本发明涉及汽车领域，具体是一种汽车纵向通过角测量装置及测量方法。
背景技术：
中国发明专利cn105334067提供了一种测量汽车纵向通过角的装置及其测量方法，该测量汽车纵向通过角的装置包括安装板、位于同一平面的第一下底板和第二下底板、高度测量板、数据分析采集系统，安装板包括相对的第一端面和第二端面，安装板上设有穿透第一端面和第二端面的滑槽，第一下底板和第二下底板分别通过第一端面和第二端面可滑动地插设于滑槽中，高度测量板竖直地安装在安装板的第三端面上，数据分析采集系统根据分别设置在第一下底板、第二下底板、高度测量板远离安装板的端面上的超声波距离传感器测量结果计算得出纵向通过角。如图1所示，汽车纵向通过角α，是指在汽车侧视图上分别通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。根据测量汽车纵向通过角的装置采集到的l1、l2、l3、h的数值构建出的三角形，计算出汽车纵向通过角α的数值。
但该构造较为笨重，使用时，需将测量装置放置到车底，使用上较为不方便。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术中构造较为笨重，使用时，需将测量装置放置到车底，使用上较为不方便的问题。提供一种汽车纵向通过角测量装置及测量方法，通过在车辆侧面进行操作，避免了在车辆底部操作的困难。
本发明提供一种汽车纵向通过角测量装置，包括：杆部件、两个卡爪部件、水平移动机构和测量组件，测量组件包括两个第一传感器部件、扫描部件、第二传感器部件、第三传感器部件和控制部件。两个卡爪部件分别设置在杆部件的两端，并且两个卡爪部件设置在杆部件的同一侧。水平移动机构沿杆部件的延伸方向可移动地设置在杆部件上。
测量组件包括两个第一传感器部件、扫描部件、第二传感器部件、第三传感器部件和控制部件。其中，两个第一传感器部件与两个卡爪部件对应设置，两个第一传感器部件中各第一传感器部件分别设置对应的卡爪部件上。扫描部件设置于水平移动机构，使得扫描部件能够随同水平移动机构沿杆部件的延伸方向移动，并能够相对于水平移动机构在垂直于杆部件的延伸方向的方向移动，且控制部件用于控制扫描部件的运动轨迹。第二传感器部件设置在水平移动机构上，用于检测扫描部件的第二位置参数。第三传感器部件设置在扫描部件上，用于检测扫描部件检测到的障碍物临界点的第三位置参数。
当两个卡爪部件分别卡接于位于汽车同一侧的两个轮胎的外周缘时，两个卡爪部件上的第一传感器部件能够检测两个卡爪部件的第一位置参数，并将第一位置参数传输给控制部件，控制部件根据接收到的第一位置参数获得两个轮胎的直径以及相对位置。
扫描部件能够从一侧扫描汽车底盘零部件障碍物，并测得多个障碍物临界点，第三传感器部件获取障碍物临界点的第三位置参数，并将第三位置参数传输给控制部件，且当扫描部件扫描到汽车底盘零部件障碍物时，第二传感器部件实时将检测到扫描部件的第二位置参数传输给控制部件。
控制部件根据两个轮胎的直径以及相对位置、第二位置参数、第三位置参数获得纵向角，控制部件根据每个纵向角中的最小值获取汽车纵向通过角。
采用上述方案，本汽车纵向通过角测量装置均在车辆侧面进行操作，避免了在车辆底部操作的困难。本发明中装置对使用场地要求低，现有的测量装置必须是一个大平板，且地面一定要平整，如果地面凹凸不平，对于测量的结果又很大的偏差。而本发明中的装置，只需要车辆左右侧不倾斜，即可进行测量。本发明中装置步进量小，能扫描处车辆底盘的每一个障碍物临界点。本发明中装置采用传感器监测尺寸，根据原理由控制部件识别车辆纵向通过角，测量精度高，还能反馈处车辆底部的侧向投影图。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，两个卡爪部件均分别包括卡爪架、设置在卡爪架周围的轮胎卡爪、以及设置在卡爪架中心位置的转动连接机构。其中，转动连接机构的一端与杆部件可拆卸连接，另一端与卡爪架转动连接；轮胎卡爪包括至少两个爪钩，每个爪钩沿卡爪架的径向可伸缩，并且第一传感器部件分别设置在每个爪钩上。
采用上述方案，本发明中装置结构简化轻便，转动连接机构的一端与杆部件可拆卸连接，从而可以组装拆解，方便携带。转动连接机构的另一端与卡爪架转动连接在固定轮胎时使固定操作更方便，在以爪钩定位时还可以进行调整方便进行参数收集。并且，每个爪钩沿卡爪架的径向可伸缩，从而可以适配各种大小的轮胎。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，第一位置参数包括爪钩的长度、第一夹角、以及两个卡爪架的中心位置之间的距离；其中当第一传感器部件检测第一位置参数时，至少一个爪钩位于杆部件的竖直上方；控制部件以杆部件水平放置时的延伸方向为横坐标轴、并以两个卡爪架的其中一个的中心位置为坐标原点建立坐标系；并且控制部件在坐标系中，获取爪钩的长度和第一夹角，第一夹角为位于杆部件的竖直上方的爪钩与横坐标轴之间的夹角；控制部件根据两个卡爪架的中心位置在坐标系中的坐标获取两个卡爪架的中心位置之间的距离。
