CN107884210A - 一种轮胎越障力学响应综合测试装置 - Google Patents

Abstract

一种轮胎越障力学响应综合测试装置，涉及轮胎越障力学响应装置，包括轮胎定位加载装置、转盘式路面模拟装置和障碍物控制装置；轮胎定位加载装置是：设有支撑架，支撑架上竖直设有导轨，导轨上设有滑座，支撑架上设有滑座驱动装置和滑座位移传感器，滑座驱动装置与滑座相连，滑座位移传感器与滑座相连，滑座上设有轮胎安装座，轮胎安装座上设有轮胎轴，轮胎轴前端部设有轮胎安装盘；转盘式路面模拟装置包括转盘装置和转盘驱动装置。本发明结构简单、使用方便，既能够较好的模拟道路试验，又能避免建设试验场，节约测试成本，真实反映轮胎越障力学响应，对轮胎使用及设计具有重大参考价值。

Description

一种轮胎越障力学响应综合测试装置

技术领域

本发明涉及轮胎越障力学响应装置，详细讲是一种结构简单、使用方便，既能够较好的模拟道路试验，又能避免建设试验场，节约测试成本，真实反映轮胎越障力学响应，对轮胎使用及设计具有重大参考价值的轮胎越障力学响应综合测试装置。

背景技术

我们知道，当刚性车轮滚过一个障碍物时会突然产生很大的垂直加速度,对于充气轮胎的试验研究则发现这种冲击要小得多。很明显轮胎具有某种能力使它滚过障碍物时能够部分地“包络”障碍物。轮胎对障碍物的这种缓冲能力被称为包络特性。车辆行驶过程中路面条件对轮胎及车辆性能有很大影响。轮胎分析通常假定路面为平面,实际上轮胎经过的路面有很多种,尤其当轮胎与路面上各种障碍发生碰撞时,这些障碍使滚动轮胎产生碰撞力,动态碰撞力通过轮胎传送给车辆,轻则影响车辆的振动、行驶平顺性,以及公路的磨损，重则导致打滑、侧翻、爆胎等严重行车事故。轮胎包络特性的提高能够有效减少碰撞力以及汽车震动，减轻噪声污染，减少爆胎几率，提高驾驶的平顺性和舒适性。

到目前为止，路面障碍对轮胎影响的研究仅停留在有限元分析和物理模型的建立等理论分析层面。对于轮胎使用性能的测试目前是通过道路试验来实现。道路试验比较危险、采集数据相对比较困难，试验消耗的人力、物力和财力十分大。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便，既能够较好的模拟道路试验，又能避免建设试验场，节约测试成本，真实反映轮胎越障力学响应，对轮胎使用及设计具有重大参考价值的轮胎越障力学响应综合测试装置。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于包括轮胎定位加载装置、转盘式路面模拟装置和障碍物控制装置；所述的轮胎定位加载装置的结构是：设有支撑架，支撑架上竖直设有导轨，导轨上设有可沿导轨上下滑动的滑座，支撑架上设有滑座驱动装置和滑座位移传感器，滑座驱动装置与滑座相连、用于驱动滑座在导轨上运动，滑座位移传感器与滑座相连、用于实时检测滑座的位置，滑座上设有向前凸出的轮胎安装座，轮胎安装座上经轴承安装有轮胎轴，轮胎安装座前侧的轮胎轴前端部设有轮胎安装盘；所述的转盘式路面模拟装置包括转盘装置和转盘驱动装置，其结构是：设有转盘支撑架，转盘支撑架上方经转盘轴承安装有转盘，转盘中部固定连接有转轴；转轴与转盘驱动装置相连，转盘驱动装置通过转轴驱动转盘旋转；障碍物控制装置的结构是：转盘下侧、与转盘固定连接的设有安装箱，安装箱内的设有快速升降装置，快速升降装置上设有障碍安装架，安装架上设有纵向测力传感器，纵向测力传感器上方设有可在安装架内上下（纵向）滑动的障碍模拟块，转盘上与障碍模拟块相对处设有障碍进出口。快速升降装置带动障碍安装架快速升降，可以带动障碍模拟块经障碍进出口凸出在转盘上侧或收入在转盘上侧面下。

