便攜式乘用車外輪廓尺寸檢測系統研究

錢文俊，陳錫林，朱凱捷

Qian Wenjun，Chen Xilin，Zhu Kaijie

（上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司，上海 201805）

0 引 言

乘用車外輪廓尺寸參數是汽車通過性參數及運行安全檢測的重要內容之一。目前國內檢測機構普遍采用懸臂式坐標測量機、重錘標線等方法進行尺寸檢測。懸臂式坐標測量機法檢測精度較高，但需要專用的場地。重錘標線法沒有嚴格的場地要求，但檢測精度較低，人為誤差較大。

在此提出了一種利用激光標線儀、激光測距儀等組合式導軌組成的便攜式檢測系統，檢測精度介于懸臂式坐標測量機法和重錘標線法之間，實現乘用車外輪廓尺寸現場快速測量。

1 乘用車外輪廓尺寸檢測系統的組成及工作原理

1.1 乘用車外輪廓尺寸概述

乘用車外輪廓尺寸主要有以下幾部分組成：車長、車寬、車高、軸距、前后輪距、前懸、后懸、接近角、離去角和最小離地間隙。

1.2 乘用車外輪廓尺寸檢測系統的組成

乘用車外輪廓尺寸檢測系統結構如圖1所示，除另有規定外，長度應在與支撐平面和Y基準平面平行的直線上測量，寬度應在與X基準平面平行的直線上測量[2]。尺寸檢測系統使用可插拔式導軌組成三維直角檢測坐標系，導軌上安裝有可旋轉式滑動基座，各激光標線儀固定在滑動基座上。整套系統放置于用于檢測乘用車外輪廓尺寸的支撐平面X平面上，X平面為用于支撐車輪的平坦堅實的水平面[2]。

圖1 結構示意圖

1.3 乘用車外輪廓尺寸檢測系統工作原理

本系統主要采用激光標線儀與車身輪廓突出部分相切的原理，利用激光測距儀測量激光標線儀在導軌上的移動距離，從而得出乘用車的外輪廓尺寸。

乘用車外輪廓尺寸一般量程較大，便攜式檢測系統在現場組裝時不可避免存在安裝誤差，需要對檢測系統各檢測部分進行重定位校準，以滿足檢測要求。

1.3.1 導軌直線校準

長距離可插拔式導軌在拼接后會存在一定的扭曲變形，需要進行如下校準驗證。

將X軸導軌上固定的激光標線儀（J-X）移動到靠近導軌Y軸一端，并使其縱向激光線通過導軌上的P1點，調節各導軌位置，使各導軌遠離J-X端上的P2點也位于縱向激光線上，保持點P1和P2在縱向激光線上，如圖2所示，此時導軌X軸趨于直線。用同樣的方法調節Y軸導軌，調整完成后使用硅膠將其固定。

圖2 導軌直線校準圖

1.3.2 激光線與導軌垂直校準

將X軸導軌上固定的激光標線儀（J-X）移動到靠近導軌Y軸一端，旋轉激光標線儀（J-X），使其縱向激光線與導軌Y軸平行，可以在位置d1和d2處放置刻度板，確認d1和d2距離相同，如圖3所示，此時激光標線儀（J-X）的縱向激光線與X軸導軌垂直。用同樣方法調節Y軸導軌，調整完成后使用激光標線儀底座上的固定螺母進行固定。

圖3 縱向激光線與導軌垂直校準圖

1.3.3 標線儀橫向激光線與支撐面A平行校準

將 3根示高標尺放置成等腰三角形，三角形區域覆蓋待檢乘用車范圍，上下移動Z1軸導軌上的激光標線儀（J-Z1），使其橫向激光線通過示高標尺P1點，觀測激光線是否通過P2、P3點，如光線偏離，調節J-Z1底座上的4顆微調螺母，使橫向激光線正好通過示高標尺P1、P2、P3點，如圖 4所示，此時橫向激光線所形成的平面與支撐平面A平行。用同樣方法調節Z軸上激光標線儀（J-Z）至其滿足要求。

圖4 橫向激光線與支撐面A平行校準圖

1.3.4X、Y軸向激光標線儀縱向激光線與車輛縱向對稱面平行

將待檢乘用車停放在X、Y軸所在的矩形測量區域中，如圖5所示，停放時使乘用車的車身X軸向與導軌X軸基本平行。移動Y軸導軌上的標線儀（J-Y）使其縱向激光線通過前部車身中線，旋轉標線儀（J-Y）底座角度，使其縱向激光線位于車身中軸線上，此時記下旋轉角度α。旋轉X軸導軌上的標線儀（J-X）底座角α，保持J-X、J-Y光線垂直。

圖5 待檢車位置圖

2 乘用車外輪廓尺寸檢測系統檢測方法

2.1 檢測過程

移動導軌上的標線儀，使標線儀激光線與乘用車外輪廓突出部分相切，記錄各切點位置計算出標線儀在導軌上的移動距離L，由于車身X軸向與導軌X軸向存在夾角α，可按三角函數Lrel=L?cosα計算得到實際長度尺寸Lrel。乘用車長度類尺寸測量可使用此方法。角度類（接近角/離去角）測量可使用標線儀（J-Z1），旋轉J-Z1角度盤，使橫向激光線同時與前/后輪胎外緣和車輛寬度對稱中心軸位置下方的剛性部件相切，旋轉角即為對應測量角度。

2.2 數據驗證

重復性驗證結果表明檢測系統具有較高的測量穩定性，見表1。

表1 3次檢測數據重復性驗證

比對試驗結果表明測量系統具有較高的檢測準確性，見表2。

3 結 論

便攜式乘用車外輪廓尺寸檢測系統實現了現場對乘用車外輪廓尺寸的檢測，減少了對場地的要求，

檢測系統具有便攜、易用、檢測精度高的特點，適用于日常檢測及車輛外輪廓尺寸生產一致性檢測。

表2 三坐標與本系統檢測數據比較

[1]汽車主要尺寸測量方法：GB/T 12673-1990[S].

[2]汽車與掛車的術語及其定義-車輛尺寸：GB/T 3730.3-1992[S].