采用上述方案，建立坐标系测量爪钩的长度、第一夹角、以及两个卡爪架的中心位置之间的距离可以实现精准测量。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，至少两个爪钩包括一个第一爪钩和两个第二爪钩，第一爪钩与两个第二爪钩之间的角度均为110°，两个第二爪钩之间的夹角为140°，并且第一爪钩位于杆部件的竖直上方。至少两个爪钩中每个爪钩与卡爪架可拆卸连接。
采用上述方案，可以保证第一爪钩在杆部件上方的同时保持与轮胎的稳定固定。本发明中装置结构简化轻便，两个爪钩中每个爪钩与卡爪架可拆卸连接，可以组装拆解，方便携带。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，转动连接机构包括转轴构件、销轴构件和套筒构件。其中，转轴构件的一端与卡爪架转动连接，使得转轴构件能够相对于卡爪架绕转轴构件的轴向转动，另一端通过销轴构件与套筒构件转动连接，使得套筒构件相对于转轴构件绕销轴构件的轴向旋转，且销轴构件的轴向垂直于转轴构件的轴向；套筒构件与杆部件可拆卸连接，并且套筒构件上设置有限位构件，限位构件限制杆部件在套筒构件内移动。
采用上述方案，卡爪部件中设有销轴构件，结合套筒构件和转轴构件构成了十字轴万向节，此种结构既可以消除前后轮距的差异，又可以消除前后卡爪架中心不等高的差异。如果汽车的前后轮距一样，前后轮胎的两个卡爪部件完全卡在轮胎上时，卡爪架外平面与杆部件平行，但市面上汽车的前后轮距不一致的车型较多，本装置可以通过套筒构件绕销轴构件的轴线相对于转轴构件的转动，吸收因前后轮距不一样导致杆部件与卡爪架的角度。此外，本发明中装置结构简化轻便，套筒构件与杆部件可拆卸连接，则卡爪部件与杆部件可以组装拆解，方便携带。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，扫描部件包括竖直移动机构和激光扫描构件。并且，竖直移动机构沿垂直于杆部件的延伸方向的方向可移动的设置在水平移动机构上，并且竖直移动机构的一端设置有激光扫描构件。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，控制部件根据激光扫描构件的位置在坐标系中与卡爪架中心之间的水平距离获得第二位置参数；控制部件根据激光扫描构件的位置在坐标系中与杆部件之间的竖直高度获得第三位置参数；控制部件在坐标系中，以两个轮胎的直径以及相对位置、第二位置参数和第三位置参数获得纵向角，纵向角为激光扫描构件的位置分别到前轮胎和后轮胎的底部的切线之间的夹角。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，水平移动机构包括移动架、导向槽、摩擦轮组件和传动组件。其中移动架内具有通孔和空腔，通孔的轴向与杆部件的延伸方向相同，摩擦轮组件设置在空腔中、并与穿过通孔的杆部件接触，以通过摩擦轮组件的摩擦轮的转动联动移动架相对于杆部件沿杆部件的延伸方向移动。导向槽设置在移动架的一侧外壁，并沿垂直于通孔的轴向的方向延伸；传动组件设置在导向槽上、与竖直移动机构传动连接。并且竖直移动机构包括扫描架和设置在扫描架上的传动齿条。其中扫描架的一端与激光扫描构件固定连接；传动齿条与传动组件传动连接，并使扫描架和激光扫描构件沿导向槽的延伸方向移动。控制部件分别与摩擦轮组件、传动组件和激光扫描构件连接。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，杆部件包括多个依次连接的连接杆，连接杆的两端分别与相邻的连接杆可拆卸连接。
采用上述方案，可以根据汽车轴距选择连接杆数量，从而可适应对不同轴距的车辆进行测量，杆部件采用模块化结构，在一个连接杆后面叠加连接杆的数量，即可实现。相对已有的测量发明装置，本发明重量大大降低，适应性更广。本发明中装置结构简化轻便，分为多种机构模块，可以组装拆解，方便携带，其中卡爪部件可以将轮胎卡爪与卡爪架拆离，杆部件拆解为若干个连接杆，扫描部件和水平移动机构也可以脱离杆部件，所有的机构模块累加起来占用空间不足一个轮胎的空间，携带方便。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，每个连接杆的外周壁沿自身延伸方向对称地设置有两个定位槽，当相邻的两个连接杆连接时，相邻的两个连接杆的定位槽对齐；并且移动架内的通孔的内周壁设置有定位凸台，当连接杆插入通孔时，定位凸台容纳于定位槽中。
采用上述方案，移动架内的通孔的内周壁设置有定位凸台，杆部件的定位槽对准移动架的定位凸台，可方便进行定位，使连接更加稳定。
本发明还提供一种汽车纵向通过角测量装置的测量方法，汽车纵向通过角测量装置采用如上述的汽车纵向通过角测量装置，测量方法包括以下步骤：
将两个卡爪部件分别卡接于位于汽车同一侧的两个轮胎的外周缘，根据两个卡爪部件上的第一传感器部件测得两个卡爪部件的第一位置参数，获取两个轮胎的直径以及相对位置。
