一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置及其检验方法

技术领域

本发明涉及测量装置设计技术领域，具体为一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置及其检验方法。

背景技术

根据计量相关法规要求，机动车安全技术检验机构的外廓尺寸测量仪需要进行定期检定。在检定时，计量主管部门使用标准车辆分别进行外廓尺寸测量仪测量和人工测量，并计算差值，以判定是否符合误差要求。然而，人工测量存在误差，并且需要多次测量，数据的重复性较差。另外，由于标准车辆的外廓尺寸是固定的，存在作弊的空间，检定的合规性难以保证。因此，市面上出现了一些机动车外廓尺寸测量仪检验装置。

这些检验装置通过在标准车辆上设置杆臂来增加标准车辆的车长、车宽和车高，并以增加后的尺寸作为“标准值”。然后，使用车辆外廓尺寸测量仪对设置了检验装置的车辆的车长、车宽、车高进行测量，将测量结果作为“测得值”。最后，计算“测得值”与“标准值”之间的差值，作为测量误差，从而判断是否符合误差要求。

然而，这些检验装置存在一些问题。例如，中国专利CN202011324443.8公开了一种车辆外廓尺寸测量仪校准装置及其工作方法。其中校准装置为上述所述的检验装置，这种检验装置采用组合小车作为检验车辆，其外轮廓尺寸的调整是通过在组合小车上设置插接槽，使用插接块和插接槽的插接连接方式，依次插接插接块来增长检验车辆的长、宽和高，且伸出的长度为人工计算和控制，其全程需要人为参与。插接插接块的方式容易存在误差，且人工很可能会因为疲劳或其他因素导致，计算的伸出长度与实际伸出长度的不一致性，影响最终检验结果的准确性。

还有一些检验装置，为了能够在多种检验车型上使用。特别是应用于轿车时，为便于安装将检验装置安装在车顶上，其车长和车宽方向的杆臂伸出较长。这使得杆臂在车辆行驶检测的过程中容易受到车速或者大风的影响，导致杆臂偏转或者变形，进而影响最终检验结果的准确性。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的杆臂在车辆行驶检测过程中容易受到车速或大风的影响，以及检验过程中人为参与较多而影响最终检测结果准确性的技术问题，本发明提供了一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置及其检验方法。

本发明的技术方案如下：

一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置，用于检测站机动车外廓尺寸测量仪器的检验工作，其包括能够安装在检验车车顶的底板及其上设置的可调标准臂组；

可调标准臂组包括分别沿检验车的长度、宽度和高度方向设置，且能够伸缩的长度调整臂、宽度调整臂和高度调整臂；

三个调整臂的首端相互靠近，尾端相互远离，其中长度调整臂的首端与底板固定连接，宽度调整臂和高度调整臂的首端，均通过转轴与底板转动连接，且宽度调整臂的转动平面水平，高度调整臂的转动平面竖直且平行于检验车的长度方向，转轴上还设有角度检测装置；

底板上设有两个限位柱，两个限位柱分别设置在宽度调整臂和高度调整臂靠近检验车车头的一侧，且设置为能够将宽度调整臂和高度调整臂限制在垂直于检验车长度方向的竖直平面上；

宽度调整臂和高度调整臂靠近检验车车头的一侧与底板之间还设有拉簧，拉簧设置为能够拉动宽度调整臂和高度调整臂与限位柱贴合。

通过对上述三个调整臂的不同设置，实现了检验车长度方向、宽度方向和高度方向的外轮廓尺寸的改变，能够实现对检测站测量仪器测量精度的检验，且通过将宽度调整臂和高度调整臂的首端与底板转动连接，有效避免了在高速行驶或大风天气下调整臂发生断裂或变形的风险，提高了装置的稳定性和安全性。同时限位柱和拉簧可以在有风的情况下，防止调整臂无限制的转动，并且拉簧可以在无风的情况下使调整臂自动复位，确保了本装置在使用过程中的安全性和稳定性。

