CN108645632B - 一种模拟多路况多功能悬架试验台 - Google Patents

Abstract

一种模拟多路况多功能悬架试验台，主要包括试验台架、作动缸架、车前地形扫描雷达、加速度传感器，试验台架设在作动缸架的两组长角钢之间，试验台架的H型支架的两端均设有传动机构，作动缸架的承重挡板上设有加速度传感器、车前地形扫描雷达。本发明集多种功能为一体，既能服务于被动悬架，又可编写控制算法，并搭载车前地形扫描雷达及加速度传感器等感应装置后，服务于主动悬架；更改调速装置的对象，从以往的车辆变速调整为路面装置变速，更易实现和操作；本发明设置多种路面，对于观测悬架在多种路面下的响应提供新的思路和办法。本发明整体方案相对于现有悬架试验台更为方便、试验方案集中、节约人力物力。

Description

一种模拟多路况多功能悬架试验台

技术领域

本发明涉及多功能试验台，尤其涉及一种基于车辆四分之一悬架的可模拟多种路况的悬架试验台。

背景技术

车辆行驶时,由于路面不平、发动机活塞往复运动等因素引起振动,影响了乘坐舒适性和操纵稳定性。车辆振动同时也是使车内仪器损坏、引起车内噪声的重要原因。因此，为车辆设计性能良好的悬架机构就显得尤为必要。

悬架主要向弹性元件、减振器、导向机构和横向稳定杆等组成，有独立悬架和非独立悬架之分。车桥是通过悬架与车架(或承载式车身)相连，两端安装车轮的装置。车架的功用主要是支承连接汽车的各零部件，承受来自车内外的各种载荷。

汽车悬架的研究大多基于悬架系统的简化模型，从四分之一车模型，到半车模型，再到全车模型，复杂程度逐依次递增。本发明研究四分之一车模型，该模型虽然结构较为简单，但可以很好的反应悬架系统的响应特性，能较好的体现悬架在垂直振动方面的问题，具有一定的研究价值。需要说明的是，在该模型的研究中，我们将乘客视为车身系统的一部分。

目前的悬架性能测试中，部分试验模拟的激励过于单一(如信号白噪声路面)，并未直观考虑真实车辆悬架在道路中所遇到的困难，对于检测悬架在分析信号变化和反应速率方面的能力较弱，也难以客观检测悬架在实际生活中处理问题的能力，对悬架进行改进优化较为片面；部分试验在真实场地进行，频繁的更换场地和对实验设备的维护，无疑增大了能耗和人工成本。因此，设计一种在室内能够模拟多路况的悬架试验台是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可节约成本，实验设备可在被动、主动两种悬架间切换，可对于所开发的地形扫描算法进行测试的模拟多路况多功能悬架试验台。

本发明主要包括试验台架、作动缸架、车前地形扫描雷达、加速度传感器。其中，试验台架设在作动缸架的两组长角钢之间，试验台架的H型支架的两端均设有传动机构。

作动缸架包括长角钢、侧横梁角钢、主横梁角钢、横向稳定杆、固定挡板、立柱导轨、作动缸、缸套、纵向固定杆、横向固定杆、车轮、承重挡板、支撑杆、配重块、螺栓、立柱导轨固定框架。两组长角钢之间通过侧横梁角钢相连接，每组长角钢之间通过主横梁角钢。两组对应的长角钢的中部之间设有横向稳定杆。在两根横向稳定杆之间设有另外一组相互平行的横向稳定梁，两组横向稳定梁之间有空隙。在横向稳定梁的上部设有固定挡板，在固定挡板上固定四根立柱导轨，作动缸的输出端外套接缸套，输出端固定在固定挡板的上部，在固定挡板的下部设有两根位置相对应的纵向固定杆，两根纵向固定杆之间通过横向固定杆相连接，在横向固定杆上插接车轮。在四根立柱导轨上套接承重挡板，承重挡板上固定有加速度传感器、车前地形扫描雷达和支撑杆，支撑杆上挂套配重块。在四根立柱导轨的顶端通过螺栓固定连接一个立柱导轨固定框架，立柱导轨固定框架呈方形。

试验台架包括竖杆柱、横杆柱、支撑角钢、内固定角钢、螺栓、加固筋板、支撑板、履带、电机、传动链条、链轮B、电机端传动轴、固定轴承。在两根竖杆柱之间通过横杆柱相连，竖杆柱和横杆柱组成H型支架。两个H型支架之间通过两个支撑角钢相连，支撑角钢上设有若干内固定角钢，每个内固定角钢通过螺栓均匀的安装在支撑角钢的两侧，并在支撑角钢的内侧通过多个加固筋板进行加固。内固定角钢上放置支撑板，在支撑板外部包裹履带。电机的输出端与传动链条相连，传动链条上套接链轮B，在链轮的中部插接电机端传动轴，电机轴和固定轴承通过联轴器相连，固定轴承焊接在支撑角钢外侧。

