CN105445041A - 一种轻型无人车参数测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型无人车参数测试平台，包括：第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮平行设置，轻型无人车车轮同时与第一滚轮和第二滚轮接触，以模拟行驶路面；扭矩传感器，其与所述第一滚轮连接，测量所述第一滚轮传递的扭矩；转速传感器，其与所述第一滚轮连接，测量所述第一滚轮的转速；磁粉制动器，其用于提供车轮行驶的阻力；传动机构，其设置于所述磁粉制动器与第一滚轮之间，用于动力的传输。本发明采用双滚轮与轻型无人车车轮接触，提高了测试过程的稳定性。通过本发明提供的轻型无人车参数测试平台，能够直接测得车轮的动力参数，这对于评估和分析整车在行驶中的性能具有重要意义。

Description

一种轻型无人车参数测试平台

技术领域

本发明涉及轻型无人车测试技术领域，特别涉及一种一种轻型无人车参数测试平台。

背景技术

轻型无人车转鼓试验台是一项基本试验设备。转鼓轴端装在液力或电力测功器，测功器能产生一定阻力矩，以调节转鼓转速，控制轻型无人车驱动轮的转速。轻型无人车转鼓试验台通过模拟轻型无人车惯量和道路试验各种工况的道路载荷，在室内完成轻型无人车的经济性、动力性及可靠性等与轻型无人车传动相关的专项测试。与传统的道路试验相比，该系统具有试验周期短、速度快、精度高、费用低、数据稳定、可比性高、消耗人力物力少等特点。因而在轻型无人车试验研究、产品开发和轻型无人车质量检测中得到广泛应用。

目前采用的轻型无人车转鼓试验台结构复杂，使用不便，并且每种型号的轻型无人车的车轮间的距离均不同，故一个型号的转鼓试验台只能够进行一种型号的轻型无人车的试验，使用范围有限。并且对于轻型无人车，其车轮的数量通常为6个甚至更多，而常用的轻型无人车转鼓试验台只能进行4个车轮的试验，使试验具有局限性。

发明内容

本发明设计开发了一种轻型无人车参数测试平台，目的是解决现有技术中车轮的转矩和功率以及临界状态难以测量的缺陷，通过模拟试验台来控制地面参数的变化，直接测得车轮的动力参数。

本发明的另一个目的是提供一种具有脉冲冲击的滚轮，来模拟路面对车轮的冲击，以测试无人车的悬挂系统的响应特性和在地面冲击作用下的驱动转矩特性。

本发明提供的技术方案为：

一种轻型无人车参数测试平台，包括：

第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮平行设置，轻型无人车车轮同时与第一滚轮和第二滚轮接触，以模拟行驶路面；

扭矩传感器，其与所述第一滚轮连接，测量所述第一滚轮传递的扭矩；

转速传感器，其与所述第一滚轮连接，测量所述第一滚轮的转速；

磁粉制动器，其用于提供车轮行驶的阻力；

传动机构，其设置于所述磁粉制动器与第一滚轮之间，用于动力的传输。

优选的是，所述传动机构包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，所述第一同步带轮与磁粉制动器同轴固定功率连接，所述第二同步带轮与第一滚轮同轴固定连接，所述同步带绕在第一同步带轮、第二同步带轮上，用于第一同步带轮、第二同步带轮之间动力的传输。

优选的是，所述同步带采用圆形带。

优选的是，所述第一滚轮和第二滚轮安装于底板上，所述底板安装于平台基座上，所述底板能够相对于所述平台基座前后左右移动，以适应不同位置的车轮。

优选的是，所述平台基座由若干条形滑轨连接而成，所述底板上设置有沿左右方向布置的第一安装槽，平台基座和底板之间采用螺栓固定，所述螺栓能沿所述条形滑轨前后移动，并且能够沿所述第一安装槽左右移动。

优选的是，所述条形滑轨采用合金钢材质制成。

优选的是，所述底板上设置有第二安装槽，所述第二安装槽沿前后方向布置，第一支架通过第二安装槽固定在底板上，所述第一同步带轮安装于所述第一支架上，并且所述第一支架能够沿第二安装槽前后移动，以调节所述同步带的张紧度。

优选的是，所述第一滚轮上设置有凸块，以对车轮进行脉冲冲击。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种轻型无人车参数测试平台，其采用双滚轮与轻型无人车车轮接触，提高了测试过程的稳定性。采用磁粉制动器为车轮提供行驶过程中的模拟阻力，通过改变电流的大小，可精确控制阻力的大小，从而精确的模拟不同的路面的阻力值。通过本发明提供的轻型无人车参数测试平台，能够直接测得车轮的动力参数，这对于评估和分析整车在行驶中的性能具有重要意义。