如上所述的一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置，作为一种优选的实施方式：

三个调整臂均为多级伸缩机构，使得三个调整臂的布置既节省空间，又具有较长的伸缩长度。

多级伸缩机构的传动方式为螺旋传动，使得三个调整臂的伸缩长度更方便控制，另外，螺旋传动的多级伸缩机构，其伸缩运动连续且平稳，制造和维护较容易，传动精度高，在需要稳定位置或防止逆转的情况下，螺旋传动还可以实现自锁。

多级伸缩机构包括动力机构和固定筒，以及设于固定筒内部，且一端与动力机构连接的螺杆，螺杆的另一端依次向外螺旋传动连接有若干层转动筒，动力机构能够驱动螺杆带动转动筒转动，转动筒的外圈与固定筒的内圈之间，对应每层转动筒设有与其转动连接的移动筒，固定筒的内圈依次向内滑动连接有各移动筒，且各转动筒转动能够带动对应的移动筒沿轴线方向竖直滑动。

基于上述设置，最内层移动筒与最外层转动筒之间还设有外伸筒，外伸筒直接与最外层转动筒螺旋传动连接，与最内层移动筒滑动连接，且其外伸端端面为平面，以便于检测站的测量仪器对其进行识别检测，进一步的提高检验的准确性。

其中，动力机构可以选择为伺服电机。相对于现有技术，通过多级伸缩机构以及其螺旋传动的传动方式，调整臂的伸出长度可以根据实际需要，通过控制模块进行调整，从而改变检验车的外廓尺寸，无需人工参与，大大地提高了检验的准确性和可靠性。

为提高多级伸缩机构在伸缩过程中的平稳性，将每层传动筒向外伸出的距离设置为相同，以保证各传动筒同步运动，进而确保多级伸缩机构在伸缩过程中保持平衡，减少因伸缩不均导致的偏差和不稳定性，有助于提高多级伸缩机构的精度，使伸出长度更加精确。

如上所述的一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置，两个限位柱分别为第一限位柱和第二限位柱；

第一限位柱的内侧面与宽度调整臂所在的固定筒的外筒壁抵接，第二限位柱的上端抵接在高度调整臂的下侧。

底板通过真空吸附装置与检验车车顶活动连接，使得可调标准臂组的安装更加快捷方便。

本发明还提供了一种使用上述的一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置的检验方法，用于检测站机动车外廓尺寸测量仪器的检验工作，其中检验装置(一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置)还包括控制模块，检验方法(一种使用上述的一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置的检验方法)具体包括以下步骤：

S1、将检验装置安装在检验车车顶上预设的位置；

检验车车顶上的预设位置为，在车顶上采用喷漆的方式标记出真空吸附装置的吸盘器的吸附位置；

使用真空吸附装置将底板安装在检验车车顶上预设的位置，此时底板上已加工并调试好可调标准臂组的安装位置，且在底板安装后能够通过底板上的安装位置快速将可调标准臂组安装在底板上；

其中，长度调整臂和宽度调整臂均位于检验车的内侧，长度调整臂和宽度调整臂的尾端与检验车外侧的初始距离分别为n

将检验车的外廓尺寸记作：总长为S、总宽为B和总高为H，以便于后续步骤的进行。

S2、延长检验车的外廓尺寸，并将延长后的外廓尺寸作为标准值；

控制模块控制三个伺服电机，驱动三个调整臂伸长，至长度调整臂、宽度调整臂和高度调整臂的尾端分别向外伸出m

此时，延长后检验车的外廓尺寸标准值S

S

S3、开始检验；

具体步骤为：

S3.1、驾驶检验车驶入检测站；

控制模块自动接收发动车信号，控制两个角度检测装置工作，并将宽度调整臂和高度调整臂的两组角度信息θ

发动车信号为检验车速度大于零时的信号；

S3.2、计算检验车外廓尺寸的实际值；

检验车匀速驶过检测站，此时，θ

控制模块根据恒定的θ

A：当θ

S

B：当θ

S

C：当θ

S

D:当θ

S

S3.3、在S3.2的步骤进行时，测量仪器工作，测得检验车延长后的外轮廓尺寸，并将其作为测得值S

S3.4、驾驶检验车驶出检测站；

驾驶检验车驶出检测站并停车，控制模块接收到检验车的车速信息为零时，延迟3S-5S后，控制两个角度检测装置停止运行，然后控制三个调整臂完全收回；

S3.5、人工手动将步骤S3.3中的测得值输入至控制模块，控制模块根据步骤S3.2中计算的检验车外廓尺寸的实际值，与步骤S3.3中检验车外廓尺寸的测得值做对比，得到测量仪器的测量误差S