传动机构包括滚轴、轴、紧固轴承、上盖板、下盖板、紧固螺栓、限位板、链条A、链轮A、连接板、螺栓、随机路面。两个滚轴的两端分别套在轴的大轴肩上，在支撑角钢的内侧、滚轴的两端分别穿过链轮A的中部，链轮A外侧与轴的一端通过键连接相连，轴的另一端延伸至支撑角钢的外部，轴的另一端套接紧固轴承，在紧固轴承的上部和下部分别加固上盖板和下盖板，上盖板和下盖板的截面呈L型。紧固螺栓穿过限位板连接紧固轴承。链条A套在链轮A上，相邻的链轮A之间通过连接板相连，连接板的上部通过螺栓与随机路面上的连接板相连接。

本发明在使用时，电机提供动力，带动链条、链轮转动，继而带动试验台架上随机路面的转动，转动速度可进行人为调节，路面的转动作为激励引起作动缸的上下运动，作动缸架上的传感装置捕捉信号，便可对作动装置的性能进行分析，此为被动悬架试验装置；若实验人员编写控制算法，并使计算机或单片机控制作动缸，雷达扫描车前地形，传感装置采集信号，则可使其变为主动悬架进行试验。当需要测试不同路面下悬架的响应时，可对路面进行拆卸和更换。本发明此处列举随机路面(乡间不平路)、正弦路面及三角路面。每条路面在进行设计完成成形后，按照链结长度进行均匀切割，方便路面随履带进行平移和旋转运动。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明集多种功能为一体，既能服务于被动悬架，又可编写控制算法，并搭载车前地形扫描雷达及加速度传感器等感应装置后服务于主动悬架；更改调速装置的对象，从以往的车辆变速调整为路面装置变速，更易实现和操作；本发明设置多种路面，如乡间不平路、三角路面、正弦路面等，对于观测悬架在多种路面下的响应提供新的思路和办法。本发明整体方案相对于现有悬架试验台更为方便、试验方案集中、节约人力物力。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2是作动缸架结构轴测图；

图3是作动缸架结构俯视图；

图4是作动缸结构主视图；

图5是试验台架结构立体图；

图6是试验台架传动部分结构主视图；

图7是试验台架链轮部分装配爆炸图；

图8是部分随机路面模型图；

图9是部分三角路面模型图；

图10是部分正弦路面模型图。

图中，1-作动缸架、101-长角钢、102-立柱导轨、103-配重块、104-作动缸、105-纵向固定杆、106-横向固定杆、107-主横梁角钢、108-承重挡板、109-固定挡板、110-车轮、111-侧横梁角钢、112-螺栓、113-立柱导轨固定柜架、114-支撑杆、115-横向稳定杆、1042-缸套、2-试验台架、201-支撑角钢、202-竖杆柱、203-横杆柱、204-加固筋板、205-螺栓、206-链条A、207-随机路面、208-链轮B、209-传动链条、210-电机、211-电机端传动轴、212-支撑板、213-连接板、214-滚轴、215-内固定角钢、216-固定轴承、217-履带、218-螺栓、219-链轮A、220-轴、221-上盖板、222-紧固轴承、223-限位板、224-紧固螺栓、225-下盖板、3-车前地形扫描雷达、4-加速度传感器。

具体实施方式

在图1至图10所示的本发明示意简图中，试验台架设在作动缸架1的两组长角钢101之间，试验台架的H型支架的两端均设有传动机构。

作动缸架1包括长角钢101、侧横梁角钢111、主横梁角钢107、横向稳定杆115、、固定挡板109、立柱导轨102、作动缸104、缸套1042、纵向固定杆105、横向固定杆106、车轮110、承重挡板108、支撑杆114、配重块103、螺栓112、立柱导轨固定框架113。两组长角钢101之间通过侧横梁角钢111相连接，每组长角钢之间通过主横梁角钢107。两组对应的长角钢的中部之间设有横向稳定杆115。在两根横向稳定杆之间设有另外一组相互平行的横向稳定梁115，两组横向稳定梁之间有空隙。在横向稳定梁的上部设有固定挡板109，在固定挡板上固定四根立柱导轨102，作动缸104的输出端外套接缸套1042，输出端固定在固定挡板的上部，在固定挡板的下部设有两根位置相对应的纵向固定杆105，两根纵向固定杆之间通过横向固定杆106相连接，在横向固定杆上插接车轮110。在四根立柱导轨上套接承重挡板108，承重挡板上设有加速度传感器4、车前地形扫描雷达3和支撑杆114，支撑杆上挂套配重块103。在四根立柱导轨的顶端通过螺栓112固定连接一个立柱导轨固定柜架113，立柱导轨固定柜架呈方形。

