Устройство для определения угловых колебаний колеса автомобиля Советский патент 1988 года по МПК G01M17/06 

to ю

Изобретение относится к устройствам для испытания управляемых колес автомобиля при реальной динамике движения. Цель изобретения - повьшение точности измерений. Устройство состоит из регистрирующей аппаратуры 1 и индикатора 2 положения колеса, представляющего собой, фотоэлектрический датчик угловых перемещений Электрическая схема регистрирующей аппаратуры включает в себя фотоприемные блоки, формирователи импульсов, триггер запуска, логические элементы и двух- канальный запоминающий узел. Устройство регистрирует изменение угловых перемещений оси колеса относительно продольной оси автомобиля в реальном масштабе времени 5 ил.

Од

О)

: Изобретение относится к транспорт- Ному машиностроению, в частности к исследовательской аппаратуре для ис- пытания управляемых колес, а именно определения угловых колебаний колес относительно продольной оси автомобиля при реальной динамике движения, iH может быть использовано при диагностировании их технического состоя- 1ния.

; Цель изобрете11ия - повьшение точ- ;Ности измерения-.

На фиг.1 схематично представлено предлагаемое устройство, общий вид; :на фиг.2 - вид А на фиг.1 с конструктивным размецением фотоэлементов 1И кругового сектора относительно передней балки автомобиля; на фиг.З - {электрическая схема устройства; на 1ФИГ.4 - временная диаграмма работы {Элементов регистрирующей аппаратуры; :на фиг о 5 - дешифровка фрагмента маг- 1нитной записи запоминающим устройством зависимости изменения угловых колебаний колеса Lf от времени движения автомобиля ), вариант.

Устройство для определения угловьи колебаний колеса автомобиля (фиг„1) содержит регистрирующую аппаратуру 1

и индикатор 2 положения колеса, сосI

тоящий из швеллера 3 и кругового сектора 4 о По обе cjopOHbi швеллера 3 установлены фотоэлементы 5 - 7 и источник 8 света. Швешлер 3 закреплен на балке 9 передней оси автомобиля, а круговой сектор 4 жестко соединен с поворотной цапфой 10 колеса 11 и зафиксирован в положениях, соосных с осью вращения колеса 11 и передней балкой 9 автомобиля, так, чтобы одновременно засвечивались фотоэлементы 5 - 7 от источника 8 света через среднюю прорезь 12 (фиг о 2)„ Круговой сектор 4 выполнен из непрозрачного материала и имеет удлиненную среднюю прорезь 12 и чередующиеся через равные угловые интервалы. 4 tf радиальные прорези 13 меньшей длины.

Регистрирующая аппаратура 1 (фиг. состоит из фотоприемных блоков 14 - 16 (фиг.З), формирователей 17-19 прямоугольных импульсов, триггера 20 запуска логических элементов 21-26 и двухканального запоминающего-узла 27 (например, стереомагнитофона).

Индикатор 2 положения колеса (фиг.1) представляет собой фотоэлектрический датчик с подвижным круго

Q

Q ,

5

0

5

вым сектором 4 с прорезями, по одну сторону которого размещены фотоэлементы 5 - 7, а по другую - источник 8 света, закрепленные в швеллере 3, Фотодиод 5 отстоит из фотоэлементов 6 и 7, образующих фотоэлектронную пару, на длину прорези 12 кругового сектора 4. Таким образом, фотоэлемент 5 засвечивается только через среднюю прорезь 12, его сигнал используется в устройстве для синхронизации начала записи запоминающего узла 27 с момента времени, когда ось колеса находится .в соосном положении с осью передней балки автомобиля.Фотоэлементы 6 и 7 засвечиваются от любой прорези кругового сектора 4 при угловых перемещениях колеса 11. Они расположены рядом с незначительным сдвигом так, чтобы один из фотодиодов засвечивался с некоторым опозданием по отношению к другому. При изменении направления углового перемещения колеса с опозданием засвечивается второй фотодиод. Этот временной сдвиг в засветке фотодиодов используется для опознавания направления колебательных движений оси колеса. При угловых перемещениях колеса влево относительно оси передней балки автомобиля поступающие с индикатора положения колеса импульсы записываются на первый канал магнитной ленты -стереомагнитофона, а при перемещениях вправо - на второй канал записи (фиГоЗ).

Устройство работает следуюш 1м образом.