S

S3.6、控制模块根据测量仪器的测量误差，自动判断测量仪器是否符合误差要求；

控制模块内预存有测量误差等级信息，以及与之对应的测量误差范围信息，具体判断方式为：

控制模块选取S

测量误差等级包括第一等级、第二等级、第三等级和第四等级，与其对应的测量范围信息集合分别为[0,20)、[20,40)[40,60)、[60,+∞)，其单位均为mm。

其中，当误差等级为第一等级、第二等级和第三等级时，判定测量仪器符合误差要求，当误差等级为第四等级时，判定测量仪器不符合误差要求，且控制模块还可以通信连接有报警装置，当误差等级为第四等级时，控制模块控制其报警，以提示检验人员。

S4、检验停止。

本发明一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置及其检验方法的有益效果在于：通过对三个调整臂的不同设置，实现了检验车长度方向、宽度方向和高度方向的外轮廓尺寸的改变，能够实现对检测站测量仪器测量精度的检验，且通过将宽度调整臂和高度调整臂的首端与底板转动连接，有效避免了在高速行驶或大风天气下调整臂发生断裂或变形的风险，提高了装置的稳定性和安全性。同时限位柱和拉簧可以在有风的情况下，防止调整臂无限制的转动，且可以在无风的情况下使调整臂自动复位，确保了本装置在使用过程中的安全性和稳定性。以及通过控制模块进行计算和自动判断测量仪器是否符合误差要求，减少了人工参与进行数据检查的时间和数据计算的工作量，提高了检验的效率和精度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置安装在检验车上的俯视图(检验车驶入检测站之前)；

图2为图1的左视图；

图3为本发明一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置安装在检验车上的俯视图(检验车驶入检测站内)；

图4为图3的正向示意图；

图5为图3中宽度调整臂的AA截面示意图；

图6为图5中宽度调整臂的轴向示意图；

图7为图5的局部放大视图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、检验车；2、可调标准臂组；21、长度调整臂；22、宽度调整臂；221、动力机构；222、固定筒；223、螺杆；224、第一转动筒；225、第二转动筒；226、外伸筒；227、第一移动筒；228、第二移动筒；229、连接件；2291、第一连接件；2292、第二连接件；23、高度调整臂；3、底板；4、转轴；5、拉簧；6、第一限位柱；7、第二限位柱；8、测量仪器。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。

实施例

本实施例中一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置，参见图1和图2，能够应用于检测站的机动车外廓尺寸测量仪器8的检验工作中，其主要由底板3和可调标准臂组2组成，可调标准臂组2安装在底板3上，底板3安装在检验车1的车顶上；

底板3通过真空吸附装置与检验车1活动连接，真空吸附装置包括吸盘器及其上的把手，其中吸盘器安装在底板3的下侧面，吸盘器至少设置三个，对应三个调整臂位置设置，且其数量可以根据实际使用需要选择，底板3对应把手位置设有开口，且把手穿过开口设置，以便于安装时的使用，真空吸附装置的工作原理主要包括真空力、大气压力和摩擦力等几个方面。通过利用真空力和大气压力，吸盘器可以产生足够的吸附力，通过按下吸盘器上的把手将吸盘器牢固地吸附在检验车1车顶的表面上。同时，通过摩擦力的作用，可以保证吸盘器在检验车1行驶时不会滑动或脱落，从而实现底板3的固定，使得底板3以及可调标准臂组2的安装更加方便快捷，此处的真空吸附装置与玻璃吸盘器的工作原理类似，在此不做过多叙述。