附图说明

图1为本发明所述的轻型无人车参数测试平台的总体结构示意图。

图2为本发明所述的平台基座结构示意图。

图3为本发明所述的测试实验台结构示意图。

图4为本发明所述的底板结构示意图。

图5为本发明所述的垫块结构示意图。

图6为本发明所述的第一滚轮结构示意图。

图7为本发明所述的凸块相位角示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种轻型无人车参数测试平台，用于测量车轮的转矩和功率以及临界状态参数，包括平台基座100和测试实验台200，所述平台基座100设置在整套轻型无人车参数测试平台的最底部，作为固定安装其他装置的基座。所述测试实验台200安装于平台基座100上。轻型无人车300放置于测试实验台200上，并且使轻型无人车300的每个车轮与一个测试实验台200相接触，通过测试实验台200测量每个车轮的输出扭矩和功率。故测试实验台200的数量和位置根据轻型无人车车轮的数量和位置设置。通常轻型无人车为四轮或六轮，测试实验台200通常设置有4套或6套。

如图2所示，所述平台基座100由形状相同的条形滑轨110连接而成，用螺栓和螺母将测试实验台200固定到条形滑轨110上，并且螺栓在条形滑轨110上的滑动，实现安装位置的移动。作为一种优选的，所述条形滑轨110采用合金钢材质。

如图3所示，所述测试实验台200包括底板210、磁粉制动器220、扭矩传感器230、光电编码器240、垫块250、轴承座260、第一滚轮271、第二滚轮272、第一支架281、第二支架282、第三支架283、第一同步带轮291、第二同步带轮292和同步带293。

一并参阅图4，所述底板210通过螺栓和螺母固定到平台基座100上。在底板210上设置有三个第一安装槽211，所述第一安装槽211沿左右方向布置，使固定用的螺栓和螺母能够在第一安装槽211内左右滑动，从而改变底板210相对于平台基座100的左右位置。由于固定用的螺栓和螺母还能够在条形滑轨110上的滑动前后滑动，从而使底板210能够相对于平台基座100前后左右移动来改变底板210的固定位置，使测试实验台200的位置可调，能够适应不同车辆的测试要求。

底板210上还设置有沿前后布置的第二安装槽212，通过第二安装槽212将第一支架281固定到底板210上。磁粉制动器220的外壳部分与第一支架281固定连接，磁粉制动器220的的输出轴从第一支架281上穿出。磁粉制动器220的作用主要是通过它来提供道路行驶的阻力，使得实验可以测得不同阻力路况下的车轮性能参数，根据所通电流大小的不同可以改变所提供阻力的大小。

一并参阅图5，四组垫块250安装于底板210上。垫块上设置有垫块安装孔251和轴承座安装孔252，其中，垫块安装孔251位于垫块250的中部，并且垫块安装孔251上方设置有凹槽，通过螺栓穿过垫块安装孔251将垫块250固定到底板210上，同时螺栓头沉入到凹槽内，不影响在垫块250上方安装其他装置。轴承座安装孔252位于垫块250的两端，通过轴承座安装孔252将轴承座安装到垫块250上。

第一滚轮271和第二滚轮272平行布置，并且它们的两端分别安装到轴承座260上。垫块250的作用是为了提升第一滚轮271和第二滚轮272的高度，目的是防止第一滚轮271和第二滚轮272由于自身体积的原因在转动过程中与底板210间产生接触，影响测量精度。

第一滚轮271的左端连接有扭矩传感器230，并且扭矩传感器230的外壳与第二支架282相固定，而第二支架282又与底板210线固定。通过扭矩传感器230来测量第一滚轮271的扭矩。第一滚轮271的左端连接光电编码器240，光电编码器240的外壳与第三支架283固定连接，第三支架283又与底板210线固定。光电编码器240的输入轴可随第一滚轮271同步转动，测量第一滚轮271的转速，同时也是车轮在模拟路上行驶的实际车速。

第一滚轮271左端穿过扭矩传感器230后连接第二同步带轮292，磁粉制动器220的输出轴连接又第一同步带轮291，第一同步带轮291和第二同步带轮292之间通过同步带293连接，使磁粉制动器220输出的阻力能够传递到第一滚轮271上。作为一种优选的，第一同步带轮291和第二同步带轮292的直径比为2:1，所述同步带293采用圆形带，由于其结构简单，传动性能较为稳定。通过改变第一支架281的前后安装位置，能够改变第一同步带轮291和第二同步带轮292的轴距，从而调节同步带293的张紧程度。

