CN110031236B - 一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统及方法 - Google Patents

一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统及方法，包括试验架，试验架上设置有角度控制机构，角度控制机构的后端设置有模拟机构，角度控制机构的前端设置有转换机构。本发明可以解决现有汽车在动态环境中整车性能测试中存在的以下难题：a，无法模拟多种不同场景中汽车整车性能的变化，对于汽车面对障碍物的变化以及针对不同状况障碍物的汽车变化。b、模拟倾斜角度行驶时无法根据精确控制倾斜的角度，影响汽车在倾斜路面行驶安全性能测试的精确程度，c、在进行倾斜角度测试的同时无法同时模拟汽车转弯性能的测试，可以实现动态环境参数中汽车整车性能智能仿真测试的功能。

Description

一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统及方法
技术领域
本发明设计汽车碰撞设备技术领域，具体的说是一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统及方法。
背景技术
汽车动态环境参数测试是测试汽车整车性能的主要方式之一，通过观察汽车在动态环境中测试的数据可以充分的分析汽车的质量。
现有汽车在动态环境中整车性能测试中存在以下难题：a，无法模拟多种不同场景中汽车整车性能的变化，对于汽车面对障碍物的变化以及针对不同状况障碍物的汽车变化。b、模拟倾斜角度行驶时无法根据精确控制倾斜的角度，影响汽车在倾斜路面行驶安全性能测试的精确程度，c、在进行倾斜角度测试的同时无法同时模拟汽车转弯性能的测试。
关于汽车性能测试过程中常见的一些的问题，相关行业做出了研究，并且提出了具体的技术方案，如专利号为2016101770370的中国实用新型专利一种纯电动汽车的动力电池碰撞测试装置以及测试方法，该纯电动汽车的动力电池碰撞测试装置，能够有效模拟车辆托底情况下动力电池的碰撞状态，便于纯电动汽车的电安全验证与检测。
综合以上原因，汽车在动态环境中整车性能测试中存在的问题依旧没有得到解决。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统及方法，可以解决现有汽车在动态环境中整车性能测试中存在的以下难题：a，无法模拟多种不同场景中汽车整车性能的变化，对于汽车面对障碍物的变化以及针对不同状况障碍物的汽车变化。b、模拟倾斜角度行驶时无法根据精确控制倾斜的角度，影响汽车在倾斜路面行驶安全性能测试的精确程度，c、在进行倾斜角度测试的同时无法同时模拟汽车转弯性能的测试，可以实现动态环境参数中汽车整车性能智能仿真测试的功能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，包括试验架，试验架上设置有角度控制机构，角度控制机构的后端设置有模拟机构，角度控制机构的前端设置有转换机构。
所述角度控制机构包括固定在试验架上的支撑固定块，支撑固定块的上端通过销轴设置有控制载架，控制载架下端左右两侧对称设置有控制从动块，控制从动块抵靠在控制支链上，控制载架的左右两侧对称设置有角度滑槽，角度滑槽内通过滑动配合方式设置有角度固定支链，角度固定支链安装在试验架上。
所述驱动支链包括通过滑动配合方式设置在控制载架上的驱动架，驱动架呈U型结构，驱动架的左右两侧对称设置有驱动块，驱动架安装在驱动气缸上，驱动气缸固定在控制载架上。
所述模拟机构包括对称安装在控制载架上的试验跑道，试验跑道上设置有作业槽，控制载架上通过模拟弹簧杆安装有模拟凸块，模拟凸块位于作业槽内，模拟凸块的下端设置有模拟滑杆，模拟滑杆连接在驱动支链上。
所述转换机构包括通过滑动配合方式设置在控制载架上的转换滑架，转换滑架上设置有移动槽，移动滑槽内设置有卡位支链，转换滑架上设置有转换跑道，转换跑道与试验跑道之间设置有链接支链，转换滑架上设置有转换齿条，转换齿条上啮合有转换齿轮，转换齿轮安装在转换电机的输出轴上，转换电机通过电机座安装在控制载架上。
所述控制支链包括通过电机座安装在试验架上的控制电机，控制电机的输出轴上连接有丝杠，丝杠通过轴承固定在试验架上，丝杠的左右对称设置有控制移动块，控制移动块上设置有控制移动槽,控制从动块通过滑动配合方式与控制移动槽相连。
所述角度固定支链包括安装在试验架上的角度框，角度框上均匀设置有支撑槽，角度框的内壁上通过角度弹簧安装有角度固定架，角度固定架位于支撑槽内，角度框的下端设置有控制槽，控制载架上安装有控制气缸，控制气缸的顶端通过法兰安装在控制块上，控制块位于控制槽内，且控制块与角度固定架之间相互配合运动。
