CN109357893B - 一种自行车轮组综合检测试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运动器材检测设备技术领域，具体涉及一种自行车轮组综合检测试验台。其具有动力源，加载能力，检测受力情况和变形程度。本发明采用的技术方案包括基础总成，所述的基础总成的两端分别设置有支撑总成，两个支撑总成之间的基础总成上设置有滚动台垂直测力计总成，滚动台垂直测力计总成的上设置有与两个支撑总成相连接的支架总成，支架总成上设置有刹车总成、驱动总成、检测器件和紧固总成。

Description

一种自行车轮组综合检测试验台

技术领域

本发明涉及运动器材检测设备技术领域，具体涉及一种自行车轮组综合检测试验台。

背景技术

自行车运动是对器材要求十分高的一种运动类型。自行车与地面直接接触并作用于地面的部分就是轮胎，而直接驱动自行车运动的是自行车后轮，控制自行车转向的自行车前轮，两轮同时具有制动能力。轮组（前后轮总成）的可靠性直接关系车手的安全，轮组的性能是自行车性能的重要指标，对于自行车这种速度类和技巧类竞技，轮组的性能对赛手成绩起至关重要的作用。

高性能轮组对如下性能指标有要求，径向刚度（径向静态受力变形）、静平衡、侧向刚度（侧向静态受力偏摆），圆度（回转时径向误差），强度，制动性能，耐高温性能（刹车温度），回转偏摆程度（回转时轴向误差）。

直观来说，圆度和回转偏摆程度直接决定轮组是否是接近正圆的回转体，不圆的车轮带来的阻力和振动是巨大的。径向刚度和侧向刚度决定车子在行进时受力发生变形的程度大小，变形大的轮组一方面带来振动，另一方面吸收了选手的动力输出，甚至有可能引起刹车异常抱死、轮组干涉等，严重会出现人身事故。制动性能体现在车胎的能力和刹车圈的能力（山地轮组一般用碟刹），是直接影响减速和制动的指标。耐高温性主要体现在高温下，车圈是否出现烧框（烧框是指连续刹车释放的热能，损坏碳纤维车圈的现象），或者来令片和刹车碟性能降低的性能。对于比赛中的下坡路段，轮组的刹车耐高温性极其重要。

目前没有专用检测设备针对轮组，并且也只有国际一流竞技自行车队的随队技师才有利用一系列仪器检验轮组的能力。大多数自行车店技师，多采用经验，目测等方法。我国的自行车行业已经进入一个全新的市场，通勤低端类自行车基本被其他交通工具替代，所剩的市场基本都是竞技类自行车，各种业余、业余职业、职业级竞赛在国家号召全面运动的鼓励下，日益繁多。科技含量高的竞技类自行车市场已经壮大，但是相应的技术服务却远远不到位。不经细致、科学的调校的自行车，轻则也会影响车手成绩，重则在高速、高强度竞技时极有可能危害车手的人身安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自行车轮组综合检测试验台，其具有动力源，加载能力，检测受力情况和变形程度。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种自行车轮组综合检测试验台，其特征在于：包括基础总成，所述的基础总成的两端分别设置有支撑总成，两个支撑总成之间的基础总成上设置有滚动台垂直测力计总成，滚动台垂直测力计总成的上设置有与两个支撑总成相连接的支架总成，支架总成上设置有刹车总成、驱动总成、检测器件和紧固总成；

所述的支撑总成的结构包括外支撑柱和内支撑柱，外支撑柱和内支撑柱相套设置，所述的外支撑柱的相对两个壁上设有电动推杆连接板，内支撑柱内的基础总成上设置有电动推杆，电动推杆的上端与电动推杆连接板连接，所述的外支撑柱的内侧外壁上设置有支架轴承座，支架轴承座内设置有轴承，轴承外侧的支架轴承座上穿设有回转紧定螺钉；

所述的支架总成的结构包括“T”型的支架框体，支架框体的两端分别设置有支架回转轴，支架回转轴与轴承连接，“T”型的支架框体的一侧上端设置有测量设置安装座，测量设置安装座上设置有测力计，另一侧设置有刹车总成，所述的刹车总成包括刹车调整底座和设置于刹车调整底座上的刹车片；“T”型的支架框体的中间上端面设置有立柱，支架框体的中间内壁上设置有紧固螺纹孔与轮组固定孔，且两者同轴；支架框体的下端一侧外壁上设置有电机安装孔；电机安装孔上设置有可调速驱动电机，可调速驱动电机上设置有驱动链轮，所述的支架框体的任意部位吸附有千分表；