车轮310与第一滚轮271和第二滚轮272相接触，当车轮旋转时带动第一滚轮271和第二滚轮272旋转，即第一滚轮271和第二滚轮272起到模拟行驶路面的作用。如图6所示，作为一种优选的，所述第一滚轮271上设置有两个凹槽273，两个凹槽273沿第一滚轮271的轴线对称布置，在凹槽273上固定有凸块274，所述凸块274在随着第一滚轮271转动时能够给予车轮一个脉冲冲击，以测量在冲击下的转矩变化。即第一滚轮271每旋转半圈给车轮一个脉冲冲击。第二滚轮272的结构与第一滚轮271的结构相同，同样在第二滚轮272设置有两个对称布置的凸块274，使第二滚轮272每旋转半圈同样给车轮一个脉冲冲击。

如图7所示，在另一实施例中，所述第一滚轮271和第二滚轮272上的凸块274的相位角呈特殊的布置，目的是使车轮每次受到脉冲冲击的时间间隔相同，即当第一滚轮271上的凸块274正好运动到冲击车轮的位置时，此时第二滚轮272上的凸块274与冲击车轮的位置相差的相位角，由于第一滚轮271与第二滚轮272的直径相同，故当第一滚轮271再旋转时，第二滚轮272上的凸块274正好运动到冲击车轮的位置，对车轮进行脉冲冲击，第一滚轮271继续旋转第一滚轮271上的凸块274会再次对车轮进行脉冲冲击，所以，第一滚轮271每旋转车轮就会受到一次脉冲冲击。为了达到上述的目的，需使第一滚轮271上两个凸块274的连线与第二滚轮272上两个凸块274的连线之间的夹角α满足

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\π}}{2}-2\mathrm{\β}$

其中，β为车轮310与第一滚轮272中心连线与竖直方向的夹角。

通过本发明的设置，能够模拟轻型无人车行驶路面，通过测量第一滚轮271的转速、转矩等参数就可以直接得到车轮行驶的有效数据。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种轻型无人车参数测试平台，其特征在于，包括：

第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮平行设置，轻型无人车车轮同时与第一滚轮和第二滚轮接触，以模拟行驶路面；其中，所述第一滚轮和/或第二滚轮上设置有两个沿周向对称布置的凸块，以对车轮进行脉冲冲击；

扭矩传感器，其与所述第一滚轮连接，测量所述第一滚轮传递的扭矩；

转速传感器，其与所述第一滚轮连接，测量所述第一滚轮的转速；

磁粉制动器，其用于提供车轮行驶的阻力；

传动机构，其设置于所述磁粉制动器与第一滚轮之间，用于动力的传输。

2.根据权利要求1所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述传动机构包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，所述第一同步带轮与磁粉制动器同轴固定功率连接，所述第二同步带轮与第一滚轮同轴固定连接，所述同步带绕在第一同步带轮、第二同步带轮上，用于第一同步带轮、第二同步带轮之间动力的传输。

3.根据权利要求2所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述同步带采用圆形带。

4.根据权利要求3所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述第一滚轮和第二滚轮安装于底板上，所述底板安装于平台基座上，所述底板能够相对于所述平台基座前后左右移动，以适应不同位置的车轮。

5.根据权利要求4所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述平台基座由若干条形滑轨连接而成，所述底板上设置有沿左右方向布置的第一安装槽，平台基座和底板之间采用螺栓固定，所述螺栓能沿所述条形滑轨前后移动，并且能够沿所述第一安装槽左右移动。

6.根据权利要求5所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述条形滑轨采用合金钢材质制成。

7.根据权利要求4所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述底板上设置有第二安装槽，所述第二安装槽沿前后方向布置，第一支架通过第二安装槽固定在底板上，所述第一同步带轮安装于所述第一支架上，并且所述第一支架能够沿第二安装槽前后移动，以调节所述同步带的张紧度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的轻型无人车参数测试平台，其特征在于，所述第一滚轮和第二滚轮上均设置有两个沿周向对称布置的凸块，并且所述第一滚轮上两个凸块的连线与第二滚轮上两个凸块的连线之间的夹角α满足

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\π}}{2}-2\mathrm{\β}$

其中，β为车轮与第一滚轮中心连线与竖直方向的夹角。