位于所述驱动架左侧的驱动块上设置有呈倒Ω型结构的滑槽，位于所述驱动架右侧的驱动块上设置有呈Z字型结构的滑槽。
所述卡位支链包括安装在控制载架上的卡位架，卡位架位于移动滑槽内，转换滑架通过销轴设置有卡位爪，卡位爪的左右两侧设置有卡位块，卡位块与卡位架之间配合运动，卡位爪与转换滑架之间设置有卡位气缸。
所述链接支链包括通过销轴设置在转换跑道后侧的链接卡架，链接卡架与转换跑道之间连接有链接弹簧，试验跑道的前端设置有链接卡槽，试验跑道的前端下侧设置有链接气缸柱。
所述转换跑道包括从左往右依次交错设置在转换滑架上的移动跑道和转弯跑道。
此外，本发明还提供了一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统的方法，主要包括以下步骤：
第一步汽车就位，汽车在整车性能动态仿真试验系统上进行匀速移动，汽车的轮胎位于试验跑道内；
第二步倾斜移动试验，控制电机通过丝杠控制移动块进行移动调节作业，控制移动块通过对控制从动块的挤压从而调节控制载架的倾斜角度，控制气缸控制块对角度固定架进行挤压，使角度固定架伸出角度滑槽对控制载架的倾斜角度进行固定；
第三步突发颠簸测试，驱动气缸控制驱动架进行伸缩调节，驱动架带动驱动块对模拟滑杆进行挤压，不同轨迹的滑槽在运动中可以控制模拟凸块进行不同模式的撑起落下，测试汽车面对不同程度的障碍物的性能；
第四步转弯测试，转换电机控制转换齿轮在转换齿条上旋转从而控制转换滑架移动到合适的位置，卡位气缸控制卡位爪插入到卡位架内对转换滑架进行位置限定，保证转换跑道与试验跑道可以进行拼接，链接气缸柱运动对链接卡架进行挤压，从而使链接卡架与链接卡槽进行卡接，转弯跑道可以模拟测试汽车在转换时的性能。
第五步多样测试，选择上述第二步、第三步以及第四步进行组合测试，记录测试的结果。
本发明的有益效果是：
1.本发明可以解决现有汽车在动态环境中整车性能测试中存在的以下难题：a，无法模拟多种不同场景中汽车整车性能的变化，对于汽车面对障碍物的变化以及针对不同状况障碍物的汽车变化。b、模拟倾斜角度行驶时无法根据精确控制倾斜的角度，影响汽车在倾斜路面行驶安全性能测试的精确程度，c、在进行倾斜角度测试的同时无法同时模拟汽车转弯性能的测试等难题，可以实现动态环境参数中汽车整车性能智能仿真测试的功能。
2.本发明设计的角度控制机构中控制电机通过丝杠控制移动块进行移动调节作业从而调节控制载架的倾斜角度，控制气缸控制块对角度固定架进行挤压，使角度固定架伸出角度滑槽对控制载架的倾斜角度进行固定，可以精确的控制载架的切斜角度。
3.本发明设计的模拟机构中驱动气缸控制驱动架进行伸缩调节，对模拟滑杆进行挤压，不同轨迹的滑槽在运动中可以控制模拟凸块进行不同模式的撑起落下，测试汽车面对不同程度的障碍物的性能。
本发明设计的转换机构中转换电机控制转换滑架移动到合适的位置，卡位气缸控制卡位爪对转换滑架进行位置限定，链接气缸柱运动对链接卡架进行挤压，从而使链接卡架与链接卡槽进行卡接，转弯跑道可以模拟测试汽车在转换时的性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的第一结构示意图。
图2是本发明试验架与角度控制机构之间的结构示意图。
图3是本发明角度固定支链的剖视图。
图4是本发明试验架与模拟机构之间的结构示意图；
图5是本发明试验架与转换机构之间的结构示意图；
图6是本发明控制载架、转换滑架卡位支链之间的结构示意图；
图7是本发明转换跑道、试验跑道与链接支链之间的结构示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
如图1到图7所示，一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，包括试验架1，试验架1上设置有角度控制机构2，角度控制机构2的后端设置有模拟机构3，角度控制机构2的前端设置有转换机构4。
所述角度控制机构2包括固定在试验架1上的支撑固定块21，支撑固定块21的上端通过销轴设置有控制载架22，控制载架22下端左右两侧对称设置有控制从动块23，控制从动块23抵靠在控制支链24上，控制载架22的左右两侧对称设置有角度滑槽，角度滑槽内通过滑动配合方式设置有角度固定支链25，角度固定支链25安装在试验架1上。
所述驱动支链35包括通过滑动配合方式设置在控制载架22上的驱动架351，驱动架351呈U型结构，驱动架351的左右两侧对称设置有驱动块352，驱动架351安装在驱动气缸353上，驱动气缸353固定在控制载架22上。
所述模拟机构3包括对称安装在控制载架22上的试验跑道31，试验跑道31上设置有作业槽，控制载架22上通过模拟弹簧杆32安装有模拟凸块33，模拟凸块33位于作业槽内，模拟凸块33的下端设置有模拟滑杆34，模拟滑杆34连接在驱动支链35上。
