектором 10 или экраном 4, если он смонтирован на подвижной опоре и снабжен шарниром 5, "устанавливают" световое пятно 18 между штрихами 24 и симметрично относительно горизонтальной линии знака "+" 19. При этом штрихи 24 должны касаться контура пятна 18. Если пятно 18 не "вписывается" в расстояние между указанными штрихами, то подводят линию его контура к одному из этих штрихов. Поворачивают рулевое колесо и по началу смещения светового пятна 18 на экране фиксируют начало поворота управляемых колес 13 при условии, что контур пятна 18 не должен выходить за контрольный 17 /22/ штрих. В этом положении устанавливают нуль на люфтметре. После этого поворачивают рулевое колесо в противоположном направлении до начала смещения пятна 18 в обратную сторону. В этот момент по шкале люфтметра 3 определяют суммарный люфт рулевого колеса. Если экран снабжен фотоэлементами 20 /23/, то "установку" светового пятна 18 на экране 4 и начало поворота управляемых колес 13 контролируют и фиксируют по сигнальной лампе, световому или цифровому табло, по звуковому сигналу или на дисплее компьютера. Электросигнал при этом создается в результате воздействия на фотоэлементы 20 /23/ светового потока, направленного от прожектора 10. Причем, чем больше смещение потока влево или вправо от центра знака "+" 19, тем сильнее электросигнал, что позволяет отслеживать положение светового пятна 18 на экране. После измерений снимают в обратном порядке с обода рулевого колеса 2 люфтметр 3, от диска управляемого колеса 13 отделяют прожектор 10, с подставки 6 или с корпуса автотранспортного средства 1 - экран 4.

Предложен люфтметр со световым устройством для фиксации начала поворота управляемых колес в процессе измерения суммарного люфта в рулевом управлении. Световое устройство состоит из прожектора и экрана. Прожектор шарнирно присоединен к телескопической оси и посредством магнитной шайбы или специальной лапки установлен на диск управляемого колеса. Экран аналогичным образом может быть присоединен к ферромагнитной подставке, размещенной на основании, или к корпусу автотранспортного средства. Кроме того, экран может быть выполнен на поверхности основания или на стене. Устройство снабжено фотоэлементами, размещенными на экране и скоммутированными с сигнальными приборами, а также с дисплеем компьютера. Предложенный люфтметр в совокупности со световым устройством обеспечивает возможность проверки рулевого управления автотранспортных средств в соответствии с современными требованиями, регламентированными ГОСТ 51709-2001.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.с. СССР №1661613, G 01 M 17/06, 18.04.89.

2. Патент РФ №2161787, G 01 M 17/06, G 01 B 13/18, 22.09.98.

