CN105262179A - 一种电动赛车调试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种电动赛车调试系统。目的是提供一种使用方便，节省电能，不对电动赛车供电系统产生影响的调试系统。本发明包括信号采集发射装置、信号接收装置、测试电脑主机以及适配电源，信号采集发射装置与信号接收装置通信连接，信号接收装置与测试电脑主机连接；所述电源包括可拆卸的安装在赛车上的第一蓄电池、设置在路障上相应位置的振动发电装置，振动发电装置利用赛车驶过路障时产生的振动发电；赛车在模拟场地内跨越路障的时候回收电能，可节约用电，并在调试场地无市电的情况下大大延长调试时间。

Description

一种电动赛车调试系统
技术领域
本发明涉及电动赛车调试领域，具体涉及一种电动赛车调试系统。
背景技术
在大学生方程式赛车的制作过程中，由于赛车是小批量单个制作，制作完成后，需要对每辆赛车都进行调试，对于电动赛车调试的内容，主要是在制作完成后，将赛车放到模拟场地中，跨过各种路障，对赛车的振动状态进行实测，如电机状态、电池状态、油门踏板状态、悬架参数等。
现在的调试主要为主观调试，依靠试车员的试驾进行主观评价，没有较科学的装置，需要一边驾驶赛车，一边看仪表分析赛车状态，而辅助分析的人员不能及时看到，这样就需要丰富的经验才能对赛车进行评价以及赛车设计的优化。导致赛车调试的结果会受到试车员技术的影响，同时调试过程中的数据没有被量化、保存、处理，很难达到精确调试，无法对调试数据进行后处理。
若使用监测设备对调试过程中的赛车进行实时监测，则该监测设备应具有数据监测、显示、存储功能。为确保调试过程中，对电池、电机的状态监测准确，同时监测设备不应使用赛车的电源，以避免监测设备耗电导致电池、电机的状态监测不准确。而是应该自备电源或与地面供电设备连接，如调试场地限制而无法与供电设备连接，则只能使用电池，但是使用电池又无法长时间的对赛车进行监测。同时为了不影响赛车正常的使用，在调试完成后，监测设备必须从赛车中拆除。
现有技术CN201520221667中的一种无线汽车监控和操控智能车载系统，包括检测系统、驱动系统、控制系统、报警系统以及控制终端，可以利用检测系统对车速、温度、光照强度等参数进行检测，但该系统是监控和操控系统集成在一起，无法在汽车调试后拆除不需要的检测部件，且该系统使用的是汽车中的电源，无自备电源，无法直接用于赛车的监测。
现有技术CN201020573379中的一种汽车悬架性能无线检测仪包括机械台架和电气控制箱，可对机械台架上的汽车悬架性能进行检测，但该检测仪与台架相对固定，无法在模拟场地中灵活使用，同时需要供电设备提供电能。
现有技术CN201310086063中的一种海拔环境下车辆试验环境信息采集系统，可以采集车辆信息和试验环境信息实现模拟信号和温度信号的测量；无线数据接收模块连接车轮状态测量单元中的相应传感器，采集胎压胎温数据；GPS信息测量单元对经纬度、车辆、车辆加速度和海拔高度信息进行采集；上述采集到的数据都转换为CAN数据包，通过CAN总线和USBtoCAN通讯模块传输至主机电脑。该系统各种的无线数据接收模块电源为汽车的12V点烟器，也不能在赛车的调试中直接使用。
发明内容
针对上述监测装置的不足，本发明的目的是提供一种使用方便，节省电能，不对电动赛车供电系统产生影响的调试系统。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种电动赛车调试系统，包括信号采集发射装置、信号接收装置、测试电脑主机以及适配电源，信号采集发射装置与信号接收装置通信连接，信号接收装置与测试电脑主机连接；所述信号采集发射装置包括信号发送器；所述信号发送器分别与电机传感器组、电池传感器组、油门踏板传感器、悬架状态传感器组连接；所述电机传感器组、电池传感器组、油门踏板传感器、悬架状态传感器组可拆卸的安装在赛车上相应位置；
所述电源包括可拆卸安装在赛车上的第一蓄电池、设置在测试场地的路障相应位置的振动发电装置，振动发电装置利用赛车驶过路障时产生的振动发电；所述振动发电装置与第二蓄电池连接；所述测试电脑主机可拆卸的安装在赛车上，或放置在赛车外部。
优选的，所述电机传感器组对赛车电机的电压、电流、温度、扭矩信号进行采集；所述电池传感器组对赛车上电池组的总电压、总电流、剩余电量、单体电池电压、单体电池温度信号进行采集；所述悬架状态传感器组对赛车悬架的位移、四个车轮的载荷信号进行采集。