控制扫描部件的运动轨迹，并使扫描部件从一侧扫描汽车底盘零部件障碍物测得多个障碍物临界点，并且在每个障碍物临界点，第二传感器部件获取扫描部件的第二位置参数，第三传感器部件获取障碍物临界点的第三位置参数。
根据两个轮胎的直径以及相对位置、第二位置参数和第三位置参数获取每个障碍物临界点的纵向角，纵向角为障碍物临界点分别与前轮、后轮的切线之间的夹角。
根据每个障碍物临界点的纵向角识别最小角，最小角为汽车纵向通过角。
采用上述方案，该测量方法对使用场地要求低，现有的测量方法需要地面一定要平整，如果地面凹凸不平，对于测量的结果又很大的偏差。本发明只需要车辆左右侧不倾斜，即可进行测量。本发明中扫描部件测量步进量小，能扫描处车辆底盘的每一个障碍物临界点，识别车辆纵向通过角测量精度高，还能反馈处车辆底部的侧向投影图。
本发明的有益效果是：
本发明提供本汽车纵向通过角测量装置均在车辆侧面进行操作，避免了在车辆底部操作的困难。本发明中装置对使用场地要求低，现有的测量装置必须是一个大平板，且地面一定要平整，如果地面凹凸不平，对于测量的结果又很大的偏差。而本发明中的装置，只需要车辆左右侧不倾斜，即可进行测量。本发明中装置步进量小，能扫描处车辆底盘的每一个障碍物临界点。本发明中装置采用传感器监测尺寸，根据原理由控制部件识别车辆纵向通过角，测量精度高，还能反馈处车辆底部的侧向投影图。并且，在各种优选实施方式中，在各部分可拆离模块化的基础上，汽车纵向通过角测量装置可以组装拆解，其中卡爪部件可以将轮胎卡爪与卡爪架拆离，杆部件拆解为若干个连接杆，扫描部件和水平移动机构也可以脱离杆部件，所有的机构模块累加起来占用空间不足一个轮胎的空间，携带方便。还提供一种上述汽车纵向通过角测量装置的测量方法，对使用场地要求低，扫描部件测量步进量小，测量精度高。
附图说明
图1为现有技术中的测量汽车纵向通过角的装置的结构示意图；
图2为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的结构示意图；
图3为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的卡爪部件的结构示意图；
图4为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的套筒构件的结构示意图；
图5为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的扫描部件的结构示意图；
图6为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的杆部件的横截面示意图；
图7为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的杆部件的示意图；
图8为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的水平移动机构的内部示意图；
图9为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的扫描部件的扫描轨迹示意图；
图10为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的原理示意图；
图11为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的控制原理方框图；
图12为本发明的一种实施方式中的汽车纵向通过角测量装置的测量方法的流程图。
附图标记说明：
10：杆部件；
11：连接杆；
111：第一连接杆；112：第二连接杆；
12：定位槽；
13：花键槽；
20：卡爪部件；
21：卡爪架；
22：爪钩；
221：第一爪钩；222：第二爪钩；
23：转动连接机构；
231：转轴构件；
232：销轴构件；
233：套筒构件；
234：限位构件；
234a：轴向销轴；234b：径向销轴；
30：水平移动机构；
31：移动架；
311：通孔；312：空腔；313：定位凸台
32：导向槽；
33：摩擦轮组件；
331：摩擦轮；332：摩擦轮转轴；
34：传动组件；
341：主动齿轮；342：从动齿轮；
40：测量组件；
41：扫描部件；
411：竖直移动机构；
4111：扫描架；4112：传动齿条；
412：激光扫描构件。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体地细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例
提供一种汽车纵向通过角测量装置，如图2和图11所示，包括：杆部件10、两个卡爪部件20、水平移动机构30和测量组件40。
具体地，两个卡爪部件20分别设置在杆部件10的两端，并且两个卡爪部件20设置在杆部件10的同一侧。水平移动机构30沿杆部件10的延伸方向可移动地设置在杆部件10上。