Изобретение относится к диагностированию транспортных машин, в частности к средствам измерения суммарного люфта в рулевом управлении. Кроме того, оно может быть использовано в машиностроении при выпуске из производства автомобилей, тракторов и других колесных машин. Предложен люфтметр со световым устройством для фиксации начала поворота управляемых колес в процессе измерения суммарного люфта в рулевом управлении. Световое устройство состоит из прожектора и экрана. Прожектор шарнирно присоединен к телескопической оси и посредством магнитной шайбы или специальной лапки установлен на диск управляемого колеса. Экран аналогичным образом может быть присоединен к ферромагнитной подставке, размещенной на основании, или к корпусу автотранспортного средства. Кроме того, экран может быть выполнен на поверхности основания или на стене. Устройство снабжено фотоэлементами, размещенными на экране и скоммутированными с сигнальными приборами, а также с дисплеем компьютера. Технический результат заключается в создании лифтметра, позволяющего измерить суммарный люфт в рулевом управлении с учетом действительного начала поворота управляемых колес. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Люфтметр со световым устройством для фиксации начала поворота управляемых колес, содержащий люфтметр с измерительным элементом, шкалами и присоединенным к нему узлом для установки люфтметра на обод рулевого колеса, устройство для фиксации начала поворота управляемых колес, скоммутированное с люфтметром, отличающийся тем, что устройство для фиксации поворота управляемых колес выполнено в виде прожектора с экраном, при этом прожектор подвижно размещен на установочной оси - шарнирно соединен с указанной осью и имеет возможность перемещения как вдоль, так и вокруг нее, а указанная ось посредством магнитной шайбы жестко присоединена к диску управляемого колеса, расположенного со стороны рулевого колеса, экран выполнен со знаком "+" в центре его плоской рабочей поверхности и размещен с возможностью принимать лучи света прожектора, причем световой поток прожектора в поперечном сечении имеет окружность и проходит вблизи корпуса параллельно оси симметрии автотранспортного средства либо перпендикулярно его оси симметрии, его световая ось - через центр экрана в вертикальной плоскости, параллельной либо перпендикулярной оси симметрии автотранспортного средства, параллельно основанию или под углом к нему, а плоскость экрана размещена на основании, параллельно основанию или образует с ним прямой либо острый угол в указанной вертикальной плоскости и находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем.2. Люфтметр по п.1, отличающийся тем, что магнитная шайба оси прожектора снабжена установочной лапкой, обеспечивающей возможность присоединения оси с прожектором к шпильке управляемого колеса.3. Люфтметр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что прожектор снабжен сменными световыми фильтрами для получения на экране цветов, отличающихся от белого.4. Люфтметр по пп.1-3, отличающийся тем, что экран выполнен или размещен на стене, расположенной параллельно оси симметрии автотранспортного средства, со стороны рулевого колеса, при этом его центр находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем, и лежит на линии пересечения плоскости стены с вертикальной плоскостью, проходящей через световую ось прожектора.5. Люфтметр по пп.1-3, отличающийся тем, что экран выполнен или размещен на стене, расположенной перпендикулярно оси симметрии автотранспортного средства, со стороны управляемых колес, при этом его центр по высоте находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем, и смещен от оси симметрии автотранспортного средства к управляемому колесу со стороны рулевого колеса до пересечения с вертикальной плоскостью, проходящей через световую ось прожектора.6. Люфтметр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что экран выполнен или размещен на основании со стороны рулевого колеса, при этом его центр находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем, и лежит на линии пересечения основания с вертикальной плоскостью, проходящей через световую ось прожектора.7. Люфтметр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что экран шарнирно присоединен к телескопической опоре, которая посредством магнитной шайбы установлена на ферромагнитную подставку, размещенную на основании со стороны рулевого колеса, при этом центр экрана находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем, и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через световую ось прожектора.8. Люфтметр по п.7, отличающийся тем, что опора посредством магнитной шайбы присоединена к корпусу автотранспортного средства со стороны рулевого колеса, при этом центр экрана находится в поле зрения наблюдателя, сидящего за рулем, и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через световую ось прожектора.9. Люфтметр по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что концы линий знака "+" выступают за контур светового пятна на экране, полученного при направлении света в центр знака под прямым углом к рабочей поверхности экрана.10. Люфтметр по одному из пп.1-7 и 9, отличающийся тем, что точки пересечения контура светового пятна с горизонтальной линией знака "+" отмечены установочными штрихами, а концы этой линии завершены контрольными штрихами, указанные штрихи симметричны относительно горизонтальной линии знака и параллельны его вертикальной линии, причем длина каждого установочного штриха меньше длины контрольного штриха, а длина каждого контрольного штриха не превышает длины линии знака, ширина каждого штриха меньше ширины линии знака.11. Люфтметр по п.10, отличающийся тем, что на экран нанесены установочные и контрольные штрихи в точках пересечения с вертикальной линией знака "+", которые симметричны относительно вертикальной линии этого знака и параллельны его горизонтальной линии.12. Люфтметр по пп.1-11, отличающийся тем, что экран снабжен фотоэлементами, выполненными по форме симметричной плоской фигуры и размещенными на поверхности экрана слева и справа от вертикальной линии знака "+" так, что контуры их светопринимающих поверхностей касаются контура светового пятна в месте касания с ним установочных штрихов, при этом в корпусе люфтметра размещены сигнальная лампа, световое или цифровое табло, скоммутированные с фотоэлементами на экране.13. Люфтметр по пп.11 и 12, отличающийся тем, что экран снабжен фотоэлементами, размещенными на поверхности экрана сверху и снизу от горизонтальной линии знака "+".14. Люфтметр по пп.12 и 13, отличающийся тем, что фотоэлементы скоммутированы со звуковым сигналом.15. Люфтметр по п.14, отличающийся тем, что фотоэлементы скоммутированы с дисплеем компьютера.16. Люфтметр по пп.1-15, отличающийся тем, что основание снабжено упором, взаимодействующим с одним из управляемых колес и обеспечивающим установку автотранспортного средства в заданном месте относительно экранов, размещенных на стенах или на основании.17. Люфтметр по пп.1-15, отличающийся тем, что на поверхности основания выполнена контрольная линия, показывающая место установки управляемых колес автотранспортного средства.