CN103353403B - 用于汽车悬架测试的六维并联试验台 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆测试装置领域，特别涉及一种用于汽车悬架测试的六维并联试验台。其包括用于安装悬架的支撑架，悬架安装在支撑架上，悬架上连接有车轮，悬架上连接有悬架弹簧和减震器，车轮下方连接有路况模拟装置，其包括承载的安装板，以及与车轮接触的模拟板，模拟板和安装板之间连接有六维并联机构，还包括固定在安装板上对模拟板的运动量进行检测的位置检测机构，位置检测机构与模拟板的底部连接，模拟板上还设置有检测模拟板倾角的三轴陀螺仪，悬架弹簧和减震器的顶部设置有对悬架受力情况进行检测的拉压力传感器，以及检测悬架弹簧和减震器变化量的悬架位移传感器，支撑架的顶部设置有载荷机构，载荷机构与悬架弹簧和减震器连接。

Description

用于汽车悬架测试的六维并联试验台

技术领域

本发明属于车辆测试装置领域，特别涉及一种用于模拟路况来测试悬架性能的汽车悬架测试的六维并联试验台。

背景技术

汽车悬架装置是汽车车身和车轮弹性连接的重要总成，通常由弹性元件、导向装置和减振器三部分构成。在汽车行驶时，由于路面的不平而引起汽车振动，当汽车振动达到一定程度时乘员就会感到不舒适以致疲劳，影响到汽车的操纵稳定性，同时变动载荷还会降低零部件的使用寿命。汽车悬架转向系统作为底盘平台的重要组成部分,其运动特性的优劣直接关系到汽车的操纵稳定性、转向轻便性、轮胎的使用寿命等方面。

悬架试验台按激振方式的不同分为人工压车法、跌落法和共振法3种形式。共振法试验台按检测参数的不同又分为测力式和测位移式两种，其原理是相同的，都是通过测量激振台从激振到稳态，电动机断电后激振台振动衰减过程中力或位移的振动曲线，求出频率和衰减特性，进行判断悬架的性能好坏，现有的悬架试验台不能完全模拟路况，通过其测试出来的悬架性能，只能反映悬架在某些特性情况下的性能，不能真实完全的测试悬架的性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计了一种结构简单，成本低，能够模拟路面的各种情况，通过检测悬架上的受力和悬架弹簧和减震器的压缩量来检测悬架的性能。

本发明通过以下技术方案实现：

用于汽车悬架测试的六维并联试验台，其包括用于安装悬架的支撑架，悬架安装在支撑架上，悬架上连接有车轮，所述的悬架上连接有悬架弹簧和减震器，其特征在于：所述的车轮下方连接有路况模拟装置，所述的路况模拟装置包括承载的安装板，以及与车轮接触的模拟板，所述的模拟板和安装板之间连接有能够使模拟板能够六自由度运动的六维并联机构，还包括固定在安装板上对模拟板的运动量进行检测的位置检测机构，位置检测机构与模拟板的底部连接，所述的模拟板上还设置有检测模拟板倾角的三轴陀螺仪，悬架弹簧和减震器的顶部设置有对悬架受力情况进行检测的拉压力传感器以及检测悬架弹簧和减震器变化量的悬架位移传感器，支撑架的顶部设置有载荷机构，载荷机构与悬架弹簧和减震器连接。

所述的六维并联机构包括六个连接在安装板和模拟板之间的电动缸，电动缸的两端通过虎克铰分别于安装板和模拟板连接，所述的电动缸上还设置有对电动缸工作状态进行检测的电动缸位移传感器，电动缸位移传感器检测电动缸的位移量，对电动缸进行一个闭环的控制，提高检测精度。

所述的位置检测机构包括固定平台以及动平台，固定平台和动平台之间均布设置有三个支链，固定平台和动平台之始终平行，所述的动平台和固定平台之间还设置有三个位移传感器，所述的位移传感器之间两两不平行，位移传感器的两端通过球铰链分别与动平台和固定平台连接，所述的动平台的中心处设置有与待测件连接的连接机构，通过位移传感器的变化量通过空间解析几何向量计算即可得到模拟板发生的三自由度的位移量。

所述的支链包括第一连杆、第二连杆，第一连杆的一端通过虎克铰与动平台连接，另一端通过虎克铰与第二连杆连接，第二连杆的另一端通过销轴铰连接在固定平台上，支链结构简单便于加工制造，成本低。