测量组件40包括两个第一传感器部件(图中未示出)、扫描部件41、第二传感器部件(图中未示出)、第三传感器部件(图中未示出)和控制部件(图中未示出)。其中，两个第一传感器部件与两个卡爪部件20对应设置，两个第一传感器部件(图中未示出)中各第一传感器部件分别设置对应的卡爪部件20上。扫描部件41设置于水平移动机构30，使得扫描部件41能够随同水平移动机构30沿杆部件10的延伸方向移动，并能够相对于水平移动机构30在垂直于杆部件10的延伸方向的方向移动，且控制部件用于控制扫描部件41的运动轨迹。第二传感器部件(图中未示出)设置在水平移动机构30上，用于检测扫描部件41的第二位置参数。第三传感器部件(图中未示出)设置在扫描部件41上，用于检测扫描部件41检测到的障碍物临界点的第三位置参数。
当两个卡爪部件20分别卡接于位于汽车同一侧的两个轮胎的外周缘时，两个卡爪部件20上的第一传感器部件能够检测两个卡爪部件20的第一位置参数，并将第一位置参数传输给控制部件，控制部件根据接收到的第一位置参数获得两个轮胎的直径以及相对位置。
扫描部件41能够从一侧扫描汽车底盘零部件障碍物，并测得多个障碍物临界点，第三传感器部件获取障碍物临界点的第三位置参数，并将第三位置参数传输给控制部件，且当扫描部件41扫描到汽车底盘零部件障碍物时，第二传感器部件实时将检测到扫描部件41的第二位置参数传输给控制部件。
更具体地，杆部件10可以是刚性杆，也可以是长度可调节的，例如折叠杆、伸缩杆或者多段连接杆11。当杆部件10是刚性杆时，卡爪部件20和水平移动机构30可在刚性杆上移动以适配各种车长的车辆。
两个卡爪部件20结构及功能上完全一致，用于固定和定位轮胎。卡爪部件20可以是形状不变的卡爪也可以是如下文中优选的实施方式中可变形卡爪，还可以是柔性线连接的爪勾等结构。
控制部件与各部分的控制原理如图11所示，其中控制部件可以是设置在设在扫描部件41上，也可以是与扫描部件41和水平移动机构30通信连接的外设终端。第二传感器部件、第二传感器部件、第三传感器部件为本领域常用的位置传感器，例如，磁性角度传感器或者线性递位置传感器。扫描部件41可以是激光扫描器也可以是声波扫描器，只要可以反应对应位置的障碍物即可。
需要理解的是，在本发明的实施方式中，除特殊说明外控制部件与传感器、电机或外部终端等电子设备的连接方式本领域技术人员常用的电连接或者通讯连接，本实施方式对此不作具体规定。并且第二传感器部件、第二传感器部件、第三传感器部件和控制部件均为内部电子元件，其具体设置位置本实施方式并不限定，只要保证第一传感器部件在卡爪部件20上、第二传感器部件设置在水平移动机构30上、第三传感器部件设置在扫描部件41上以实现其监测功能即可。因此本发明所提供的附图中未示出第二传感器部件、第二传感器部件、第三传感器部件和控制部件的具体结构。
使用时，取一辆车辆的任意一侧(左侧或者右侧)的前后轮胎进行测量，将两个卡爪部件20分别安装在前轮和后轮，并调整杆部件10使之水平放置。控制部件控制扫描部件41能够随同水平移动机构30沿杆部件10的延伸方向移动，并能够相对于水平移动机构30在垂直于杆部件10的延伸方向的方向移动，从而根据控制扫描部件41的运动轨迹，让扫描部件41可以扫描到车下的障碍物的多个临界点。并在每个临界点根据两个轮胎的直径以及相对位置、第二位置参数、第三位置参数获得纵向角，再从中获取最小值即为汽车纵向通过角。其中，第一位置参数、第二位置参数和第三位置参数可以根据计算汽车纵向通过角的具体计算方法所需的参数确定，例如，角度参数或者相对距离参数，本实施方式对此不作具体限定。
此外，在获取全部障碍物临界点后还能给控制部件反馈对应的障碍物的位置，结合其他外设设备(例如外设计算机终端)，获得车辆底部的障碍物的侧向投影图。
需要理解的是，本发明中的汽车纵向通过角测量装置可以通过第一传感器部件、第二传感器部件、第二传感器部件和扫描部件41的配合，据此监测出车辆的轴距、轮胎直径，地面线的生成，监测车辆底盘部件的离地间隙，接近角、离去角以及车高、车长等参数。也就是说，也可以通过利用本实施方式中的装置测量其他参数并获得相应数据，本实施方式对使用方法不作具体限定，本领域技术人员可根据使用需求使用。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图3所示，两个卡爪部件20均分别包括卡爪架21、设置在卡爪架21周围的轮胎卡爪、以及设置在卡爪架21中心位置的转动连接机构23。其中，转动连接机构23的一端与杆部件10可拆卸连接，另一端与卡爪架21转动连接；轮胎卡爪包括至少两个爪钩22，每个爪钩22沿卡爪架21的径向可伸缩，并且第一传感器部件分别设置在每个爪钩22上。
具体地，转动连接机构23可以是包括例如转轴、铰链、球形卡扣、万向节等本领域常用的转动连接结构，并且转动连接机构23的一端与杆部件10可拆卸连接的方式可以是卡接也可以是销接还可以是螺纹，本实施方式在此不作具体限定。