优选的，所述第一蓄电池上设有市电接口，以及用于与第二蓄电池连接的第一充电接口；所述第二蓄电池上设有市电接口，以及用于与第一蓄电池连接的第二充电接口；所述测试电脑主机上设置市电接口，以及与第一蓄电池和/或第二蓄电池连接的接口。
优选的，所述信号采集发射装置与信号接收装置之间、信号接收装置与测试电脑主机之间使用无线方式通信连接。
优选的，所述振动发电装置包括地面固定板，所述地面固定板的板面与路面平行，所述板面中间开槽，所述路障位于开槽内，所述路障下端与底板刚性连接，路障弹簧、减振器一端与底板上表面连接，另一端与地面固定板下表面连接；振动壳体设置在底板下方；所述底板左右两侧面设有锁紧机构，所述振动壳体上的第一壳板的左右两侧面设有锁紧机构；所述锁紧机构包括沿前后方向的导向槽，导向槽内设有可滑动的凸台，锁紧弹簧一端与导向槽的底端连接，另一端与凸台连接，所述凸台的一侧与齿板连接；所述底板、第一壳板左右两端的齿板在各自的锁紧弹簧的作用下相互贴紧；振动弹簧一端与第一壳板下表面连接，另一端与固定板上表面连接，所述固定板埋设于路基中固定不动；第一壳板与固定板之间设置发电结构。
优选的，所述发电结构包括套筒，套筒底端与固定板上端面连接，其外侧绕发电线圈；永磁体上端与第一壳板下表面连接，其下端伸入套筒内；固定板上端、套筒内侧位置装有永磁体。
优选的，所述第二壳板与固定板之间设置第二发电结构，所述第二发电结构的结构与发电结构相对于固定板对称。
优选的，所述地面固定板与底板之间设置发电结构。
优选的，所述减振器为主动控制式液压减振器，所述测试电脑主机将控制信号传送给信号接收装置，再通过无线方式传递给减震器对其刚度进行控制。
优选的，所述底板与地面固定板之间设置使两者在竖直方向的间距可调的高度调节装置。
本发明以下有益效果：电动赛车调试系统与赛车本身的电路系统相隔离，调试时不对赛车的电路系统产生干扰，使监测结果更准确。调试结束后可将电动赛车调试系统全部拆除，不会对赛车的正常行驶状态产生干扰。赛车在模拟场地内跨越路障的时候，振动发电装置回收电能并存储在第二蓄电池中，便于能量的回收和利用。电池可以有多种使用场合和方式，尤其是当第一蓄电池的电量被耗尽时，只需要将赛车停在路障附近，用第二蓄电池对第一蓄电池进行充电。这样就实现了回收赛车调试时的电能重新对第一蓄电池进行充电，对于模拟场地没有供电设备的情况下，可大大延长调试时间，提高调试的工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为振动发电装置500结构示意图的正视图；
图3为发电结构4的结构示意图；
图4为图2中B向视图。
具体实施方式
如图1-4所示的，一种电动赛车调试系统，包括信号采集发射装置100、信号接收装置300、测试电脑主机400以及适配电源，信号采集发射装置100与信号接收装置300通信连接，信号接收装置300与测试电脑主机400连接；所述信号采集发射装置100与信号接收装置300、信号接收装置300与测试电脑主机400之间的通信方式可以是有线通信，也也可以是无线通信。所述测试电脑主机400上设有存贮器及显示器，可以将信号保存并显示在显示器上，供试车员查看。
所述电源包括可拆卸安装在赛车上的第一蓄电池200、设置在测试场地的路障1上相应位置的振动发电装置500，振动发电装置500利用赛车驶过路障1时产生的振动发电；所述振动发电装置500与第二蓄电池600连接。所述第一蓄电池200上设有市电接口，以及用于与第二蓄电池600连接的第一充电接口，所述第二蓄电池600上设有市电接口，以及用于与第一蓄电池200连接的第二充电接口。
当场地内无法提供市电时，所述测试电脑主机400上设置市电接口，以及与第一蓄电池200和/或第二蓄电池600连接的接口。所述测试电脑主机400可拆卸的安装在赛车上时，可使用自带电池提供电力，当自带电池电力不足时，可与第一蓄电池200连接；信号采集发射装置100、信号接收装置300、测试电脑主机400的电力由第一蓄电池200提供。也可以是测试电脑主机400放置在赛车外部，这样测试电脑主机400仍可使用自带电池，当自带电池电力不足时，所述测试电脑主机400与第二蓄电池600连接。
当场地内可以提供市电时，所述第一蓄电池200上设置的市电接口可以在赛车停车时与市电连接，所述第二蓄电池600上设置的市电接口可与市电连接。当测试电脑主机400放置在赛车外部时，也可以通过其上设置的市电接口直接与市电连接。
