CN102879324A - 具有洒水器的路面摩擦系数测试装置 - Google Patents

Abstract

一种具有洒水器的路面摩擦系数测试装置，在底板上设机架、两个后轴承座、蓄电瓶，两端安装有后轮的后轴设在两个后轴承座上，后轴中部设速度传感器、扶手轴承座、后链轮，扶手轴承座上设安装有记录控制开关的扶手，机架上设立柱、通过电缆与速度传感器和记录控制开关相连的记录仪，立柱上设保险杠、前轴承座，前轴承座上设有前轴，前轴上设有前轮、前链轮、扭矩传感器，前链轮通过链条与后链轮相联，扭矩传感器通过导线与记录仪相连。在扶手上设有加压水箱，加压水箱上设阀门，保险杠的前端设通过软管与阀门相联通的喷嘴。它具有设计合理、结构简单、使用方便、所测数据准确、自动化程度高等优点，可用于测量路面的摩擦系数。

Description

具有洒水器的路面摩擦系数测试装置

技术领域

本发明属于道路或其它类似构筑物铺面的铺筑、修复用的机器、工具或辅助设备技术领域，具体涉及到测量路面摩擦系数的设备或装置。

背景技术

为了准确评价路面抗滑性能，不同国家针对各国的特点开发了一系列摩擦系数测试方法，诸多的测试方法是否能准确反映车辆轮胎与路面间的实际摩擦性能，且具有可以广泛使用的经济性及实用性，尚需进行试验比较。

目前路面摩擦系数的测试仪器主要分为现场测试仪器和室内摩擦系数测试仪器两大类。现场测试仪器一般有侧向力摩擦系数测试车（SCRIM）、纵向摩擦系数测试车及摆式摩擦仪等。测试车可进行连续测试，不需封闭交通，但其造价高，适用性有限，目前国内拥有数量较少。

专利号为200910021671.5、发明名称为《路面摩擦系数测试装置》的中国专利，可以方便地连续测量路面与橡胶车轮之间的摩擦系数。但在对积水路面的摩擦系数进行测试时，这种设备需要人工在测试路线上进行洒水，洒水量不均匀、洒水位置难以掌握、劳动强度大。如果简单地将水箱等洒水装置安装在路面摩擦系数测试装置上，在进行测量工作时，随着水箱里水量的减少，会改变测试轮对地面的正压力，影响测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述路面摩擦系数测试装置的缺点，提供一种设计合理、结构简单、使用方便、所测数据准确、自动化程度高的具有洒水器的路面摩擦系数测试装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在底板上设置有机架、两个后轴承座、蓄电瓶，两端安装有后轮的后轴设置在两个后轴承座上，后轴中部设置有速度传感器、扶手轴承座、后链轮，扶手轴承座上设置安装有记录控制开关的扶手，机架上设置有立柱、通过电缆与速度传感器和记录控制开关相连的记录仪，立柱上设置有保险杠、前轴承座，前轴承座上设置有前轴，前轴上设置有前轮、前链轮、扭矩传感器，前链轮通过链条与后链轮相联，扭矩传感器通过导线与记录仪相连。在扶手上设置有加压水箱，加压水箱上设置有阀门，保险杠的前端设置有通过软管与阀门相联通的喷嘴。

本发明的喷嘴位于前轮的正前方。

本发明的加压水箱为：在水箱的上部加工有通气孔，水箱内或水箱外设置有水泵，水泵进水口通过管道与水箱底部相联通、出口与阀门相联通。

本发明的加压水箱也可以为：水箱为密封水箱，在水箱上设置有充气单向阀门，充气单向阀门的进气口通过管道与空气加压装置相联通、出气口与水箱内相联通，阀门的进水口通过管道与水箱底部接通。

本发明采用在保险杠上设置喷嘴，扶手上设置加压水箱，加压水箱上设置与喷嘴相接通、与水箱内相接通的阀门，加压水箱内水的重力一部分作用于工作人员的手上，另一部分通过扶手轴承座作用于后轴、通过后轮作用于路面上。加压水箱内水量的变化不会影响前轮（即测试轮）对地面的作用力P，也就不会影响测试精度。本发明具有设计合理、结构简单、使用方便、所测数据准确、自动化程度高等优点，可用于测量路面的摩擦系数。