爪钩22沿卡爪架21的径向可伸缩，两者可如图3所示的，爪钩22套设在卡爪架21上，也可以是在爪钩22上设置滑槽、在卡爪架21设置滑轨和限位结构使两者滑动连接，还可以是使用可伸缩或者可折抵的爪钩22，只要爪钩22沿卡爪架21的径向可伸缩即可，本实施方式对此不作具体限定。
至少两个爪钩22可以根据设计需要选择爪钩22数量，足以进行固定即可。
采用上述方案，本发明中装置结构简化轻便，转动连接机构23的一端与杆部件10可拆卸连接，从而可以组装拆解，方便携带。转动连接机构23的另一端与卡爪架21转动连接在固定轮胎时使固定操作更方便，在以爪钩22定位时还可以进行调整方便进行参数收集。并且，每个爪钩22沿卡爪架21的径向可伸缩，从而可以适配各种大小的轮胎。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，第一位置参数包括爪钩22的长度、第一夹角、以及两个卡爪架21的中心位置之间的距离；其中当第一传感器部件检测第一位置参数时，至少一个爪钩22位于杆部件10的竖直上方；控制部件以杆部件10水平放置时的延伸方向为横坐标轴、并以两个卡爪架21的其中一个的中心位置为坐标原点建立坐标系；并且控制部件在坐标系中，获取爪钩22的长度和第一夹角，第一夹角为位于杆部件10的竖直上方的爪钩22与横坐标轴之间的夹角；控制部件根据两个卡爪架21的中心位置在坐标系中的坐标获取两个卡爪架21的中心位置之间的距离。
需要理解的是，卡爪部件20在操作中，除了有一个爪钩22需要竖直朝上但不严格要求角度外，没有其余限制要求，且前后轮胎卡爪的安装具有随意性(例如，对爪钩22的外侧到卡爪架21的中心的距离不做相等的要求)，即卡爪架21的中心与轮胎的中心不同等。
卡爪部件20、杆部件10与坐标系的结合，设定的坐标原点为卡爪架21的中心点，杆部件10的轴线为x轴，利用平面坐标系模拟扫描部件41的障碍物临界点的监测点计算测量角度。
为方便理解，以图10为例，以左侧卡爪部件20的卡爪架21的中心位置为坐标原点，左轮的卡爪部件20上的爪钩22的长度分别为f1、f2、f3，第一夹角为a1；右轮的卡爪部件20上的爪钩22的长度分别为r1、r2、r3，第一夹角为a2；两个卡爪架21的中心位置之间的距离为l2。
采用上述方案，建立坐标系测量爪钩22的长度、第一夹角、以及两个卡爪架21的中心位置之间的距离可以实现精准测量。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图3所示，至少两个爪钩22包括一个第一爪钩221和两个第二爪钩222，第一爪钩221与两个第二爪钩222之间的角度均为110°，两个第二爪钩222之间的夹角为140°，并且第一爪钩221位于杆部件10的竖直上方。
具体地，在初始位置时，杆部件10与轮胎上的卡爪部件20的第一爪钩221垂直，实际操作中，卡爪部件20在卡住轮胎时，不能完全做到第一爪钩221垂直杆部件10，通过转动连接机构23相对于卡爪架21的转动，吸收杆部件10与卡爪部件20的第一爪钩221的相对转动。
采用上述方案，可以保证第一爪钩221在杆部件10上方的同时保持与轮胎的稳定固定。
在一种优选的实施方式中，至少两个爪钩22中每个爪钩22与卡爪架21可拆卸连接。
具体地，至少两个爪钩22中每个爪钩22与卡爪架21可拆卸连接方式可以是套接或者卡接等常见的可拆卸连接方式。
采用上述方案，本发明中装置结构简化轻便，两个爪钩22中每个爪钩22与卡爪架21可拆卸连接，可以组装拆解，方便携带。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图2、图3和图4所示，转动连接机构23包括转轴构件231、销轴构件232和套筒构件233。其中，转轴构件231的一端与卡爪架21转动连接，使得转轴构件231能够相对于卡爪架21绕转轴构件231的轴向转动，另一端通过销轴构件232与套筒构件233转动连接，使得套筒构件233相对于转轴构件231绕销轴构件232的轴向旋转，且销轴构件232的轴向垂直于转轴构件231的轴向；套筒构件233与杆部件10可拆卸连接，并且套筒构件233上设置有限位构件234，限位构件234限制杆部件10在套筒构件233内移动。
具体地，套筒构件233与杆部件10可拆卸连接方式可以是卡接或者套接。限位构件234可以是销轴、卡扣、弹扣、凸台等常见的限位结构。
在本实施方式中，如图4所示，限位构件234包括轴向销轴234a和径向销轴234b，杆部件10穿过前后卡爪部件20的套筒构件233，且杆部件10的与前后卡爪部件20的套筒构件233配合的部位的外壁面设有环形槽(图中未示出)，在两个卡爪部件20中一个卡爪部件20上的套筒构件233的边缘开有孔，当杆部件10穿过该套筒构件233，轴向销轴234a穿过此孔以及杆部件10上的环形槽，固定在套筒构件233上，使杆部件10在套筒构件233中能轴向定位，方便调试和安装杆部件10，同时在前后轮胎的卡爪部件20的套筒构件233上安装径向销轴234b，径向销轴234b顶住杆部件10，保证了杆部件10的轴向长度的锁定。