所述信号采集发射装置100包括信号发送器101，所述信号发送器101通过CAN总线，分别与电机传感器组103、电池传感器组104、油门踏板传感器105、悬架状态传感器组106连接，也可以使用RS485总线或其他类型的通信总线。所述电机传感器组103、电池传感器组104、油门踏板传感器105、悬架状态传感器组106可拆卸的安装在赛车上相应位置。所述电机传感器组103对赛车电机的电压、电流、温度、扭矩信号进行采集。所述电池传感器组104对赛车上电池组的总电压、总电流、剩余电量、单体电池电压、单体电池温度信号进行采集。所述悬架状态传感器组106对赛车悬架的位移、四个车轮的载荷信号进行采集。
赛车调试时，先将信号采集发射装置100、信号接收装置300、第一蓄电池200安装到赛车相应位置，这样可以使赛车调试系统与赛车本身的电路系统相隔离，使监测结果更准确。试车员打开测试电脑主机400，开始驾驶赛车，所述测试电脑主机400可以是笔记本电脑，也可以是平板电脑，也可以是手机。赛车在模拟场地内跨越路障1的时候，振动发电装置500回收电能并存储在第二蓄电池600中，这样就实现了回收赛车调试时的电能，对于模拟场地没有市电供电的情况下，可大大延长调试时间，提高调试的工作效率。
所述振动发电装置500包括地面固定板5，所述地面固定板5的板面与路面平行，所述板面中间开槽，所述路障1位于开槽内，所述路障1下端与底板11刚性连接，路障弹簧12、减振器15一端与底板11上表面连接，另一端与地面固定板5下表面连接；底板11两端设置齿板14，振动壳体2设置在底板11下方，所述振动壳体2上的第一壳板21的两端端设有与齿板14相适应的啮合板24。齿板14与啮合板24可以设计成如图3所示的波浪形凹凸部分接触，也可以设计为标准的齿条形状接触。振动弹簧23一端与第一壳板21下表面连接，另一端与固定板3上表面连接，所述固定板3埋设于路基中固定不动；第一壳板21与固定板3之间设置发电结构4，在地面固定板5与底板11之间也可以设置发电结构4，这样可以利用路障1的振动进行发电。
当路障1振幅较小，齿板14与啮合板24之间的摩擦力足够而一起上下振动，此时效果为路障1带动振动壳体2一起上下振动进行发电。当路障1振幅较大，第一次向下运动时，齿板14与啮合板24之间的摩擦力不足而相互滑动，此时底板11向下运动时接触到第一壳体21并带动其一起向下运动，当路障1第一次向上运动时，振动壳体2在振动弹簧23的作用下与路障1一起向上运动。路障1第二次向下运动时，在路障弹簧12和减振器15的共同作用下向下运动但振幅减小，此时底板11与第一壳体21之间脱离，齿板14与啮合板24之间的摩擦力不足而脱开。此后路障1的振动迅速衰减，而振动壳体2继续上下振动发电。当下一辆塞车行驶至路障1前，路障1的振动幅度已大为减小，这样可以让下一辆塞车通过路障1的安全性得到极大提升。
所述发电结构4包括套筒41，套筒41底端与固定板3上端面连接，其外侧绕发电线圈43；永磁体44上端与第一壳板21下表面连接，其下端伸入套筒41内；所述固定板3上端、套筒41内侧位置装有永磁体42，当永磁体44向下运动时，与永磁体42之间产生排斥，避免永磁体44与固定板3接触，同时更利于振动壳体2上下振动。套筒41的材料可以是非金属材料，如陶瓷、PVC管。固定板3的材料可以是非金属材料，如木板、硬质塑料板，也可以是水泥板。第二壳板22与固定板3之间设置第二发电结构4A，所述第二发电结构4A的结构与发电结构4相对于固定板3对称。
在第一壳板21的带动下，永磁体44在套筒41内做上下振动，产生运动的磁场，切割发电线圈43，在发电线圈43上产生的电流进入第二蓄电池600。
更好的实施方式是：所述减振器15为主动控制式液压减振器，测试电脑主机400将控制信号传送给信号接收装置300，再通过无线方式传递给减震器15对其刚度进行控制，这样可以测试赛车通过不同刚度的路障时的振动特性。更好的是在底板11与地面固定板5之间设置使两者在竖直方向的间距可调的高度调节装置，如在地面固定板5上设置导杆穿过底板11上相应位置的通孔，或者在地面固定板5上设置齿轮，在底板11上设置齿条。这样可以测试赛车通过不同高度的路障1时的振动特性。

Claims (10)

1.一种电动赛车调试系统，包括信号采集发射装置(100)、信号接收装置(300)、测试电脑主机(400)以及适配电源，信号采集发射装置(100)与信号接收装置(300)通信连接，信号接收装置(300)与测试电脑主机(400)连接；