所述的滚动台垂直测力计总成的结构包括滚动台上板和滚动台下板，所述的滚动台上板和滚动台下板之间设置有测力计，滚动台上板上设置有两个辊子。

所述的测力计的结构包括测力计主体传感器，测力计主体传感器的下端设置有燕尾块，测量设置安装座上设置有燕尾槽，燕尾块和燕尾槽相配合，测力计主体传感器与测量设置安装座之间设置有活动的加载螺栓，测力计主体传感器的一端顶部设置有滚动式测力计顶头。

所述的电动推杆连接板固设或者一体设置于外支撑柱的相对两个壁上。

所述的刹车片为“C”型夹刹。

所述的测力计设置有4个。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明可以测量静态几何参数，不依赖检测员目视，可以利用机械千分表或者电子千分表测出准确数据；

2、本发明可以测量动态几何参数，不依赖检测员经验，利用专用加载设备和测量设备，测出量化指标；

3、本发明检测仪具有动力装置，可以模拟骑行状况；

4、本发明检测仪主框架通过回转紧定螺钉的松紧，可以实现支架总成的旋转，可以实现一定角度偏移，模拟摇车（骑行选手在加速时，站立骑车，随着受力不同，车左右摆动的一种骑行技巧）轮组受力情况（即轮轴向与地面不平行的受力情况）；

5、本发明可根据实际情况附加其他模块和检测设备，具有通用性。

附图说明

图1 本发明结构示意图；

图2 本发明滚动台垂直测力计总成结构图；

图3本发明支撑总成结构图；

图4本发明从电机安装侧看的支架总成，驱动总成，刹车总成和检测器件图；

图5本发明从传动侧看的支架总成，驱动总成，刹车总成和检测器件图；

图6本发明支架结构图；

图7本发明圆度检测示意图；

图8本发明偏摆检测；

图9本发明轴向测力计；

图10为图9的左视图

图11为图9的俯视图；

图12为图9的立体图；

图13本发明刹车总成；

图14本发明驱动总成；

标记说明：1-支撑总成、2-支架总成、3-刹车总成、4-基础总成、5-驱动总成、6-滚动台垂直测力计总成、7-检测器件、8-紧固总成、9-被测轮组；

1-1-外支撑柱、1-2-电动推杆连接板、1-3-支架轴承座、1-4-回转紧定螺钉、1-5-轴承、1-6-电动推杆、1-7-内支撑柱；

2-1-支架回转轴、2-2-安装座、2-3-支架框体、2-4-轮组固定孔、2-5-立柱、2-6-刹车总成固定处、2-7-紧固螺纹孔、2-8-电机安装孔；

3-1-刹车片、3-2-刹车调整底座、3-3-拉力传感器、3-4-刹车手柄；

5-1-可调速驱动电机、5-2-驱动链轮、5-3-扭矩传感器、5-4-联轴器；

6-1-滚动台上板、6-2-辊子、6-3-测力计、6-4-滚动台下板；

7-1-测力计、7-2-千分表；

7-1-1-滚动式测力计顶头、7-1-2-测力计主体传感器、7-1-3-加载螺栓；

8-1-防松螺母，8-2-紧固螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种自行车轮组综合检测试验台（参见图1），包括基础总成4，所述的基础总成4的两端分别设置有支撑总成1，两个支撑总成1之间的基础总成4上设置有滚动台垂直测力计总成6，滚动台垂直测力计总成6的上设置有与两个支撑总成1相连接的支架总成2，支架总成2上设置有刹车总成3、驱动总成5、检测器件7和紧固总成8；

上述的支撑总成1（参见图3）的结构包括外支撑柱1-1和内支撑柱1-7，外支撑柱1-1和内支撑柱1-7相套设置，所述的外支撑柱1-1的相对两个壁上设有固设或者一体设置有电动推杆连接板1-2，内支撑柱1-7内的基础总成4上设置有电动推杆1-6，电动推杆1-6的上端与电动推杆连接板1-2连接，电动推杆升高或者降低可以使外支撑柱及其连接的部分升高或者降低；