附图说明

图1是本发明实施例1的俯视图。

图2是拆去蓄电瓶22后图1的A-A剖视图。

图3是本发明实施例1加压水箱的结构示意图。

图4是本发明实施例2加压水箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2、3中，本实施例的具有洒水器的路面摩擦系数测试装置由后轮1、后轴承座2、底板3、速度传感器4、扶手轴承座5、扶手6、记录控制开关7、阀门8、软管9、水箱10、后链轮11、后轴12、链条13、前轴承座14、前链轮15、保险杠16、前轮17、前轴18、扭矩传感器19、机架20、记录仪21、蓄电瓶22、喷嘴23、螺母24、立柱25、水泵26联接构成。

在底板3上用螺纹紧固连接件固定联接安装有两个后轴承座2、机架20、蓄电瓶22，后轴承座2上安装有后轴12，后轴12与后轴承座2之间安装有轴承，后轴12两端用螺纹紧固联接件联接安装有后轮1，蓄电瓶22为本发明提供电源。后轴12中部用螺纹紧固连接件固定联接安装有速度传感器4、扶手轴承座5、后链轮11，扶手轴承座5与后轴12之间安装有轴承，扶手轴承座5上焊接联接有扶手6，扶手6用于操作者操作本发明进行测试作业以及在路面上行走，扶手6上安装有记录控制开关7。扶手6上用螺纹紧固连接件固定联接安装有水箱10，水箱10内装有水，水箱10的上盖处有通气孔，通气孔的作用是在进行喷洒作业时，保证水箱10的水面上始终与大气相通，防止水箱10内形成真空。水箱10内部安装有水泵26，也可将水泵26安装在水箱10外，水泵26进水口童过管道与水箱10的底部相联通，水泵26的出水口通过管道与阀门8相接通，水箱10和水泵26构成本实施例的加压水箱。

机架20上用螺纹紧固联接件固定联接安装有记录仪21，记录仪21的型号为R4100，由浙江中控自动化仪表有限公司生产，记录仪21通过电缆与速度传感器4相连、通过导线与记录控制开关7相连。机架20的前端用螺纹紧固联接件固定联接有立柱25，立柱25上固定安装有保险杠16。立柱25的下端焊接联接有前轴承座14，前轴承座14上安装有前轴18，前轴18上安装有前轮17、前链轮15、扭矩传感器19，前轴18与前轴承座14之间安装有轴承。前轮17的外径与后轮1的外径相同，在制作该装置时保证后轮1所承受的负荷大于前轮17所承受的负荷，前链轮15通过链条13与后链轮11相联，扭矩传感器19通过导线与记录仪21相连，扭矩传感器19将接收到前轴18的扭矩转换成电信号输出到记录仪21。保险杠16的前端用螺母24固定安装有喷嘴23、喷嘴23位于前轮17的正前方，喷嘴23为市场上销售的商品，为草坪喷水使用，喷嘴23的喷洒水的张开角度以及喷洒量可以进行人工进行调节，喷嘴23通过软管9与阀门8相联通，由于水箱10固定在扶手上，水箱10及其里面水的重力一部分作用于工作人员的手上，另一部分通过扶手轴承座5作用于后轴12、通过后轮1作用于路面上。水箱10内水量的变化不会影响前轮17对地面的作用力P，也就不会影响测试精度。

实施例2

在图4中，本实施例的加压水箱由水箱10、充气单向阀门27、打气筒28联接构成吧。水箱10为密封水箱，水箱10内的空气不能向外流出，水箱10上安装有充气单向阀门27，充气单向阀门27的出气口与水箱10内相联通、进气口与打气筒28相联通，打气筒28也可采用气泵或压缩空气瓶等空气加压装置替换，充气单向阀门27的作用是允许打气筒28产生的压缩空气进入水箱10，阻止水箱10内的压缩空气流出。水箱10内装有水，阀门8的进水口通过管道与水箱10底部接通，阀门8的出口通过软管9与喷嘴23联通。水箱10的水面上充装压缩空气以后，打开阀门8，压缩空气将水箱10内的水压出，经阀门8、软管9由喷嘴23喷洒到路面上。

