RU238965U1

RU238965U1 - A DEVICE FOR DETERMINING PLAY IN THE STEERING AND SUSPENSION OF A CAR

Info

Publication number: RU238965U1
Application number: RU2025125130U
Authority: RU
Inventors: Александр Игоревич Чмыхало; Максим Владимирович Масюков; Александр Андреевич Карандеев; Алексей Евгеньевич Маслов; Дмитрий Владимирович Суслов; Кирилл Евгеньевич Плаксин
Filing date: 2025-09-11
Publication date: 2025-11-19

Abstract

Полезная модель относится к области автомобилестроения, и касается устройств для диагностирования соответствующих люфтов при принудительном перемещении одного колеса передней подвески автомобиля, и может быть использована на автомобильных заводах и станциях технического обслуживания для диагностики. Предполагаемое техническое решение позволяет повысить точность диагностики рулевого управления и подвески и исключить зависимость работы оператора от наличия смотровой канавы за счет применения цифровых детекторов шума и видеокамер с техническим зрением с сервоприводами, а также модуля машинного обучения для анализа изображений и шумов. This utility model relates to the automotive industry and concerns devices for diagnosing the corresponding play during forced movement of one wheel of a vehicle's front suspension. It can be used in automobile manufacturing plants and service stations for diagnostic purposes. The proposed technical solution improves the accuracy of steering and suspension diagnostics and eliminates the operator's dependence on the presence of an inspection pit through the use of digital noise detectors and servo-driven vision cameras, as well as a machine learning module for image and noise analysis.

Description

Полезная модель относится к области автомобилестроения, и касается устройств для диагностирования соответствующих люфтов при принудительном перемещении одного колеса передней подвески автомобиля, и может быть использована на автомобильных заводах и станциях технического обслуживания для диагностики.The utility model relates to the field of automotive engineering and concerns devices for diagnosing the corresponding backlash during forced movement of one wheel of the front suspension of a vehicle, and can be used in automobile factories and service stations for diagnostics.

Известно устройство для измерения зазоров в рулевом управлении автомобиля, содержащее механизм установки управляемых колес и регистрирующий прибор, в котором механизм установки управляемых колес выполнен в виде поворотных опорных площадок с гнездами, одно из которых снабжена фиксатором, а другая связана с пневмоцилиндром привода (Патент 294089, 1968 г.).A device is known for measuring clearances in the steering of a vehicle, comprising a mechanism for installing the steered wheels and a recording device, in which the mechanism for installing the steered wheels is made in the form of rotating support platforms with sockets, one of which is equipped with a lock, and the other is connected to a pneumatic cylinder of the drive (Patent 294089, 1968).

Недостатком устройства является его сложность, громоздкость и неудобство в эксплуатации, поскольку перед началом испытания необходимо подготовить специальное место (яму для установки пневмоцилиндра со шкивов, траверсы и вертикальной оси с поворотной площадкой), трудоемкость подготовительных работ при установке колеса автомобиля в гнездо на поворотной площадке.The disadvantage of the device is its complexity, bulkiness and inconvenience in operation, since before starting the test it is necessary to prepare a special place (a pit for installing a pneumatic cylinder with pulleys, a crossbar and a vertical axis with a turning platform), and the labor-intensive preparatory work when installing a car wheel in a socket on a turning platform.

Известен стенд для измерения суммарного люфта рулевого управления, содержащий опорно-поворотные площадки для установки на них управляемых колес, приборный блок и электронный датчик угла поворота, опорно-поворотная площадка выполнена в виде двух дисков - нижнего и верхнего, нижний диск имеет жесткую посадку, а верхний свободно поворачивается вокруг своей оси, в направляющих верхнего диска опорно-поворотной площадки установлен электронный датчик угла поворота, который включает в себя корпус, регулируемый по высоте кронштейн с фиксатором, датчик движения колеса и механизм фиксации самого датчика в виде двух винтовых зажимов (Патент RU 2666060, 2017 г.).A stand is known for measuring the total play of the steering system, containing support-turning platforms for mounting the steered wheels on them, an instrument unit and an electronic steering angle sensor, the support-turning platform is made in the form of two disks - lower and upper, the lower disk has a rigid fit, and the upper one rotates freely around its axis, an electronic steering angle sensor is installed in the guides of the upper disk of the support-turning platform, which includes a housing, a height-adjustable bracket with a lock, a wheel motion sensor and a mechanism for fixing the sensor itself in the form of two screw clamps (Patent RU 2666060, 2017).