所述的连接机构包括固定连接在动平台上的轴承座，轴承座上连接有可以转动的螺杆轴，螺杆轴上连接有可以调节长度的连杆，连杆的端部设置有与待测件连接的虎克铰支座，虎克铰支座通过虎克铰销轴与连杆连接，连接机构能够实现高度调节，便于位置检测机构与六维并联机构连接，

所述的载荷结构包括连接在支撑架上可以转动的载荷板，所述的载荷板上设置有T形滑槽，T形滑槽内连接有滑动杆，滑动杆上套设有砝码块，滑动杆可以在载荷板上进行滑动，可以对悬架的载荷进行调节。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明具有六自由度模拟能力，通过六个电动缸的运动，能够模拟路况各种情况，同时本发明采用双闭环检测，精确控制模拟板的模拟量，从而保证了悬架受力情况的准确性，减少了模拟测量过程中存在的误差。

其次，本发明采用的位置检测机构克服了传统位置检测机构代价高，运算复杂的缺陷，具有成本低、运算检测和检测精度高的优点。

再次，本发明能够动态路况对悬架性能进行测试，也能模拟静态受力状况对悬架的性能进行测试，具有较广泛的使用范围，另外本发明所述的载荷机构能够根据载荷的不同增加砝码块，当载荷出现细微偏差时，我们可以通过调整砝码块的位置来调节悬架的载荷，使载荷具有调节功能，无需制作多余的砝码块。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为位置检测机构的示意图；

图3为载荷机构的示意图；

图中1为砝码块，2为载荷板，3为拉压力传感器，4为悬架弹簧，5为悬架位移传感器，6为悬架，7为车轮，8为三轴陀螺仪，9为位置检测机构，10为电动缸传感器，11为六维并联机构，12为支撑架，13为模拟板，14为电动缸，15为安装板，91为虎克铰支座，92为虎克铰销轴，93为连杆，94为螺杆轴，95为轴承座，96为动平台，97为第一连杆，98为位移传感器，99为第二连杆，910为销轴铰，911为球铰链，912为固定平台，16为滑动杆，17为T形槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图3所示的用于汽车悬架测试的六维并联试验台，其包括用于安装悬架的支撑架12，悬架6安装在支撑架12上，悬架上6连接有车轮7，所述的悬架6上连接有悬架弹簧4和减震器，其特征在于：所述的车轮下方连接有路况模拟装置，所述的路况模拟装置包括承载的安装板15，以及与车轮接触的模拟板13，所述的模拟板13和安装板15之间连接有能够使模拟板能够六自由度运动的六维并联机构11，还包括固定在安装板15上对模拟板13的运动量进行检测的位置检测机构10，位置检测机构10与模拟板13的底部连接，所述的模拟板13上还设置有检测模拟板倾角的三轴陀螺仪8，悬架弹簧和减震器的顶部设置有对悬架受力情况进行检测的拉压力传感器3以及检测悬架弹簧和减震器变化量的悬架位移传感器5，支撑架12的顶部设置有载荷机构，载荷机构与悬架弹簧和减震器连接。

所述的六维并联机构包括六个连接在安装板15和模拟板13之间的电动缸14，电动缸14的两端通过虎克铰分别于安装板15和模拟板13连接，所述的电动缸14上还设置有对电动缸位移量进行检测的电动缸位移传感器10，电动缸位移传感器10检测电动缸的位移量，对电动缸进行一个闭环的控制，提高检测精度。

所述的位置检测机构包括固定平台912以及动平台96，固定平台912和动平台96之间均布设置有三个支链，固定平台912和动平台96之始终平行，所述的动平台96和固定平台912之间还设置有三个位移传感器98，所述的位移传感器98之间两两不平行，位移传感器98的两端通过球铰链分别与动平台96和固定平台912连接，所述的动平台96的中心处设置有与待测件连接的连接机构，通过位移传感器的变化量通过空间解析机构向量计算即可得到模拟板发生的空间三自由度的位移量。

所述的支链包括第一连杆97、第二连杆99，第一连杆97的一端通过虎克铰与动平台96连接，另一端通过虎克铰与第二连杆99连接，第二连杆99的另一端通过销轴铰连接在固定平台912上，支链结构简单便于加工制造，成本低。

所述的连接机构包括固定连接在动平台96上的轴承座95，轴承座95上连接有可以摆动的螺杆轴94，螺杆轴94上连接有可以调节的连杆93，连杆93的端部设置有与待测件连接的虎克铰支座91，虎克铰支座91通过虎克铰销轴92与连杆93连接，连接机构能够实现高度调节，便于位置检测机构与六维并联机构连接，