其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

本发明的工作原理如下：

当工作人员推动本发明在被测路段上行走时，后轮1和前轮17转动，由于后链轮11不能与后轴12之间产生相对转动，后轴12与后轮1固定在一起，所以后链轮11将和后轮1以同样的速度转动。由于前轮17与前轴18固定在一起，前链轮15与前轴18固定，前链轮15将和前轮17以同样的速度转动。前链轮15与后链轮11通过传动链条13传动，前链轮15与后链轮11齿数不相同，转速不相同，前轮17与后轮1转速不相同，而前轮17与后轮1的外径相同，导致行走同样距离时前轮17与后轮1转动的圈数不同，前轮17或后轮1将产生滑移。由力学原理可知，负荷较大的车轮不容易产生滑移，该装置后轮1的负荷明显大于前轮17的负荷，后轮1滚动，前轮17滑动。滑移率可以按照前链轮15的齿数和与前链轮15相联的后链轮11的齿数按下式进行计算：

$s=1-\frac{z_2}{z_1}$

式中s为滑移率，z₁为前链轮15的齿数，z₂后链轮11齿数。

前轮17与路面之间滑动产生摩擦，摩擦力对前轴18产生扭转剪应力，扭矩传感器19感应到扭转剪应力信号并转换成电信号输出到记录仪21，记录仪21按下式计算摩擦系数并输出计算结果：

$f=\frac{M}{R\·P}$

式中f为摩擦系数，M为扭矩传感器19的扭矩，R为前轮17的半径，P为前轮17对地面的荷载（即该装置重力在前轮17上的分力）。

扶手6上的记录控制开关7可以由操作者确定数据采集开始和结束的时间。

当需要在测试路面上喷洒水时，接通水泵26的电源或在水箱10内充压缩空气，打开阀门8，水箱10内的水通过阀门8、软管9，从喷嘴23喷到前轮17前面的路面上。通过调节阀门8可以改变喷洒水流量，调节喷嘴23可以改变喷嘴的喷洒水的张开角度，即改变喷洒水在路面上的宽度。由于水箱10固定在扶手6上，水箱10及其内水的重力一部分作用于操作人员的手上，另一部分通过扶手轴承座5作用于后轴12、通过后轮1作用于路面上。水箱10里水量的变化不会影响前轮17对地面的作用力P，不会影响测试精度。

Claims (4)

1.一种具有洒水器的路面摩擦系数测试装置，在底板（3）上设置有机架（20）、两个后轴承座（2）、蓄电瓶（22），两端安装有后轮（1）的后轴（12）设置在两个后轴承座（2）上，后轴（12）中部设置有速度传感器（4）、扶手轴承座（5）、后链轮（11），扶手轴承座（5）上设置安装有记录控制开关（7）的扶手（6），机架（20）上设置有立柱（25）、通过电缆与速度传感器（4）和记录控制开关（7）相连的记录仪（21），立柱（25）上设置有保险杠（16）、前轴承座（14），前轴承座（14）上设置有前轴（18），前轴（18）上设置有前轮（17）、前链轮（15）、扭矩传感器（19），前链轮（15）通过链条（13）与后链轮（11）相联，扭矩传感器（19）通过导线与记录仪（21）相连，其特征在于：在扶手（6）上设置有加压水箱，加压水箱上设置有阀门（8），保险杠（16）的前端设置有通过软管（9）与阀门（8）相联通的喷嘴（23）。

2.根据权利要求1所述的具有洒水器的路面摩擦系数测试装置，其特征在于：所述的喷嘴（23）位于前轮（17）的正前方。

3.根据权利要求1所述的具有洒水器的路面摩擦系数测试装置，其特征在于所述的加压水箱为：在水箱（10）的上部加工有通气孔，水箱（10）内或水箱（10）外设置有水泵（26），水泵（26）进水口通过管道与水箱（10）底部相联通、出口与阀门（8）相联通。

4.根据权利要求1所述的具有洒水器的路面摩擦系数测试装置，其特征在于所述的加压水箱为：水箱（10）为密封水箱，在水箱（10）上设置有充气单向阀门（27），充气单向阀门（27）的进气口通过管道与空气加压装置相联通、出气口与水箱（10）内相联通，阀门（8）的进水口通过管道与水箱（10）底部接通。

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