本发明中所述的滑座驱动装置为纵向设置在支撑架上的滑座液压缸，滑座液压缸的缸体与支撑架固定连接、活塞杆与滑座上侧相连，液压缸与液压站相连。所述的滑座位移传感器为拉杆式位移传感器，拉杆式位移传感器一端与支撑架固定连接、另一端与滑座下侧相连。

本发明中所述的轮胎安装座后侧设有传感器支架，传感器支架上设有编码器，编码器经联轴器与轮胎轴相连。编码器的测轮胎转速。

本发明中所述的转盘驱动装置是在转盘一侧设有驱动电机，驱动电机的输出轴上设有主动带轮，转轴上设有从动带轮，主动带轮与从动带轮经传动带相连。也可以是在转盘下方的转盘支撑架上设有驱动装置，驱动装置的输出轴与转轴相连；驱动装置可以是电机、马达或液压泵等任何动力源，驱动装置的输出轴可经联轴器或任何传动装置与转轴相连。本发明中所述的转轴上部与转盘固定连接，转轴中部经圆锥滚子轴承与转盘支撑架相连，转轴的下部与转盘驱动装置相连。转盘运行更稳定，延长其使用寿命。

本发明中所述的快速升降装置的结构是：安装箱内的设有上下滑动的安装台（安装台四周与安装箱的内侧壁滑动接触），安装台下侧的安装箱内设有水平电动推杆，水平电动推杆的推杆前端设有在安装箱内水平滑动的下推块，下推块上设有下升降斜面，安装台下侧上与下推块相对处设有上推块，上推块下侧上设有与升降斜面相配合的上升斜面。

本发明中所述的障碍安装架上设有螺母，螺母内安装有压紧螺杆，障碍安装架内侧的压紧螺杆的端部上安装有限位调节座，限位调节座上设有可调障碍物限位块，安装架内与可调障碍物限位块相对处设有固定障碍物限位块；可调障碍物限位块和固定障碍物限位块位于纵向测力传感器上方。通过转动压紧螺杆，压紧螺杆带动可调障碍物限位块相对固定障碍物限位块靠近或远离，用于适应更换不同形状及规格的障碍模拟块，可以模拟轮胎遇到各种障碍物时的情境。

本发明中所述的障碍模拟块包括与可调障碍物限位块、固定障碍物限位块和纵向测力传感接触的安装杆部分和可以凸出转盘的障碍模拟部分

本发明中所述的滑座驱动装置为液压缸，液压缸的活塞杆与滑座相连，所述的位移传感器为拉杆式直线位移传感器。

本发明中所述的转轴上部与转盘固定连接，转轴中部经圆锥滚子轴承与转盘支撑架相连，转轴的下部与转盘驱动装置相连。转盘运行更稳定，延长其使用寿命。

本发明在使用时，将待测轮胎经轮毂安装在轮胎安装盘上，使用轮胎定位加载装置对轮胎施加向下的压力、将其压靠在转盘上；控制转盘驱动装置工作，驱动转盘转动，带动轮胎在转盘上滚动，当轮胎的速度达到设定值时，障碍物控制系统把镶嵌在转盘上的障碍模拟块上部的障碍模拟部分快速弹出，造成对轮胎的冲击，此时测力传感器可以测试出纵向力学响应。纵向力学响应表征轮胎的动态包络特性。本发明结构简单、使用方便，既能够较好的模拟道路试验，又能避免建设试验场，节约测试成本，真实反映轮胎越障力学响应，对轮胎使用及设计具有重大参考价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中轮胎定位加载装置的结构示意图。