所述的载荷结构包括连接在支撑架12上可以转动的载荷板2，所述的载荷板2上设置有T形滑槽17，T形滑槽17内连接有滑动杆16，滑动杆16上套设有砝码块1，滑动杆可以在载荷板上进行滑动，可以对悬架的载荷进行调节。

本发明的工作过程：

将悬架安装好，并根据车身重量向悬架施加一定的载荷，驱动电动缸，电动缸带动模拟板发生位移和倾斜，位置检测机构检测模拟板在空间位置上发生的位移，三轴陀螺仪检测模拟板倾斜的角度，，模拟板发动变化后，车轮的位置和角度也会发生变化，悬架的减震器和悬架弹簧就会压缩，悬架位移传感器检测悬架弹簧和减震器的压缩量，拉压力传感器检测悬架收到的力的大小，从而可以计算得到各种路况条件下，悬架的受力情况，便于设计人员对悬架进行改进。

综上所述，首先，本发明具有六自由度模拟能力，通过六个电动缸的运动，能够模拟路况各种情况，同时本发明采用双闭环检测，精度控制模拟板的模拟量，从而保证了悬架受力情况的准确性，减少了模拟测量过程中存在的误差。

其次，本发明采用的位置检测机构克服了传统位置检测机构代价高，运算复杂的缺陷，具有成本低、运算检测和检测精度高的优点。

再次，本发明能够动态路况对悬架性能进行测试，也能模拟静态受力状况对悬架的性能进行测试，具有较广泛的使用范围，另外本发明所述的载荷机构能够根据载荷的不同增加砝码块，当载荷出现细微偏差时，我们可以通过调整砝码块的位置来调节悬架的载荷，使载荷具有调节功能，无需制作多余的砝码块。

Claims (4)

1.用于汽车悬架测试的六维并联试验台，其包括用于安装悬架的支撑架，悬架安装在支撑架上，悬架上连接有车轮，所述的悬架上连接有悬架弹簧和减震器，其特征在于：所述的车轮下方连接有路况模拟装置，所述的路况模拟装置包括承载的安装板，以及与车轮接触的模拟板，所述的模拟板和安装板之间连接有能够使模拟板能够六自由度运动的六维并联机构，还包括固定在安装板上对模拟板的空间运动量进行检测的位置检测机构，位置检测机构与模拟板的底部连接，所述的模拟板上还设置有检测模拟板倾角的三轴陀螺仪，悬架弹簧和减震器的顶部设置有对悬架受力情况进行检测的拉压力传感器以及检测悬架弹簧和减震器变化量的悬架位移传感器，支撑架的顶部设置有载荷机构，载荷机构与悬架弹簧和减震器连接，所述的六维并联机构包括六个连接在安装板和模拟板之间的电动缸，电动缸的两端通过虎克铰分别于安装板和模拟板连接，所述的电动缸上还设置有对电动缸工作状态进行检测的电动缸位移传感器，所述的位置检测机构包括固定平台以及动平台，固定平台和动平台之间均布设置有三个支链，固定平台和动平台之始终平行，所述的动平台和固定平台之间还设置有三个位移传感器，所述的位移传感器之间两两不平行，位移传感器的两端通过球铰链分别与动平台和固定平台连接，所述的动平台的中心处设置有与待测件连接的连接机构。

2.根据权利要求1所述的用于汽车悬架测试的六维并联试验台，其特征在于：所述的支链包括第一连杆、第二连杆，第一连杆的一端通过虎克铰与动平台连接，另一端通过虎克铰与第二连杆连接，第二连杆的另一端通过销轴铰连接在固定平台上。

3.根据权利要求1所述的用于汽车悬架测试的六维并联试验台，其特征在于：所述的连接机构包括固定连接在动平台上的轴承座，轴承座上连接有可以摆动的螺杆轴，螺杆轴上连接有可以调节的连杆，连杆的端部设置有与待测件连接的虎克铰支座，虎克铰支座通过虎克铰销轴与连杆连接。

4.根据权利要求1所述的用于汽车悬架测试的六维并联试验台，其特征在于：所述的载荷结构包括连接在支撑架上可以转动的载荷板，所述的载荷板上设置有T形滑槽，T形滑槽内连接有滑动杆，滑动杆上套设有砝码块。