轮胎卡爪的爪钩22内部有空腔312可以套装在卡爪架21上，使爪钩22可沿着卡爪架21移动，从而轮胎卡爪在卡爪架21上的移动，可实现卡爪部件20对不同直径的轮胎卡抓动作。卡爪架21的中心开孔，转轴构件231穿过此孔安装在卡爪架21上，可实现转轴构件231相对于卡爪架21的转动。套筒构件233与转轴构件231通过销轴构件232连接，可实现套筒构件233绕销轴构件232中心相对于转轴构件231的转动。
采用上述方案，卡爪部件20中设有销轴构件232，结合套筒构件233和转轴构件231构成了十字轴万向节，此种结构既可以消除前后轮距的差异，又可以消除前后卡爪架21中心不等高的差异。如果汽车的前后轮距一样，前后轮胎的两个卡爪部件20完全卡在轮胎上时，卡爪架21外平面与杆部件10平行，但市面上汽车的前后轮距不一致的车型较多，本装置可以通过套筒构件233绕销轴构件232的轴线相对于转轴构件231的转动，吸收因前后轮距不一样导致杆部件10与卡爪架21的角度。此外，本发明中装置结构简化轻便，套筒构件233与杆部件10可拆卸连接，则卡爪部件20与杆部件10可以组装拆解，方便携带。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图5所示，扫描部件41包括竖直移动机构411和激光扫描构件412。并且，竖直移动机构411沿垂直于杆部件10的延伸方向的方向可移动的设置在水平移动机构30上，并且竖直移动机构411的一端设置有激光扫描构件412。
具体地，竖直移动机构411可以是电机驱动下包括例如齿轮、齿条、滑轮、滑块或者传动杆等本领域常用的传动结构的可移动结构，只要可以使激光扫描构件412随着竖直移动机构411在竖直方向移动即可，本实施方式在此不作具体限定。
激光扫描构件412设置在竖直移动机构411的一端，并随其在图5中的竖直方向移动，而竖直移动机构411设置在水平移动机构30随水平移动机构30沿水平方向移动，从而使得激光扫描构件412可以在竖直和水平方向都可以进行扫描。激光扫描构件412朝车辆对称面扫描，激光扫描构件412在竖直移动机构411中上下移动，激光扫描构件412在升降过程中完成对车辆底盘下部零件障碍物的侧向扫描，并记录在控制部件中(本发明图中没有体现控制部件)。
使用时，由水平移动机构30带动激光扫描构件412沿杆部件10横向移动，每步进一定距离，激光扫描构件412完成一次上下方向的扫描，如此前后轮胎之间的底盘零部件障碍物的侧向扫描都会记录在控制部件中。
更具体地，如图9所示，扫描初始位置，扫描初始位置，手动调整水平移动机构30使其超出前轮胎即可，同时将激光扫描构件412位于最下端。装置通电后，激光扫描构件412竖直移动机构411的带动下竖直上移，侧向扫描车辆底盘零部件障碍物，将障碍物临界点位置记录在控制部件中。待激光扫描构件412上升到最高位置处，水平移动机构30带动激光扫描构件412沿杆部件10的延伸方向步进1mm，激光扫描构件412竖直移动机构411带动下下移，侧向扫描车辆底盘零部件障碍物，将障碍物临界点位置记录在控制部件中。待激光扫描构件412下移到最低位置时，水平移动机构30带动激光扫描构件412沿杆部件10的延伸方向步进1mm。如此反复循环，待水平移动机构30步进到后轮胎侧面时，停止扫描。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，控制部件根据激光扫描构件412的位置在坐标系中与卡爪架21中心之间的水平距离获得第二位置参数；控制部件根据激光扫描构件412的位置在坐标系中与杆部件10之间的竖直高度获得第三位置参数；控制部件在坐标系中，以两个轮胎的直径以及相对位置、第二位置参数和第三位置参数获得纵向角，纵向角为激光扫描构件412的位置分别到前轮胎和后轮胎的底部的切线之间的夹角。
具体地，如图10所示，以左侧卡爪部件20的卡爪架21为坐标原点，所在激光扫描构件412的位置在坐标系中与卡爪架21中心之间的水平距离为l1，激光扫描构件412的位置与杆部件10之间的竖直高度为h，纵向角为θ。
第一传感器部件包括角度传感器和位置传感器，本段中出现的角度传感器和位置传感器均为第一传感器，仅为方便理解作区分说明。卡爪架21在套入轮胎的爪钩22的端部内部有三个位置传感器，可以监测三个轮胎爪钩22分别相对于转轴构件231的距离，如图10所示，前后卡爪部件20的爪钩22到转轴构件231的距离分别为f1、f2、f3、r1、r2、r3。卡爪架21与转轴构件231连接处有角度传感器，可以监测出杆部件10分别相对于图10中左侧轮胎和右侧轮胎上的第一爪钩221的角度α1、α2。从而根据距离和角度，推算出轮胎的直径。卡爪部件20的套筒构件233内部有位置传感器，当卡爪部件20分别在前后轮胎上后，可以监测出前后套筒构件233之间的距离l2。