Перед началом измерений швеллер 3 индикатора положения колеса закрепляется на оси передней балки 9, а круговой сектор 4 жестко соединяется с поворотной цапфой 10 и фиксируется так, чтобы в момент соосного положения с осью вращения колеса фотоэлементы 5-7 засвечивались от средней прорези 12 сектора 4. Такое состояние, когда ось колеса находится в перпендикулярном положении продольной оси автомобиля, считается нейтральным, т,е. в этом положении угол схождения колеса 1( 0.

При движении автомобиля по испытательному полигону или вращении колёс на стенде с беговыми барабанами угловые колебания колеса передаются на круговой сектор 4, который перемещается относительно неподвижно

закрепленных на оси передней балки фотоэлементов 5 - 7 и источника 8 света.

Пропорционально величине угловых перемещений оси колеса фотоэлементы 6 и 7 получают засветку от соответствующего числа прорезей сектора 4, и в зависимости от направления угла

поворота оси колеса информация, вы- Ю испытаний запоминающее устройство отраженная в количестве импульсов, ключается.

электронной схемой устройства (фиг.З) Временная диаграмма состояний элементов при работе устройства формирования импульсов записи параметров 15 угловых колебаний колеса представлена на фиг.4.

Таким образом, на магнитной лекте записьшается последовательность пакетов или одиночных импульсов-меток,

записьшается в первый или второй канал запоминающего узла 27.

Электрическая схема регистрирукг- щего устройства (фиг.З) после подачи сигнала Сброс-Пуск включает лентопротяжный механизм запоминающего узла 27 и переводит триггер 20 запуска в положение, при котором логические 20 расположенная на двух дорожках (кана- элементы 21 и 22 схемы сравнения не лах), характеризующая численные зна- пропускают сигналы от фотоэлементов 6 и 7 до тех пор, пока не поступит сигнал-импульс от фотоэлемента 5 при его засветке через среднюю прорезь кругового сектора.

При поступлении первого импульса от фотодиода сигнал усиливается и с

чения и направление угловых перемещений колеса относительно продольной оси автомобиля в завис1Фюсти от вре 25 меня, так как скорость движения магнитной ленты постоянна. При этом на чало записи первого импульса углового перемещения колеса синхронизироколлектора блока 14 подается на фор35

вано с моментом его соосного положа- мирователь 17 для формирования прямо- зо ния с осью передней балки, т,е„ ког угольного импульса, который опро- да схождение колеса равно нулю кидываёт триггер 20 запуска. Триггер 20 открывает логические элементы 21 и 22 схемы сравнения, которые начинают пропускать импульсы, поступающие от фотодиодов при угловых перемещениях колеса автомобиля. Далее эти импульсы дифференцируются CR-цепями с . созданием смещения на входах логических элементов 23 и 24 инверторов, ... максимальная амплитуда угловых коле- незначительно превышающие нижнюю гра- баний колеса влево (; 5-Л(, ницу уровня логической 1. С помощью этого смещения осуществляется выделение импульсов, ползгченных от диффе(t/ 0)о

Вариант дешифровки магнитной записи зависимости углового перемещения колеса tf от времени о показан на фиго5, ло которому можно опреде™ лить все интересующие параметры угловых колебаний колеса. Например

вправо А;, 2 i1 V 20 , где 4(/ 10 - угол между двумя смежными прорезями выбирается в зависимости от целей испытаний от 5 до I - 2 ,

ренцирования отрицательных перепадов напряжения.Поступая затем вместе с выходными импульсами логических элементов 21 и 22 схем совпадения на

Ч/ - iDjJf;2. « 3x30Ч 2x40 + 3+to - 1x20 , : 5п..27 2 ,

где п ,

1

п,- число угловых положенийзи, при которой и о с

колеса, соответствукнцихggразными знаками;

углу if i-A(ffЛ1 10 - угловой интервал между

i порядковый номер прорези- прорезями кругового секкругового сектора по обетора;

стороны от средней прореТП;

- суммарное число импульсов-;

входы логических элементов .25 и 26, эти импульсы создают на выходе одного из них в зависш-1ости от направления угловых перемещений колеса последовательность отрицательных импульсов, поступающих на запись в определенньй канал запоминающего узла 27 в едином масштабе времени. После завершения

Таким образом, на магнитной лекте записьшается последовательность пакетов или одиночных импульсов-меток,