可调标准臂组2包括分别沿检验车1的长度、宽度和高度方向设置，且能够伸缩的长度调整臂21、宽度调整臂22和高度调整臂23。

三个调整臂的首端相互靠近，尾端相互远离，其中长度调整臂21的首端与底板3固定连接，宽度调整臂22和高度调整臂23的首端，均通过转轴4与底板3转动连接，且宽度调整臂22的转动平面水平，高度调整臂23的转动平面竖直且平行于检验车1的长度方向，转轴4上还设有角度检测装置。

底板3上设有两个限位柱，两个限位柱分别设置在宽度调整臂22和高度调整臂23靠近检验车1车头的一侧，且设置为能够将宽度调整臂22和高度调整臂23限制在垂直于检验车1长度方向的竖直平面上。

结合图2，两个限位柱分别为第一限位柱6和第二限位柱7，其中，第一限位柱6的内侧面与宽度调整臂22所在的固定筒的外筒壁抵接，第二限位柱7的上端抵接在高度调整臂23的下侧，其第一限位柱6和第二限位柱7的下端均通过连接座与底板3可拆卸的连接，当然了为使限位柱与底板3的连接更加牢固，还可以将限位柱的位置调整合适以后，焊接在底板3上，以提高限位柱的稳定性。

另外，在宽度调整臂22和高度调整臂23靠近检验车1车头的一侧与底板3之间还设有拉簧5，拉簧5设置为能够拉动宽度调整臂22和高度调整臂23与限位柱贴合。

通过对上述三个调整臂的不同设置，实现了检验车1长度方向、宽度方向和高度方向的外轮廓尺寸的改变，能够实现对检测站测量仪器8测量精度的检验，且通过将宽度调整臂22和高度调整臂23的首端与底板3转动连接，有效避免了在高速行驶或大风天气下调整臂发生断裂或变形的风险，提高了装置的稳定性和安全性。同时限位柱和拉簧5可以在有风的情况下，防止调整臂无限制的转动，并且拉簧5可以在无风的情况下使调整臂自动复位，确保了本装置在使用过程中的安全性和稳定性。

本实施例中，为了使三个调整臂的布置既节省空间，又具有较长的伸缩长度，将三个调整臂均设置为多级伸缩机构。且为使三个调整臂具有互换性以及便于批量加工和安装，还可以将三个调整臂设置为规格完全相同的三个多级伸缩机构。

为了使三个调整臂的伸缩长度更方便控制，将多级伸缩机构的传动方式设置为螺旋传动。螺旋传动的多级伸缩机构，其伸缩运动连续且平稳，制造和维护较容易，传动精度高，在需要稳定位置或防止逆转的情况下，螺旋传动还可以实现自锁。

作为本实施例中螺旋传动的多级伸缩机构的一种优选的实施方案，将多级伸缩机构结合图3中的宽度调整臂22来介绍，结合图5宽度调整臂22的具体结构如下：

宽度调整臂22主要包括动力机构221和固定筒222，以及转动设于固定筒222内部，且一端与动力机构221连接的螺杆223，螺杆223的另一端依次向外螺旋传动连接有若干层转动筒，动力机构221能够驱动螺杆223带动若干层转动筒转动，若干层转动筒的外圈与固定筒222的内圈之间，对应每层转动筒设有与其通过连接件229转动连接的移动筒，固定筒222的内圈依次向内滑动连接有各移动筒，且各转动筒转动能够带动对应的移动筒沿轴线方向竖直滑动。