图3是图1的A处局部放大图。

具体实施方式

一种轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于包括轮胎定位加载装置、转盘式路面模拟装置和障碍物控制装置；所述的轮胎定位加载装置的结构是：设有支撑架9，支撑架9上竖直设有两根相互平行的导轨15，导轨15上设有可沿导轨上下滑动的滑座14，支撑架9上设有滑座驱动装置和滑座位移传感器，滑座驱动装置与滑座相连、用于驱动滑座14在导轨上运动，滑座位移传感器与滑座14相连、用于实时检测滑座的纵向位移，滑座上设有向前凸出的轮胎安装座，轮胎安装座上经轴承安装有轮胎轴6，轮胎安装座前侧的轮胎轴6前端部设有轮胎（轮毂）安装盘5；所述的转盘式路面模拟装置包括转盘装置和转盘驱动装置，转盘装置设置在轮胎轴6下方，其的结构是：设有转盘支撑架10，转盘支撑架10上方经转盘轴承3安装有圆形的转盘2，转盘2中部固定连接有转轴4；转轴4与转盘驱动装置相连，转盘驱动装置通过转轴4驱动转盘2旋转；障碍物控制装置的结构是：转盘2下侧、与转盘固定连接的设有安装箱24，安装箱24内的设有快速升降装置，快速升降装置上设有障碍安装架23，障碍安装架23上设有纵向测力传感器22，纵向测力传感器22上方设有可在安装架内上下（纵向）滑动的障碍模拟块，障碍模拟块包括与可调障碍物限位块、固定障碍物限位块和纵向测力传感接触的安装杆部分20和可以凸出转盘的障碍模拟部分19；转盘上与障碍模拟块相对处设有障碍进出口，障碍模拟部分19可从障碍进出口滑出或收回。快速升降装置带动障碍安装架快速升降，可以带动障碍模拟块经障碍进出口凸出在转盘上侧或收入在转盘上侧面下。

从图2中可以看出，所述的滑座驱动装置为纵向设置在支撑架9上的滑座液压缸13，滑座液压缸13的缸体与支撑架固定连接、活塞杆与滑座14上侧相连，滑座液压缸经稳压装置（溢流阀）与液压站相连。所述的滑座位移传感器为拉杆式位移传感器16，拉杆式位移传感器16一端与支撑架固定连接、另一端与滑座下侧相连。所述的轮胎安装座后侧的滑座上设有传感器支架7，传感器支架7上设有编码器8，编码器8经（弹性）联轴器与轮胎轴相连；编码器8用于检测轮胎转速。

从图1中可以看出，所述的转盘驱动装置是在转盘一侧竖直设有驱动电机1，驱动电机1为无级减速电机，驱动电机1的输出轴上设有主动带轮12，转轴4上设有从动带轮11，主动带轮12与从动带轮11经传动带相连。也可以是在转盘下方的转盘支撑架上设有驱动装置，驱动装置的输出轴与转轴相连；驱动装置可以是电机、马达或液压泵等任何动力源，驱动装置的输出轴可经联轴器或任何传动装置与转轴相连。本发明中所述的转轴上部与转盘固定连接，转轴中部经圆锥滚子轴承与转盘支撑架相连，转轴的下部与转盘驱动装置相连。转盘运行更稳定，延长其使用寿命。

从图3中可以看出，所述的快速升降装置的结构是：安装箱24内的设有上下滑动的安装台，安装台下侧的安装箱内设有水平电动推杆27，水平电动推杆27的推杆前端设有在安装箱内水平滑动的下推块26，下推块26上设有下升降斜面，安装台下侧上与下推块26相对处设有上推块25，上推块下侧上设有与下升降斜面相配合的上升斜面。障碍安装架23固定设置在安装台上，障碍安装架左右两侧的安装箱内壁上设有限位滑槽，障碍安装架下部或安装台的左右两侧上设有与限位滑槽相配合的限位滑块，限位滑块与限位滑槽配合，限定障碍安装架带动障碍模拟块只能上下移动。所述的障碍安装架上设有螺母，螺母内安装有压紧螺杆17，障碍安装架内侧的压紧螺杆17的端部上安装有限位调节座18，限位调节座18上设有可调障碍物限位块，安装架内与可调障碍物限位块相对处设有固定障碍物限位块21；可调障碍物限位块和固定障碍物限位块21位于纵向测力传感器上方。通过转动压紧螺杆，压紧螺杆带动限位调节座18、带动可调障碍物限位块相对固定障碍物限位块靠近或远离，用于适应更换不同形状及规格的障碍模拟块，可以模拟轮胎遇到各种障碍物时的情境。