上述的外支撑柱1-1的内侧外壁上设置有支架轴承座1-3，支架轴承座1-3内设置有轴承1-5，轴承1-5外侧的支架轴承座1-3上穿设有回转紧定螺钉1-4；

所述的支架总成2（参见图4、图5、图6、图9-图12和图14）的结构包括“T”型的支架框体2-3，支架框体2-3的两端分别设置有支架回转轴2-1，支架回转轴2-1与轴承1-5连接，“T”型的支架框体2-3的一侧上端设置有测量设置安装座2-2，测量设置安装座2-2上设置有测力计7-1，另一侧设置有刹车总成3，所述的刹车总成3包括刹车调整底座3-2和设置于刹车调整底座3-2上的“C”型夹刹刹车片3-1，刹车片3-1通过连线与拉力传感器3-3和刹车手柄3-4连接，刹车手柄也可省略，改为其他的方式拉线（参见图13）；“T”型的支架框体2-3的中间上端面设置有立柱2-5，支架框体2-3的中间内壁上设置有紧固螺纹孔2-7与轮组固定孔2-4，且两者同轴；支架框体2-3的下端一侧外壁上设置有电机安装孔2-8；电机安装孔2-8上设置有可调速驱动电机5-1，可调速驱动电机5-1上设置有驱动链轮5-2，可调速驱动电机5-1与驱动链轮5-2之间设置有扭矩传感器5-3和联轴器5-4，若采用输出端集成扭矩传感器的电机，联轴器可以省略，所述的支架框体2-3的任意部位吸附有千分表7-2；

上述的滚动台垂直测力计总成6（参见图2）的结构包括滚动台上板6-1和滚动台下板6-4，所述的滚动台上板6-1和滚动台下板6-4之间设置有四个测力计6-3，滚动台上板6-1为正方形框，正方形框上设置有可以滚动的两个辊子6-2。

上述的测力计7-1的结构包括测力计主体传感器7-1-2，测力计主体传感器7-1-2的下端设置有燕尾块，测量设置安装座2-2上设置有燕尾槽，燕尾块和燕尾槽相配合，测力计主体传感器7-1-2与测量设置安装座2-2之间设置有活动的加载螺栓7-1-3，测力计主体传感器7-1-2的一端顶部设置有滚动式测力计顶头7-1-1。

被测轮组9安装在支架总成2的支架框体2-3内（参见图4和图5），滚动台垂直测力计总成6安设在被测轮组9的正下方，紧固螺栓8-2穿过紧固螺纹孔2-7和被测车轮9，将被测车轮9顶在轮组固定孔2-4上，并采用防松螺母8-1确保连接可靠，刹车3-1安装在刹车调整底座3-2上，一并安装在刹车总成固定处2-6。

安装固定好轮组后，利用加载螺栓7-1-3使测力计顶头7-1-1与轮组接触，并产生相应挤压作用力，此时为加载，加载大小通过加载螺栓7-1-3控制。卸载时，松开加载螺栓7-1-3，手动移回测力计顶头7-1-1，也可以另设置回位装置。

本发明可以检测轮组的圆度，回转偏摆程度，侧向（轴向）刚性，径向刚性，混合刚性（实际骑行工况变形程度），刹车性能。

测量可以分为静态测量与动态测量。

圆度测量，测量轮组圆度，轮组可不安装车胎，如图7：

将千分表7-2的探头径向地指向轮组9轮圈处并接触，通过手转动轮组或者采用电机总成5驱动（慢速），千分表7-2的指针将会产生跳动，均匀测量多圈，最大值与最小值之差即可以认为是该轮组的圆度误差。最大值处可以认为辐条过松，最小处可以认为是辐条过紧，指导技师调整。

偏摆测量，测量轮组轴向的偏摆程度，如图8：

将千分表7-2的探头轴向指向轮组9轮圈的刹车边，通过手转动轮组或者才采用电机5总成驱动（慢速），千分表7-2的指针将会产生跳动，均匀测量多圈，最大值与最小值之差即可以认为是该轮组的偏摆误差。通过偏摆的误差程度可以看出左右辐条的拉力是否均匀，指导技师调整。

受力测量圆度或者偏摆。测量方法同上，以下讲一下加载工作流程。

轴向力加载：

轮组安装好后，轴向加载方法是利用测力计7-1向轮组加载。如图9-图12，测力计7-1由测力计顶头7-1-1与测力计主体传感器7-1-2组成，测力计主体传感器7-1-2下有燕尾块，测量设备安装座2-2开有燕尾槽，尾端有螺纹孔。加载螺栓7-1-3穿过螺纹孔，顶在测力计主体传感器的燕尾块侧面。拧动螺栓便可以加载，反向拧动即卸载。测力计主体可以通过外接设备直接读出力的大小，可以方便操作人员按照指定载荷加载，加载后测量各参数方法同上述测量。

径向力加载：

轮组固定好后，利用电动推杆1-6调整支架总成2的高度，使轮组与滚动台垂直测力计总成6接触。此时滚动台垂直测力计6便可以通过外接设备显示出加载力的数值，达到设定值后，停止电动推杆1-6的运动，此时等效为垂直加载。

复合加载。

轮组固定好后，松开支架回转紧定螺钉1-4，支架总成便可以旋转，即轮组所在平面与地面发生倾斜。调整到测量所需要的角度后，重新将支架回转紧定螺钉锁死。并按照垂直加载步骤加载。即等效为侧向对轮组加载。