所述转换机构4包括通过滑动配合方式设置在控制载架22上的转换滑架41，转换滑架41上设置有移动槽，移动滑槽内设置有卡位支链42，转换滑架41上设置有转换跑道43，转换跑道43与试验跑道31之间设置有链接支链44，转换滑架41上设置有转换齿条45，转换齿条45上啮合有转换齿轮46，转换齿轮46安装在转换电机47的输出轴上，转换电机47通过电机座安装在控制载架22上。
所述控制支链24包括通过电机座安装在试验架1上的控制电机241，控制电机241的输出轴上连接有丝杠242，丝杠242通过轴承固定在试验架1上，丝杠242的左右对称设置有控制移动块243，控制移动块243上设置有控制移动槽,控制从动块23通过滑动配合方式与控制移动槽相连。
所述角度固定支链25包括安装在试验架1上的角度框251，角度框251上均匀设置有支撑槽，角度框251的内壁上通过角度弹簧252安装有角度固定架253，角度固定架253位于支撑槽内，角度框251的下端设置有控制槽，控制载架22上安装有控制气缸254，控制气缸254的顶端通过法兰安装在控制块255上，控制块255位于控制槽内，且控制块255与角度固定架253之间相互配合运动。
位于所述驱动架351左侧的驱动块352上设置有呈倒Ω型结构的滑槽，位于所述驱动架351右侧的驱动块352上设置有呈Z字型结构的滑槽。
所述卡位支链42包括安装在控制载架22上的卡位架421，卡位架421位于移动滑槽内，转换滑架41通过销轴设置有卡位爪422，卡位爪422的左右两侧设置有卡位块，卡位块与卡位架421之间配合运动，卡位爪422与转换滑架41之间设置有卡位气缸423。
所述链接支链44包括通过销轴设置在转换跑道43后侧的链接卡架441，链接卡架441与转换跑道43之间连接有链接弹簧442，试验跑道31的前端设置有链接卡槽443，试验跑道31的前端下侧设置有链接气缸柱444。
所述转换跑道43包括从左往右依次交错设置在转换滑架41上的移动跑道431和转弯跑道432。
此外，本发明还提供了一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统的方法，主要包括以下步骤：
第一步汽车就位，汽车在整车性能动态仿真试验系统上进行匀速移动，汽车的轮胎位于试验跑道31内；
第二步倾斜移动试验，控制电机241通过丝杠242控制移动块243进行移动调节作业，控制移动块243通过对控制从动块23的挤压从而调节控制载架22的倾斜角度，控制气缸254控制块255对角度固定架253进行挤压，使角度固定架253伸出角度滑槽对控制载架22的倾斜角度进行固定；
第三步突发颠簸测试，驱动气缸353控制驱动架351进行伸缩调节，驱动架351带动驱动块352对模拟滑杆34进行挤压，不同轨迹的滑槽在运动中可以控制模拟凸块33进行不同模式的撑起落下，测试汽车面对不同程度的障碍物的性能；
第四步转弯测试，转换电机47控制转换齿轮46在转换齿条45上旋转从而控制转换滑架41移动到合适的位置，卡位气缸423控制卡位爪422插入到卡位架421内对转换滑架41进行位置限定，保证转换跑道43与试验跑道31可以进行拼接，链接气缸柱444运动对链接卡架441进行挤压，从而使链接卡架441与链接卡槽443进行卡接，转弯跑道432可以模拟测试汽车在转换时的性能。
第五步多样测试，选择上述第二步、第三步以及第四步进行组合测试，记录测试的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，包括试验架(1)，其特征在于：试验架(1)上设置有角度控制机构(2)，角度控制机构(2)的后端设置有模拟机构(3)，角度控制机构(2)的前端设置有转换机构(4)；
所述角度控制机构(2)包括固定在试验架(1)上的支撑固定块(21)，支撑固定块(21)的上端通过销轴设置有控制载架(22)，控制载架(22)下端左右两侧对称设置有控制从动块(23)，控制从动块(23)抵靠在控制支链(24)上，控制载架(22)的左右两侧对称设置有角度滑槽，角度滑槽内通过滑动配合方式设置有角度固定支链(25)，角度固定支链(25)安装在试验架(1)上；
所述模拟机构(3)包括对称安装在控制载架(22)上的试验跑道(31)，试验跑道(31)上设置有作业槽，控制载架(22)上通过模拟弹簧杆(32)安装有模拟凸块(33)，模拟凸块(33)位于作业槽内，模拟凸块(33)的下端设置有模拟滑杆(34)，模拟滑杆(34)连接在驱动支链(35)上；
所述驱动支链(35)包括通过滑动配合方式设置在控制载架(22)上的驱动架(351)，驱动架(351)呈U型结构，驱动架(351)的左右两侧对称设置有驱动块(352)，驱动架(351)安装在驱动气缸(353)上，驱动气缸(353)固定在控制载架(22)上；