试验台架2包括竖杆柱202、横杆柱203、支撑角钢201、内固定角钢215、螺栓205、加固筋板204、支撑板212、履带217、电机210、传动链条209、链轮B208、电机端传动轴211、固定轴承216。在两根竖杆柱202之间通过横杆柱203相连，竖杆柱和横杆柱组成H型支架。两个H型支架之间通过两个支撑角钢201相连，支撑角钢上设有内固定角钢215，每个内固定角钢215通过螺栓205均匀的安装在支撑角钢的两侧，并在支撑角钢的内侧通过多个加固筋板204进行加固。内固定角钢215上放置支撑板212，在支撑板外部包裹履带217。电机210的输出端与传动链条209相连，传动链条209上套接链轮B208，在链轮的中部插接电机端传动轴211，电机轴和固定轴承216通过联轴器相连，固定轴承216焊接在支撑角钢201外侧。

传动机构包括滚轴214、轴220、紧固轴承222、上盖板221、下盖板225、紧固螺栓224、限位板223、链条A206、链轮A219、连接板213、螺栓218、随机路面207。两个滚轴214的两端分别套在轴220的大轴肩上，在支撑角钢的内侧、滚轴的两端分别穿过链轮A219的中部，链轮A外侧与轴220的一端通过键连接相连，轴的另一端延伸至支撑角钢的外部，轴的另一端套接紧固轴承222，在紧固轴承的上部和下部分别加固上盖板221和下盖板225，上盖板和下盖板的截面呈L型。紧固螺栓224穿过限位板223连接紧固轴承222。链条A206套在链轮A219上，相邻的链轮之间通过连接板213相连，连接板的上部通过螺栓218与随机路面207上的连接板相连接。

Claims (1)

1.一种模拟多路况多功能悬架试验台，主要包括试验台架、作动缸架、车前地形扫描雷达、加速度传感器，其特征在于：试验台架设在作动缸架的两组长角钢之间，作动缸架包括长角钢、侧横梁角钢、主横梁角钢、横向稳定杆、固定挡板、立柱导轨、作动缸、缸套、纵向固定杆、横向固定杆、车轮、承重挡板、支撑杆、配重块、螺栓、立柱导轨固定柜架，两组长角钢之间通过侧横梁角钢相连接，每组长角钢之间通过主横梁角钢，两组对应的长角钢的中部之间设有横向稳定杆，在两根横向稳定杆之间设有另外一组相互平行的横向稳定梁，两组横向稳定梁之间有空隙，在横向稳定梁的上部设有固定挡板，在固定挡板上固定四根立柱导轨，作动缸的输出端外套接缸套，输出端固定在固定挡板的上部，在固定挡板的下部设有两根位置相对应的纵向固定杆，两根纵向固定杆之间通过横向固定杆相连接，在横向固定杆上插接车轮，在四根立柱导轨上套接承重挡板，承重挡板上固定有支撑杆，支撑杆上挂套配重块，在四根立柱导轨的顶端通过螺栓固定连接一个立柱导轨固定框架，立柱导轨固定框架呈方形，试验台架包括竖杆柱、横杆柱、支撑角钢、内固定角钢、螺栓、加固筋板、支撑板、履带、电机、传动链条、链轮B、电机端传动轴、固定轴承，在两根竖杆柱之间通过横杆柱相连，竖杆柱和横杆柱组成H型支架，两个H型支架之间通过两个支撑角钢相连，支撑角钢上设有内固定角钢，每个内固定角钢通过螺栓均匀的安装在支撑角钢的两侧，并在支撑角钢的内侧通过多个加固筋板进行加固，内固定角钢上放置支撑板，在支撑板外部包裹履带，电机的输出端与传动链条相连，传动链条上套接链轮B，在链轮的中部插接电机端传动轴，电机轴和固定轴承通过联轴器相连，固定轴承焊接在支撑角钢外侧，试验台架的H型支架的两端均设有传动机构，在作动缸架的承重挡板上固定有加速度传感器、车前地形扫描雷达，传动机构包括滚轴、轴、紧固轴承、上盖板、下盖板、紧固螺栓、限位板、链条A、链轮A、连接板、螺栓、随机路面，两个滚轴的两端分别套在轴的大轴肩上，在支撑角钢的内侧、滚轴的两端分别穿过链轮A的中部，链轮A外侧与轴的一端通过键连接相连，轴的另一端延伸至支撑角钢的外部，轴的另一端套接紧固轴承，在紧固轴承的上部和下部分别加固上盖板和下盖板，上盖板和下盖板的截面呈L型，紧固螺栓穿过限位板连接紧固轴承，链条A套在链轮A上，相邻的链轮A之间通过连接板相连，连接板的上部通过螺栓与随机路面上的连接板相连接。

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