Недостатком стенда является только стационарная установка и низкая функциональность, связанная с невозможностью определения люфтов в подвеске.The only drawback of the stand is its stationary installation and low functionality due to the inability to determine the play in the suspension.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения люфтов в рулевом управлении и подвеске автомобиля, содержащее механизм для установки управляемого колеса, выполненный из поворотной опорной площадки, связанной с пневмоцилиндром привода, в механизм для установки управляемого колеса дополнительно введена неподвижная площадка, на верхней поверхности которой выполнены участки с антифрикционным покрытием, при этом поворотная опорная площадка расположена над неподвижной площадкой с возможностью взаимодействия с участками с антифрикционным покрытием неподвижной площадки (Патент RU 136168, 2013 г.).The closest technical solution is a device for determining play in the steering and suspension of a vehicle, containing a mechanism for installing a steered wheel, made from a rotating support platform connected to a pneumatic cylinder of the drive; a fixed platform is additionally introduced into the mechanism for installing the steered wheel, on the upper surface of which sections with an anti-friction coating are made, while the rotating support platform is located above the fixed platform with the possibility of interaction with sections with an anti-friction coating of the fixed platform (Patent RU 136168, 2013).

К недостаткам устройства можно отнести сложность конструкции и управления, связанные с наличием пневмопривода и зависимостью от наличия компрессорного оборудования, потребность в наличии смотровой канавы, а также низкую точность диагностирования, зависящую исключительно от опыта и навыков оператора.The disadvantages of the device include the complexity of the design and control associated with the presence of a pneumatic drive and dependence on compressor equipment, the need for an inspection pit, as well as low diagnostic accuracy, which depends solely on the experience and skills of the operator.

Задачей полезной модели является устранение недостатков аналогов и прототипа.The purpose of a utility model is to eliminate the shortcomings of analogues and prototypes.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности диагностики и исключение зависимости работы оператора от наличия смотровой канавы.The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of diagnostics and eliminate the dependence of the operator's work on the presence of an inspection pit.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство для определения люфтов в рулевом управлении и подвеске автомобиля, содержащее механизм для установки управляемого колеса, выполненный из неподвижной площадки, на верхней поверхности которой выполнены участки с антифрикционным покрытием, и поворотной опорной площадки, связанной с приводом, привод выполнен электромеханическим, дополнительно введены блок управления с модулем машинного обучения, установленный на электромеханическом приводе, пульт управления с сенсорным экраном, соединенный с блоком управления, два цифровых детектора шума и две видеокамеры с техническим зрением на телескопических стойках, соединенные с блоком управления и закрепленные на углах неподвижной площадки с возможностью определения люфтов с обеих сторон оси или ведущего моста автомобиля, при этом видеокамеры оборудованы сервоприводами с возможностью горизонтального и вертикального перемещения.The technical result is achieved due to the fact that in a device for determining backlash in the steering and suspension of a vehicle, comprising a mechanism for installing a steered wheel, made of a fixed platform, on the upper surface of which sections with an anti-friction coating are made, and a rotating support platform connected to a drive, the drive is made electromechanical, a control unit with a machine learning module, mounted on the electromechanical drive, a control panel with a touch screen, connected to the control unit, two digital noise detectors and two video cameras with technical vision on telescopic stands, connected to the control unit and fixed at the corners of the fixed platform with the ability to determine backlash on both sides of the axle or drive axle of the vehicle, are additionally introduced, wherein the video cameras are equipped with servo drives with the ability to move horizontally and vertically.

На фиг. 1 приведена общая схема предполагаемого устройства для определения люфтов в рулевом управлении и подвеске автомобиля.Fig. 1 shows a general diagram of the proposed device for determining play in the steering and suspension of a vehicle.