所述转换机构(4)包括通过滑动配合方式设置在控制载架(22)上的转换滑架(41)，转换滑架(41)上设置有移动槽，移动滑槽内设置有卡位支链(42)，转换滑架(41)上设置有转换跑道(43)，转换跑道(43)与试验跑道(31)之间设置有链接支链(44)，转换滑架(41)上设置有转换齿条(45)，转换齿条(45)上啮合有转换齿轮(46)，转换齿轮(46)安装在转换电机(47)的输出轴上，转换电机(47)通过电机座安装在控制载架(22)上。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，其特征在于：所述控制支链(24)包括通过电机座安装在试验架(1)上的控制电机(241)，控制电机(241)的输出轴上连接有丝杠(242)，丝杠(242)通过轴承固定在试验架(1)上，丝杠(242)的左右对称设置有控制移动块(243)，控制移动块(243)上设置有控制移动槽,控制从动块(23)通过滑动配合方式与控制移动槽相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，其特征在于：所述角度固定支链(25)包括安装在试验架(1)上的角度框(251)，角度框(251)上均匀设置有支撑槽，角度框(251)的内壁上通过角度弹簧(252)安装有角度固定架(253)，角度固定架(253)位于支撑槽内，角度框(251)的下端设置有控制槽，控制载架(22)上安装有控制气缸(254)，控制气缸(254)的顶端通过法兰安装在控制块(255)上，控制块(255)位于控制槽内，且控制块(255)与角度固定架(253)之间相互配合运动。
4.根据权利要求3所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，其特征在于：位于所述驱动架(351)左侧的驱动块(352)上设置有呈倒Ω型结构的滑槽，位于所述驱动架(351)右侧的驱动块(352)上设置有呈Z字型结构的滑槽。
5.根据权利要求4所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，其特征在于：所述卡位支链(42)包括安装在控制载架(22)上的卡位架(421)，卡位架(421)位于移动滑槽内，转换滑架(41)通过销轴设置有卡位爪(422)，卡位爪(422)的左右两侧设置有卡位块，卡位块与卡位架(421)之间配合运动，卡位爪(422)与转换滑架(41)之间设置有卡位气缸(423)。
6.根据权利要求5所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，其特征在于：所述链接支链(44)包括通过销轴设置在转换跑道(43)后侧的链接卡架(441)，链接卡架(441)与转换跑道(43)之间连接有链接弹簧(442)，试验跑道(31)的前端设置有链接卡槽(443)，试验跑道(31)的前端下侧设置有链接气缸柱(444)。
7.根据权利要求6所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统，其特征在于：所述转换跑道(43)包括从左往右依次交错设置在转换滑架(41)上的移动跑道(431)和转弯跑道(432)。
8.根据权利要求7所述的一种基于动态环境参数的整车性能动态仿真试验系统的试验方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
第一步汽车就位，汽车在权利要求7中提到的整车性能动态仿真试验系统上进行匀速移动，汽车的轮胎位于试验跑道(31)内；
第二步倾斜移动试验，控制电机(241)通过丝杠(242)控制移动块(243)进行移动调节作业，控制移动块(243)通过对控制从动块(23)的挤压从而调节控制载架(22)的倾斜角度，控制气缸(254)控制块(255)对角度固定架(253)进行挤压，使角度固定架(253)伸出角度滑槽对控制载架(22)的倾斜角度进行固定；
第三步突发颠簸测试，驱动气缸(353)控制驱动架(351)进行伸缩调节，驱动架(351)带动驱动块(352)对模拟滑杆(34)进行挤压，不同轨迹的滑槽在运动中可以控制模拟凸块(33)进行不同模式的撑起落下，测试汽车面对不同程度的障碍物的性能；
第四步转弯测试，转换电机(47)控制转换齿轮(46)在转换齿条(45)上旋转从而控制转换滑架(41)移动到合适的位置，卡位气缸(423)控制卡位爪(422)插入到卡位架(421)内对转换滑架(41)进行位置限定，保证转换跑道(43)与试验跑道(31)可以进行拼接，链接气缸柱(444)运动对链接卡架(441)进行挤压，从而使链接卡架(441)与链接卡槽(443)进行卡接，转弯跑道(432)可以模拟测试汽车在转换时的性能。
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