轮毂不同程度都会存在质量分布不均匀或质量中心与轮胎几何中心不重合的问题,即轮毂不平衡。根据相关的力学原理,不平衡的轮毂,在高速旋转的情况下必定会产生交变的径向力,引起汽车的振动并影响到汽车运行的速度、舒适度或平稳度。如果轮胎的不平衡量过大,严重的还会损坏汽车零部件,甚至引起交通事故。轮毂动平衡对轮毂的使用寿命以及汽车行驶的安全性、平稳性和舒适度的影响非常大,因此轮毂动平衡机的研制具有重要的应用价值。本文即提出一种高精度、自适应的轮毂动平衡测量机器,基于采用工控机的立式硬支撑动平衡测量技术,具有测量精确快速,操作简便,适用各种轮毂的优点。文章首先从客户的要求和当前实际的技术发展现状出发,按照平衡机测试精度和测试时间的要求综合分析平衡机机械支承、电气驱动、信号处理与提取等模块对整机性能以及相互之间的影响,确定了机械标定模型、硬件装置、信号处理与提取算法、操作软件四个核心设计内容及设计原则。这也是本文内容的安排顺序。不平衡减少率作为轮毂动平衡机最重要的设计目标,代表了平衡机检测轮毂不平衡量的精确程度。它要求平衡机设计包含平面分离效果良好的机械支承结构、准确的数学模型分析和标定方法,同时信号处理单元必须能高效的滤除干扰信号并准确的提取信号的关键参数。本文选择奇偶分离的动平衡立式硬支承机械结构为基础并研究基于向量运算的高精度多元线性回归标定模型与不平衡解算算法。在信号处理方面,研究从目标信号的频谱特征出发,结合FFT频谱估计快速和DTFT频谱计算完整的优势,快速精确地定位信号的目标参数。平衡测试时间作为轮毂动平衡机工作效率的标志,也是设计的主要目标。本文分析硬件配置对平衡测试时间的主要影响,并在文章的最后细致分析了测试各阶段的时间构成比例与优化方案。基于工控机开发的动平衡操作软件可以很方便地提供人性化的触摸控制和图形显示界面,同时数据库支持与开发也非常方便。本文给出了触摸操作的动平衡测试软件的设计方案并给出简单的演示。