水平移动机构30的内部有第二传感器部件，可以监测出水平移动(即激光扫描构件412)相对于卡爪部件20的套筒构件233(即转轴构件231)的距离l1。激光扫描构件412内部有第三传感器部件，可以监测出激光扫描构件412相对于杆部件10的距离h。
本发明工作原理如下：
控制部件将前轮的卡爪部件20(图10中左侧车轮)的套筒构件233中心(即转轴构件231的中心)定义为坐标原点，以杆部件10的轴线定义为x轴线。根据传感器的测量内容f1、f2、f3、r1、r2、r3、α1、α2、l2，在控制部件中计算出前后轮的直径以及位置。当激光扫描构件412在扫描过程中，每扫描到底盘障碍物的临界点，会在控制部件中记录下l1以及h。控制部件在坐标系中根据每一个障碍点坐标的上述测量内容，以几何方法自动计算过障碍点与前后轮胎圆相切的直切的夹角为纵向角θ。从扫描开始到扫描结束，每一个障碍点都对应一个θ值，结束后控制部件判断最小的θ值，并反馈最小的θ值对应的障碍物的位置，即为汽车纵向通过角。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图5和图8所示，水平移动机构30包括移动架31、导向槽32、摩擦轮组件33和传动组件34。其中移动架31内具有通孔311和空腔312，通孔311的轴向与杆部件10的延伸方向相同，摩擦轮组件33设置在空腔312中、并与穿过通孔311的杆部件10接触，以通过摩擦轮组件33的摩擦轮的转动联动移动架31相对于杆部件10沿杆部件10的延伸方向移动。导向槽32设置在移动架31的一侧外壁，并沿垂直于通孔311的轴向的方向延伸；传动组件34设置在导向槽32上、与竖直移动机构411传动连接。
并且竖直移动机构411包括扫描架4111和设置在扫描架4111上的传动齿条4112。其中扫描架4111的一端与激光扫描构件412固定连接；传动齿条4112与传动组件34传动连接，并使扫描架4111和激光扫描构件412沿导向槽32的延伸方向移动。控制部件分别与摩擦轮组件33、传动组件34和激光扫描构件412连接。
具体地，传动组件34可以是包括齿轮，还可以是本领域技术人员还可根据设计需要选择凸轮、传动杆、传动带等常用的传动结构，并且传动组件34还包括必要驱动源，例如电机。摩擦轮组件33至少包括摩擦轮，还可根据设计需要增加其他传动零部件。
为方便说明，以图5为例，在本实施方式中传动组件34包括主动齿轮341、从动齿轮342和电机，以及固定从动齿轮342的从动转轴，摩擦轮组件33包括摩擦轮331和必要的电机，以及固定摩擦轮331的转轴，本领域还可根据设计需要选择其他传动结构，具体为：
电机与移动架31固定连接，主动齿轮341与电机固定连接，从动转轴与移动架31固定连接，从动齿轮342与从动转轴转动连接，导向槽32与移动架31固定连接，摩擦轮转轴332与移动架31固定连接，摩擦轮331与摩擦轮转轴332转动连接，从动齿轮342与从动转轴转动连接，主动齿轮341与从动齿轮342齿轮啮合。
传动齿条4112与水平移动机构30的主动齿轮341以及从动齿轮342啮合，扫描架4111与水平移动机构30的导向槽32间隙配合，只能上下移动。装置通电后，扫描部件41在传动组件34的带动下沿导向槽32上移，即主动电机带动主动齿轮341顺时针转动，主动齿轮341带动从动齿轮342逆时针转动，由于两个齿轮齿数以及模数一致，故带动两侧的传动齿条4112上移，且速度一致，传动齿条4112带动扫描部件41在导向槽32内上移，扫描部件41由扫描架4111、激光扫描构件412、传动齿条4112三者固定连接在一起，可以一同上移。同理，当电机带动主动齿轮341逆时针转动，扫描部件41在导向槽32内下移。
摩擦轮本身内部具有一个电机(类似电动自动车的轮毂电机)，当摩擦轮内部电机做功时，电机内转子与摩擦轮共同转动，而摩擦轮转轴332不转动。移动架31内开有供杆部件10穿过的通孔311和供容纳杆部件10的空腔312，杆部件10穿过移动架31，与移动架31的空腔312的内壁间隙配合。摩擦轮为粗糙凹型表面，与杆部件10紧密接触，摩擦轮通电时，摩擦轮与杆部件10的摩擦力带动移动架31沿杆部件10移动，即摩擦轮带动水平移动机在杆部件10上沿杆部件10的延伸方向移动。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图6和图7所示，杆部件10包括多个依次连接的连接杆11，连接杆11的两端分别与相邻的连接杆11可拆卸连接。
具体地，连接杆11的两端分别与相邻的连接杆11可拆卸连接的连接方式可以是螺纹连接或者卡接或者销接，在本实施方式中采用花键相互卡接。
为方便说明，如图7所示，本实施方式中将相互连接的两个连接杆11定义为第一连接杆111和第二连接杆112。其中，第一连接杆111的一端开有环槽，另一端内部开有花键槽13；同时第二连接杆112的一端有花键，另一端与第一连接杆111的另一端有同样的花键槽13。杆部件10的长度具有可变性，可以根据汽车的轴距判断第二连接杆112的数量，第一连接杆111仅作为杆部件10的头部部件。