Устройство содержит механизм для установки управляемого колеса, выполненный из неподвижной площадки 1, на верхней поверхности которой выполнены участки с антифрикционным покрытием 2, поворотной опорной площадки 3, закрепленной на оси 4 с возможность углового перемещения и связанной с приводом в виде электромеханического цилиндра 5 двойного действия со штоком 6 через проушину 7, закрепленную на оси 8. На электромеханическом цилиндре 5 закреплен блок управления 9 с модулем машинного обучения 10, к которому подключен пульт управления 11 с сенсорным экраном 12. На углах неподвижной площадки 1 на телескопических стойках 13 закреплены оборудованные сервоприводами два цифровых детектора шума 14 и две видеокамеры 15 с техническим зрением с возможностью определения люфтов с обеих сторон передней оси или ведущего моста автомобиля, соединенные с блоком управления 9. The device comprises a mechanism for installing a steered wheel, made from a fixed platform 1, on the upper surface of which sections with an antifriction coating 2 are made, a rotating support platform 3, fixed on an axis 4 with the possibility of angular movement and connected to a drive in the form of an electromechanical cylinder 5 of double action with a rod 6 through an eye 7, fixed on an axis 8. On the electromechanical cylinder 5, a control unit 9 with a machine learning module 10 is fixed, to which a control panel 11 with a touch screen 12 is connected. At the corners of the fixed platform 1, on telescopic posts 13, two digital noise detectors 14 equipped with servo drives and two video cameras 15 with technical vision with the possibility of determining backlash on both sides of the front axle or drive axle of the vehicle, connected to the control unit 9, are fixed.

Блок управления 9 реализован на основе цифрового процессора и координирует работу всех составных частей устройства. Control unit 9 is implemented on the basis of a digital processor and coordinates the operation of all components of the device.

Модуль машинного обучения 10 на базе алгоритмов машинного обучения, в частности на основе искусственных нейронных сетей, выполняет: автоматическое машинное обучение моделей машинного зрения камеры 15 для анализа изображений поверхностей деталей рулевого управления и подвески автомобиля с нижнего ракурса; создание их трёхмерной модели; автоматическое определение характера микродефектов, зазоров и люфтов, их размеров, местоположения или координат; обнаружение аномалий в режиме реального времени в рулевом управлении и подвеске автомобиля на фоне общих шумов, вибраций и деформаций элементов ходовой части; предсказывает вероятности отказа диагностируемых элементов и деталей в указанном временном интервале на основе сравнения полученных с цифрового детектора шума 14 значений с эталонными, загруженными в память модуля 10; описание и прогнозирование дальнейшего влияния выявленных дефектов на эксплуатацию автомобиля.Machine learning module 10 based on machine learning algorithms, in particular based on artificial neural networks, performs the following: automatic machine learning of machine vision models of camera 15 for analyzing images of surfaces of vehicle steering and suspension components from a low angle; creation of their three-dimensional model; automatic determination of the nature of microdefects, gaps and backlashes, their sizes, locations or coordinates; detection of anomalies in real time in the vehicle steering and suspension against the background of general noise, vibrations and deformations of chassis components; predicts the probabilities of failure of the diagnosed components and parts in the specified time interval based on a comparison of the values obtained from digital noise detector 14 with the reference values loaded into the memory of module 10; description and prediction of the further impact of the identified defects on the operation of the vehicle.

Цифровой детектор шума 14 предназначен для контроля источников распространения звуковых волн и состоит из электронного блока и микрофона, соединенных кабелем с электронным блоком. Данный прибор выделяют звуковые составляющие, образованные источниками дефектов в рулевом управлении и подвеске автомобиля, усиливает и оцифровывает сигнал по каждому из каналов с частотой 100 кГц и передают оцифрованный сигнал в блок управления 9 для обработки результатов диагностирования. Цифровые детекторы шума 14 производятся отечественной промышленностью, например, модель Алгоритм 111.Digital noise detector 14 is designed to monitor sound wave sources and consists of an electronic unit and a microphone connected by a cable to the electronic unit. This device isolates sound components generated by sources of defects in the vehicle's steering and suspension, amplifies and digitizes the signal for each channel at a frequency of 100 kHz, and transmits the digitized signal to control unit 9 for processing diagnostic results. Digital noise detectors 14 are manufactured domestically, such as the Algorithm 111 model.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Устройство монтируется непосредственно на пол с левой или правой стороны от передней оси автомобиля так, чтобы электромеханический цилиндр 5 находился также с левой или правой стороны по ходу движения транспортного средства. Пол должен быть тщательно выровнен. Неплоскостность пола, на котором устанавливается неподвижная площадка, должна быть не более 1,5 мм.The device is mounted directly to the floor on the left or right side of the vehicle's front axle, ensuring that electromechanical cylinder 5 is also located on the left or right side of the vehicle's forward travel. The floor must be carefully level. The floor on which the fixed platform is installed must be no more than 1.5 mm flat.