其特征在于：所述信号采集发射装置(100)包括信号发送器(101)；所述信号发送器(101)分别与电机传感器组(103)、电池传感器组(104)、油门踏板传感器(105)、悬架状态传感器组(106)连接；所述电机传感器组(103)、电池传感器组(104)、油门踏板传感器(105)、悬架状态传感器组(106)可拆卸的安装在赛车上相应位置；
所述电源包括可拆卸安装在赛车上的第一蓄电池(200)、设置在测试场地的路障(1)相应位置的振动发电装置(500)，振动发电装置(500)利用赛车驶过路障(1)时产生的振动发电；所述振动发电装置(500)与第二蓄电池(600)连接；所述测试电脑主机(400)可拆卸的安装在赛车上，或放置在赛车外部。
2.根据权利要求1所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述电机传感器组(103)对赛车电机的电压、电流、温度、扭矩信号进行采集；所述电池传感器组(104)对赛车上电池组的总电压、总电流、剩余电量、单体电池电压、单体电池温度信号进行采集；所述悬架状态传感器组(106)对赛车悬架的位移、四个车轮的载荷信号进行采集。
3.根据权利要求1所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述第一蓄电池(200)上设有市电接口，以及用于与第二蓄电池(600)连接的第一充电接口；所述第二蓄电池(600)上设有市电接口，以及用于与第一蓄电池(200)连接的第二充电接口；所述测试电脑主机(400)上设置市电接口，以及与第一蓄电池(200)和/或第二蓄电池(600)连接的接口。
4.根据权利要求1所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述信号采集发射装置(100)与信号接收装置(300)之间、信号接收装置(300)与测试电脑主机(400)之间使用无线方式通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述振动发电装置(500)包括地面固定板(5)，所述地面固定板(5)的板面与路面平行，所述板面中间开槽，所述路障(1)位于开槽内，所述路障(1)下端与底板(11)刚性连接，路障弹簧(12)、减振器(15)一端与底板(11)上表面连接，另一端与地面固定板(5)下表面连接；振动壳体(2)设置在底板(11)下方；所述底板(11)左右两侧面设有锁紧机构，所述振动壳体(2)上的第一壳板(21)的左右两侧面设有锁紧机构；所述锁紧机构包括沿前后方向的导向槽，导向槽内设有可滑动的凸台，锁紧弹簧(14A)一端与导向槽的底端连接，另一端与凸台连接，所述凸台的一侧与齿板(14)连接；所述底板(11)、第一壳板(21)左右两端的齿板(14)在各自的锁紧弹簧(14A)的作用下相互贴紧；振动弹簧(23)一端与第一壳板(21)下表面连接，另一端与固定板(3)上表面连接，所述固定板(3)埋设于路基中固定不动；第一壳板(21)与固定板(3)之间设置发电结构(4)。
6.根据权利要求5所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述发电结构(4)包括套筒(41)，套筒(41)底端与固定板(3)上端面连接，其外侧绕发电线圈(43)；永磁体(44)上端与第一壳板(21)下表面连接，其下端伸入套筒(41)内；固定板(3)上端、套筒(41)内侧位置装有永磁体(42)。
7.根据权利要求5所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述第二壳板(22)与固定板(3)之间设置第二发电结构(4A)，所述第二发电结构(4A)的结构与发电结构(4)相对于固定板(3)对称。
8.根据权利要求5所属的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述地面固定板(5)与底板(11)之间设置发电结构(4)。
9.根据权利要求5所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述减振器(15)为主动控制式液压减振器，所述测试电脑主机(400)将控制信号传送给信号接收装置(300)，再通过无线方式传递给减震器(15)对其刚度进行控制。
10.根据权利要求5所述的一种电动赛车调试系统，其特征在于：所述底板(11)与地面固定板(5)之间设置使两者在竖直方向的间距可调的高度调节装置。
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