使用时，如图2-图7所示，杆部件10穿过前后卡爪部件20的套筒构件233，套筒构件233的边缘开有孔，当第一连接杆111穿过套筒构件233，第一连接杆111的环槽与套筒构件233的孔对齐后，轴向销轴234a穿过此孔，固定在套筒构件233上，使杆部件10在套筒构件233中能轴向定位，同时在前后卡爪部件20的套筒构件233上安装径向销轴234b，径向销轴234b分别顶住杆部件10，保证了第一连接杆111与第二连接杆112之间的轴向长度的锁定。
采用上述方案，可以根据汽车轴距选择连接杆11数量，从而可适应对不同轴距的车辆进行测量，杆部件10采用模块化结构，在一个连接杆11后面叠加连接杆11的数量，即可实现。相对已有的测量发明装置，本发明重量大大降低，适应性更广。本发明中装置结构简化轻便，分为多种机构模块，可以组装拆解，方便携带，其中卡爪部件20可以将轮胎卡爪与卡爪架21拆离，杆部件10拆解为若干个连接杆11，扫描部件41和水平移动机构30也可以脱离杆部件10，所有的机构模块累加起来占用空间不足一个轮胎的空间，携带方便。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的一种汽车纵向通过角测量装置，如图7和图8所示，每个连接杆11的外周壁沿自身延伸方向对称地设置有两个定位槽12，当相邻的两个连接杆11连接时，相邻的两个连接杆11的定位槽12对齐。并且移动架31内的通孔311的内周壁设置有定位凸台313，当连接杆11插入通孔311时，定位凸台313容纳于定位槽12中。
具体地，以上述实施方式为例，如图7和图8所示，每个连接杆11的边缘对称开有定位槽12，当第二连接杆112的花键插入第一连接杆111的花键槽13内，定位槽12对齐，第一连接杆111与第二连接杆112在轴向固定连接，组成一定长度的杆部件10。
移动架31内的通孔311的内周壁设置有定位凸台313，杆部件10的定位槽12对准移动架31的定位凸台313，可方便进行定位，使连接更加稳定。
使用时，以图5中的实施方式为例，取一辆车辆的任意一侧(左侧或者右侧)的前后轮胎进行测量，将前卡爪部件20的三个爪钩22套在卡爪架21上，同时三个轮胎爪钩22分别贴近轮胎的胎壁和胎面，尽量使卡爪部件20的第一爪钩221朝上。将第二连接杆112花键安装到第一连接杆111的花键槽13内，使定位槽12对齐，并根据车辆轴距选择第二连接杆112的数量，第二连接杆112依次接龙匹配，组成杆部件10。杆部件10依次穿入前轮上的卡爪部件20的套筒构件233、扫描部件41的扫描架4111、水平移动机构30的移动架31、后轮的卡爪部件20的套筒构件233，待第一连接杆111的环槽对准前轮上的卡爪部件20的套筒构件233上的定位孔时，插入轴向销轴234a，待激光扫描构件412随水平移动机构30在重力作用下处于竖直移动机构411的最低点时，在两个卡爪部件20的套筒构件233上分别插入径向销轴234b，锁定杆部件10。
本实施例还提供一种汽车纵向通过角测量装置的测量方法，汽车纵向通过角测量装置采用如上述的汽车纵向通过角测量装置，如图12所示，测量方法包括以下步骤：
将两个卡爪部件20分别卡接于位于汽车同一侧的两个轮胎的外周缘，根据两个卡爪部件20上的第一传感器部件测得两个卡爪部件20的第一位置参数，获取两个轮胎的直径以及相对位置。
控制扫描部件41的运动轨迹，并使扫描部件41从一侧扫描汽车底盘零部件障碍物测得多个障碍物临界点，并且在每个障碍物临界点，第二传感器部件获取扫描部件41的第二位置参数，第三传感器部件获取障碍物临界点的第三位置参数。
具体地，如图10所示，控制部件将前轮的卡爪部件20(图10中左侧车轮)的套筒构件233中心(即转轴构件231的中心)定义为坐标原点，以杆部件10的轴线定义为x轴线。根据传感器的测量内容f1、f2、f3、r1、r2、r3、α1、α2、l2，在控制部件中计算出前后轮的直径以及位置。当激光扫描构件412在扫描过程中，每扫描到底盘障碍物的临界点，会在控制部件中记录下l1以及h。控制部件在坐标系中根据每一个障碍点坐标的上述测量内容。
然后，以反三角函数自动计算过障碍点与前后轮胎圆相切的直切的夹角为纵向角θ。从扫描开始到扫描结束，每一个障碍点都对应一个θ值，结束后控制部件判断最小的θ值，并反馈最小的θ值对应的障碍物的位置，即为汽车纵向通过角。
其中，扫描部件41的扫描运动轨迹如图9所示，从扫描初始位置开始激光扫描构件412位于最下端。然后扫描部件41的扫描点向上移动，侧向扫描车辆底盘零部件障碍物，将障碍物临界点位置记录在控制部件中。待上升到最高位置或完成竖直方向的扫描后，扫描部件41水平移动一定距离(例如1mm或者2mm)，然后从最上端下移，侧向扫描车辆底盘零部件障碍物，将障碍物临界点位置记录在控制部件中，到达最下端后再水平移动。如此反复循环，待水平移动机构30步进到后轮胎侧面时，停止扫描。