动态加载，由于下方的滚动台垂直测力计总成中包含，滚动台上板，辊子，测力计，滚动台下板，两个辊子铰接在滚动台上板上，可以自由转动。轮组接触时，不影响辊子转动。通过驱动总成5可以使轮组转动，模拟骑行时车轮的运动。加载方式同上。

刹车性能检测：

刹车检测一般检测刹车效果，刹车温度与刹车噪音。刹车温度与刹车噪音的检测，均可以通过轮组正常转动后施行刹车，利用外置的温度检测设备与噪音检测设备测量。

刹车效果检测主要检测制动力矩与刹车手柄拉线力的关系。利用刹车手柄3-4进行刹车，拉线经过拉力传感器3-3连接到刹车片3-1，刹车收紧，夹紧轮组。使可调速驱动电机5-1运转，可调速电机5-1通过联轴器5-4与扭矩传感器5-3连接，扭矩传感器输出与驱动链轮5-2连接。电机有运动的趋势后，由于刹车抱死，扭矩不断增大，但是轮组保持静止状态。当扭矩达到一定值时，刹车提供的制动力不足，轮组开始转动，此时扭矩在临界时刻达到最大，即能得出制动扭矩-刹车手柄拉力的对应关系，以此判断刹车性能。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自行车轮组综合检测试验台，其特征在于：包括基础总成（4），所述的基础总成（4）的两端分别设置有支撑总成（1），两个支撑总成（1）之间的基础总成（4）上设置有滚动台垂直测力计总成（6），滚动台垂直测力计总成（6）的上设置有与两个支撑总成（1）相连接的支架总成（2），支架总成（2）上设置有刹车总成（3）、驱动总成（5）、检测器件（7）和紧固总成（8）；

所述的支撑总成（1）的结构包括外支撑柱（1-1）和内支撑柱（1-7），外支撑柱（1-1）和内支撑柱（1-7）相套设置，所述的外支撑柱（1-1）的相对两个壁上设有电动推杆连接板（1-2），内支撑柱（1-7）内的基础总成（4）上设置有电动推杆（1-6），电动推杆（1-6）的上端与电动推杆连接板（1-2）连接，所述的外支撑柱（1-1）的内侧外壁上设置有支架轴承座（1-3），支架轴承座（1-3）内设置有轴承（1-5），轴承（1-5）外侧的支架轴承座（1-3）上穿设有回转紧定螺钉（1-4）；

所述的支架总成（2）的结构包括“T”型的支架框体（2-3），支架框体（2-3）的两端分别设置有支架回转轴（2-1），支架回转轴（2-1）与轴承（1-5）连接，“T”型的支架框体（2-3）的一侧上端设置有测量设置安装座（2-2），测量设置安装座（2-2）上设置有测力计（7-1），另一侧设置有刹车总成（3），所述的刹车总成（3）包括刹车调整底座（3-2）和设置于刹车调整底座（3-2）上的刹车片（3-1）；“T”型的支架框体（2-3）的中间上端面设置有立柱（2-5），支架框体（2-3）的中间内壁上设置有紧固螺纹孔（2-7）与轮组固定孔（2-4），且两者同轴；支架框体（2-3）的下端一侧外壁上设置有电机安装孔（2-8）；电机安装孔（2-8）上设置有可调速驱动电机（5-1），可调速驱动电机（5-1）上设置有驱动链轮（5-2），所述的支架框体（2-3）的任意部位吸附有千分表（7-2）；

所述的滚动台垂直测力计总成（6）的结构包括滚动台上板（6-1）和滚动台下板（6-4），所述的滚动台上板（6-1）和滚动台下板（6-4）之间设置有测力计（6-3），滚动台上板（6-1）上设置有两个辊子（6-2）。

2.根据权利要求1所述的一种自行车轮组综合检测试验台，其特征在于：所述的测力计（7-1）的结构包括测力计主体传感器（7-1-2），测力计主体传感器（7-1-2）的下端设置有燕尾块，测量设置安装座（2-2）上设置有燕尾槽，燕尾块和燕尾槽相配合，测力计主体传感器（7-1-2）与测量设置安装座（2-2）之间设置有活动的加载螺栓（7-1-3），测力计主体传感器（7-1-2）的一端顶部设置有滚动式测力计顶头（7-1-1）。

3.根据权利要求1或2所述的一种自行车轮组综合检测试验台，其特征在于：所述的电动推杆连接板（1-2）固设于外支撑柱（1-1）的相对两个壁上。

4.根据权利要求3所述的一种自行车轮组综合检测试验台，其特征在于：所述的刹车片（3-1）为“C”型夹刹。

5.根据权利要求4所述的一种自行车轮组综合检测试验台，其特征在于：所述的测力计（6-3）设置有4个。

Images