其中最内层移动筒与最外层转动筒之间还设有外伸筒226，外伸筒226与最外层转动筒螺旋传动连接，与最内层移动筒滑动连接，且其外伸端端面为平面。

结合图5和图6，本实施例宽度调整臂22为三级伸缩，若干层转动筒包括依次螺旋传动连接在螺杆223外圈的第一转动筒224和第二转动筒225，连接件229包括第一连接件2291和第二连接件2292，移动筒包括与第一转动筒224通过第一连接件2291转动连接的第一移动筒227，以及与第二转动筒225通过第二连接件2292转动连接的第二移动筒228，且第一移动筒227的外圈与固定筒222的内圈滑动连接，第二移动筒228的外圈与第一移动筒227的内圈滑动连接。第一连接件2291和第二连接件2292分别转动连接在第一转动筒224和第二转动筒225靠近动力机构的一端，分别与第一移动筒227和第二移动筒228，在靠近动力机构221的一侧通过圆柱销紧密连接。

结合图3和图6，外伸筒226、第二移动筒228和第一移动筒227的外圈，分别绕轴线沿各自的圆周阵列有三个滑动条，第二移动筒228、第一移动筒227和固定筒222的内圈分别对应滑动条开设有滑动槽，其通过滑动条和滑动槽实现滑动。提高了伸缩传动的平稳性，其传动精度较高。

结合图5和图7，外伸筒226设置在第二转动筒225与第二移动筒228之间，外伸筒226的内圈，靠近动力机构221的一端设有与第二转动筒225外圈螺旋传动连接的螺纹，当动力机构221驱动螺杆223带动第二转动筒225绕第二连接件2292转动时，外伸筒226直接跟随第二转动筒225的转动，沿轴线方向做伸缩运动，且外伸筒226的外伸端端面为平面，以方便检测站的测量仪器8对其进行识别检测，进一步提高了检验的准确性。

另外，外伸筒226、第一移动筒227和第二移动筒228向外伸出的距离相同，以保证其同步运动，进而确保宽度调整臂22在伸缩过程中能够保持平衡，减少因伸缩不均导致的偏差和不稳定性，有助于提高宽度调整臂22的精度，使伸出长度更加精确。

动力机构221为伺服电机。伺服电机具有响应速度快、控制精度高的特点，能够实现对三个调整臂伸出尺寸的精确控制，同时，伺服电机还能够实现快速启动和停止，以及平稳的运动过程，避免了传统动力机构可能存在的抖动和噪音问题，另外，通过使用伺服电机作为动力机构，还能够实现自动化控制和远程监控等功能，对三个调整臂伸出尺寸的自动调整和监测，提高了检验过程的效率和便利性。

本检验装置，通过对三个调整臂的不同设置，实现了检验车1长度方向、宽度方向和高度方向的外轮廓尺寸的改变，能够实现对检测站测量仪器8测量精度的检验，且通过将宽度调整臂22和高度调整臂23的首端与底板3转动连接，有效避免了在高速行驶或大风天气下调整臂发生断裂或变形的风险，提高了装置的稳定性和安全性。同时限位柱和拉簧5可以在有风的情况下，防止调整臂无限制的转动，且可以在无风的情况下使调整臂自动复位，确保了本装置在使用过程中的安全性和稳定性。

本实施例还提供了一种使用上述的一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置的检验方法，用于检测站机动车外廓尺寸测量仪器8的检验工作，其中检验装置还包括控制模块，检验方法具体包括以下步骤：

S1、将检验装置安装在检验车1车顶上预设的位置，如图1和图2；

检验车1车顶上的预设位置为，在车顶上采用喷漆的方式标记出真空吸附装置的吸盘器的吸附位置，吸盘器的吸附面通常为圆形结构。具体的操作为，准备塑料板，在塑料板上根据吸盘器的形状画出圆环，将圆环裁下后，根据底板3上吸盘器的位置，将带有圆环镂空结构的塑料板放置在检验车1车顶的对应位置，采用喷漆的方式，标记处吸盘器的吸附位置；

安装检验装置之前，先将检验车1车顶清洁干净，在使用真空吸附装置将底板3安装在检验车1车顶上预设的位置，此时底板3上已加工并调试好可调标准臂组2的安装位置，且在底板3安装后能够通过底板3上的安装位置快速将可调标准臂组2安装在底板3上；