расположенная на двух дорожках (кана- лах), характеризующая численные зна-

расположенная на двух дорожках (кана- лах), характеризующая численные зна-

чения и направление угловых перемещений колеса относительно продольной оси автомобиля в завис1Фюсти от вре меня, так как скорость движения магнитной ленты постоянна. При этом на чало записи первого импульса углового перемещения колеса синхронизиро

вано с моментом его соосного положа- ния с осью передней балки, т,е„ ког да схождение колеса равно нулю максимальная амплитуда угловых коле- баний колеса влево (; 5-Л(,

(t/ 0)о

Вариант дешифровки магнитной записи зависимости углового перемещения колеса tf от времени о показан на фиго5, ло которому можно опреде™ лить все интересующие параметры угловых колебаний колеса. Например

вано с моментом его соосного положа- ния с осью передней балки, т,е„ ког да схождение колеса равно нулю максимальная амплитуда угловых коле- баний колеса влево (; 5-Л(,

вправо А;, 2 i1 V 20 , где 4(/ 10 - угол между двумя смежными провано с моментом его соосного положа ния с осью передней балки, т,е„ ког да схождение колеса равно нулю максимальная амплитуда угловых коле баний колеса влево (; 5-Л(

резями выбирается в зависимости от целей испытаний от 5 до I - 2 ,

Усредненньш угол положения оси колеса относительно продольной оси автомобиля

ТП;

- суммарное число импульсов-;

меток в запоминающем уст ройстве.

Таким образом, определение угловы I колебаний, колеса автомобиля путем непрерывного контроля изменения его угловых перемещений относительно продольной оси автомобиля в зависи- Iмости от времени .позволяет повысить точность измерений

:Формула изобретения Устройство для определения угло20

вых колебаний колеса автомобиля, со- ig пульсов, выход первого из которых держащее регистрирующий блок, связанный с индикатором положения колеса, выполненным в виде фотоэлементов и направленного источника света, закрепленного на балке передней оси автомобиля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено закрепленным на оси поворота колеса, непрозрачным круговым сектором, на котором вьтол- нены чередующиеся через равные угловые интервалы относительно оси поворота колеса радиальные прорези, средняя из которых вьшолнена большей ширины и длины с возможностью одновре- Q манного засвечивания трех фотоэлементов, один из которых отстоит от двух других на величину, равную длине

25

соединен с одним из входом триггер запуска, выходы второго и третьего формирователей импульсов соединены с одними входами первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых соединены, с выходом тригге запуска, выход первого элемента ср нения соединен с входами первого инвертора и первым входом третьего элемента сравнения, выход второго элемента сравнения соединен -с вход ми второго инвертора и с первьм вх дом четвертого элемента сравнения, выходы инверторов соединены с соот ветствующими вторыми- входами треть го и четвертого элементов сравнени выходы которых соединены с входами двухканального запоминающего узла

средней прорези, а два других расположены рядом со смещенным друг относительно друга и по радиусу на величину ширины средней прорези, фотоэлементы и источник света расположены по разные стороны от кругового сектора, а регистрирующий блок выполнен в виде трех формирователей импульсов, триггера запуска логичес кик элементов сравнения и инверторов и запоминающего узла,при этом выходы каждого фотоэлемента соединены с соответствующими формирователями им0

g пульсов, выход первого из которых Q

5

соединен с одним из входом триггера запуска, выходы второго и третьего формирователей импульсов соединены с одними входами первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых соединены, с выходом триггера запуска, выход первого элемента сравнения соединен с входами первого инвертора и первым входом третьего элемента сравнения, выход второго элемента сравнения соединен -с входами второго инвертора и с первьм входом четвертого элемента сравнения, выходы инверторов соединены с соответствующими вторыми- входами третьего и четвертого элементов сравнения, выходы которых соединены с входами двухканального запоминающего узла

5В

Напра6лени.е перемещеная, колеса . BJfeffoблрабр

amf 1,

сда о ГП ПЫТ1ri JTUl4/I I I

гз 0 П П

V I I I

v iLiLliLliL

III

25

о } I Х/санала /

б Завись Ж О . i

Пуск

фи.З

II и и

фие.

Ин(рормация в записи на fiaef/a/fff/ou

(VJJeиtnы- J6 }I

I 11 и I I N I I I п

и I f f HIMLUu-

T

. J

T