本发明在使用时，将待测轮胎经轮毂安装在轮胎安装盘上，使用轮胎定位加载装置对轮胎施加向下的压力、将其压靠在转盘上；控制转盘驱动装置工作，驱动转盘转动，带动轮胎在转盘上滚动，当轮胎的（转盘的转速）速度达到设定值时，控制障碍物模拟块上部在转盘上侧面凸出、对轮胎造成冲击，此时测力传感器可以测试纵向力学响应。纵向力学响应表征轮胎的动态包络特性。本发明结构简单、使用方便，既能够较好的模拟道路试验，又能避免建设试验场，节约测试成本，真实反映轮胎越障力学响应，对轮胎使用及设计具有重大参考价值。

Claims (8)

1.一种轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于包括轮胎定位加载装置、转盘式路面模拟装置和障碍物控制装置；所述的轮胎定位加载装置的结构是：设有支撑架，支撑架上竖直设有导轨，导轨上设有可沿导轨上下滑动的滑座，支撑架上设有滑座驱动装置和滑座位移传感器，滑座驱动装置与滑座相连、用于驱动滑座在导轨上运动，滑座位移传感器与滑座相连、用于实时检测滑座的位置，滑座上设有向前凸出的轮胎安装座，轮胎安装座上经轴承安装有轮胎轴，轮胎安装座前侧的轮胎轴前端部设有轮胎安装盘；所述的转盘式路面模拟装置包括转盘装置和转盘驱动装置，转盘装置结构是：设有转盘支撑架，转盘支撑架上方经转盘轴承安装有转盘，转盘中部固定连接有转轴；转轴与转盘驱动装置相连，转盘驱动装置通过转轴驱动转盘旋转；障碍物控制装置的结构是：转盘下侧、与转盘固定连接的设有安装箱，安装箱内的设有快速升降装置，快速升降装置上设有障碍安装架，快速升降装置上设有障碍安装架，安装架上设有纵向测力传感器，纵向测力传感器上方设有可在安装架内上下滑动的障碍模拟块，转盘上与障碍模拟块相对处设有障碍进出口。

2.根据权利要求1所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的滑座驱动装置为纵向设置在支撑架上的滑座液压缸，滑座液压缸的缸体与支撑架固定连接、活塞杆与滑座上侧相连，液压缸与液压站相连。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的轮胎安装座后侧设有传感器支架，传感器支架上设有编码器，编码器经联轴器与轮胎轴相连。

4.根据权利要求3所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的转盘驱动装置是在转盘一侧设有驱动电机，驱动电机的输出轴上设有主动带轮，转轴上设有从动带轮，主动带轮与从动带轮经传动带相连。

5.根据权利要求4所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的快速升降装置的结构是：安装箱内的设有上下滑动的安装台，安装台下侧的安装箱内设有水平电动推杆，水平电动推杆的推杆前端设有在安装箱内水平滑动的下推块，下推块上设有下升降斜面，安装台下侧上与下推块相对处设有上推块，上推块下侧上设有与升降斜面相配合的上升斜面。

6.根据权利要求5所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的障碍安装架上设有螺母，螺母内安装有压紧螺杆，障碍安装架内侧的压紧螺杆的端部上安装有限位调节座，限位调节座上设有可调障碍物限位块，安装架内与可调障碍物限位块相对处设有固定障碍物限位块；可调障碍物限位块和固定障碍物限位块位于纵向测力传感器上方。

7.根据权利要求6所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的障碍模拟块包括与可调障碍物限位块、固定障碍物限位块和纵向测力传感接触的安装杆部分和可以凸出转盘的障碍模拟部分。

8.根据权利要求7所述的轮胎越障力学响应综合测试装置，其特征在于所述的转轴上部与转盘固定连接，转轴中部经圆锥滚子轴承与转盘支撑架相连，转轴的下部与转盘驱动装置相连。