其中，长度调整臂21和宽度调整臂22均位于检验车1的内侧，长度调整臂21和宽度调整臂22的尾端与检验车1外侧的初始距离分别为n

将检验车1的外廓尺寸记作：总长为S、总宽为B和总高为H，以便于后续步骤的进行。

S2、延长检验车1的外廓尺寸，并将延长后的外廓尺寸作为标准值；

控制模块控制三个伺服电机，驱动三个调整臂伸长，至长度调整臂21、宽度调整臂22和高度调整臂23的尾端分别向外伸出m

此时，延长后检验车1的外廓尺寸标准值S标、B标和H标分别为：

S

S3、开始检验，参见图3和图4；

具体步骤为：

S3.1、驾驶检验车1驶入检测站；

控制模块自动接收发动车信号，控制两个角度检测装置工作，并将宽度调整臂22和高度调整臂23的两组角度信息θ

发动车信号为检验车1速度大于零时的信号；

S3.2、计算检验车1外廓尺寸的实际值；

检验车1匀速驶过检测站，此时，θ

检验车1即可以是人来驾驶，也可以引入无人驾驶技术来驾驶，使检验车1能够保持一个速度匀速的行驶，当存在人为参与驾驶检验车1时，检验车1很难保证是保持一个速度匀速行驶的，这对驾驶人的驾驶技术要求较高，当采用无人驾驶技术时，遇到大风天气或者行驶速度太快，θ

控制模块根据恒定的θ

A：当θ

S

B：当θ

S

C：当θ

S

D:当θ

S

S3.3、在S3.2的步骤进行时，测量仪器8工作，测得检验车1延长后的外轮廓尺寸，并将其作为测得值S

S3.4、驾驶检验车1驶出检测站；

驾驶检验车1驶出检测站并停车，控制模块接收到检验车1的车速信息为零时，延迟3S-5S后，控制两个角度检测装置停止运行，然后控制三个调整臂完全收回；

S3.5、人工手动将步骤S3.3中的测得值输入至控制模块，控制模块根据步骤S3.2中计算的检验车1外廓尺寸的实际值，与步骤S3.3中检验车1外廓尺寸的测得值做对比，得到测量仪器8的测量误差S

S

S3.6、控制模块根据测量仪器8的测量误差，自动判断测量仪器8是否符合误差要求；

控制模块内预存有测量误差等级信息，以及与之对应的测量误差范围信息，具体判断方式为：

控制模块选取S

测量误差等级包括第一等级、第二等级、第三等级和第四等级，与其对应的测量范围信息集合分别为[0,20)、[20,40)[40,60)、[60,+∞)，其单位均为mm。

其中，当误差等级为第一等级、第二等级和第三等级时，判定测量仪器8符合误差要求，当误差等级为第四等级时，判定测量仪器8不符合误差要求，且控制模块还可以通信连接有报警装置，当误差等级为第四等级时，控制模块控制其报警，以提示检验人员。

S4、检验停止。

需要注意的是，检测站通常设有三个测量仪器8，其中两个测量仪器8并排设分于检测站入口的两侧位置，另一个设置在检测站出口的位置，如图3所示。

此外，通过使用伺服电机作为动力机构，能够实现对检验车1的外廓尺寸的精确控制和调整。同时，通过角度检测装置和控制模块的配合工作，能够实时监测和计算检验车1延长后的外廓尺寸，并与测量仪器8测得的测得值进行比较，从而得出测量仪器8的误差范围和误差等级。

在步骤S3.6中，根据测量误差的范围信息，控制模块可以自动判断测量仪器8是否符合误差要求。当测量误差等级为第一等级、第二等级和第三等级时，判定测量仪器8符合误差要求；而当测量误差等级为第四等级时，判定测量仪器8不符合误差要求，并可以通过报警装置进行提示。

综上所述，本实施例提供了一种机动车外廓尺寸测量仪检验装置及其检验方法，通过自动化的控制和计算，减少了人工参与进行数据检查的时间和数据计算的工作量，提高了检验的效率和准确性。同时，通过自动判断测量仪器8的误差范围和等级，可以及时发现并处理不符合要求的测量仪器8，保证了检验结果的可靠性。