Колесо передней оси (переднего ведущего моста) автомобиля устанавливается на подвижную опорную площадку 3. Оператор с помощью пульта 11, подключенного к блоку управления 9 с модулем машинного обучения 10, дает сигнал на перемещение подвижной опорной площадки 3 по участкам 2 с антифрикционным покрытием неподвижной площадки 1 за счет движения штока 6 электромеханического цилиндра 5 на величины, указанные в технических данных на устройство с различными угловыми скоростями. Угловые скорости задаются оператором с пульта 11. При этом два цифровых детектора шума 14 обнаруживают звуковые аномалии в режиме реального времени в рулевом управлении и подвеске автомобиля на фоне общих шумов, вибраций и деформаций элементов ходовой части с обеих сторон оси или ведущего моста автомобиля; две видеокамеры 15 с техническим зрением фиксируют видимые неисправности и дефекты, такие как наличие зазоров в креплении амортизатора и опоры, поперечном рычаге подвески, рулевой тяге и др. Зафиксированные под автомобилем звуковые и видеосигналы поступают в блок управления 9, в котором при помощи модуля машинного обучения 10 происходит их обработка. The wheel of the front axle (front drive axle) of the vehicle is mounted on a movable support platform 3. The operator, using the remote control 11 connected to the control unit 9 with the machine learning module 10, gives a signal to move the movable support platform 3 along the sections 2 with the antifriction coating of the fixed platform 1 due to the movement of the rod 6 of the electromechanical cylinder 5 by the values specified in the technical data for the device with different angular velocities. The angular velocities are set by the operator from the remote control 11. In this case, two digital noise detectors 14 detect sound anomalies in real time in the steering and suspension of the vehicle against the background of general noise, vibrations and deformations of the chassis elements on both sides of the axle or drive axle of the vehicle; Two video cameras 15 with machine vision record visible faults and defects, such as gaps in the shock absorber and support mounts, suspension wishbones, steering rods, etc. The audio and video signals recorded under the vehicle are sent to control unit 9, where they are processed using machine learning module 10.

Находясь рядом с передним колесом автомобиля, оператор одновременно с управлением перемещения штока 6 электромеханического цилиндра 5, также при помощи пульта 11 управляет сервоприводами видеокамер 15 и цифровых детектора шума 14. Одновременно с этим он по изображениям с видеокамер 14 и звуковым спектрам, выведенным на сенсорный экран 12, определяет наличие зазоров в рулевом управлении и подвеске автомобиля.Situated near the front wheel of the vehicle, the operator simultaneously controls the movement of rod 6 of electromechanical cylinder 5 and, using remote control 11, controls the servo drives of video cameras 15 and digital noise detector 14. At the same time, he determines the presence of gaps in the steering and suspension of the vehicle using images from video cameras 14 and sound spectra displayed on touch screen 12.

Таким образом, использование заявленной полезной модели позволяет повысить точность диагностики рулевого управления и подвески и исключить зависимость работы оператора от наличия смотровой канавы за счет применения цифровых детекторов шума и видеокамер с техническим зрением с сервоприводами, а также модуля машинного обучения для анализа изображений и шумов.Thus, the use of the claimed utility model allows for increased accuracy in steering and suspension diagnostics and eliminates the operator's dependence on the presence of an inspection pit through the use of digital noise detectors and servo-driven vision video cameras, as well as a machine learning module for image and noise analysis.

Claims

A device for determining play in the steering and suspension of a vehicle, comprising a mechanism for mounting a steered wheel, made from a fixed platform, on the upper surface of which sections with an antifriction coating are made, and a rotating support platform connected to a drive, characterized in that the drive is made electromechanical, additionally introduced are a control unit with a machine learning module, mounted on the electromechanical drive, a control panel with a touch screen connected to the control unit, two digital noise detectors and two video cameras with technical vision on telescopic stands, connected to the control unit and fixed at the corners of the fixed platform with the ability to determine play on both sides of the axle or drive axle of the vehicle, wherein the video cameras are equipped with servo drives with the ability to move horizontally and vertically.