CN111766084B - 一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，包括轴距调节底座机构、轮距调节机构、六自由度承托平台、车轮托辊组件和车轮夹紧固定机构，轴距调节底座机构包括两个滑动平台，两个滑动平台上均对应设置有轮距调节机构；轮距调节机构包括两个平台固定底座，两个平台固定底座上均固定安装有六自由度承托平台；六自由度承托平台包括位于上端的承托盘，承托盘上端面上设置有车轮托辊组件和两个车轮夹紧固定组件；本发明提供的试验系统可适用于对不同结构尺寸参数的汽车底盘进行动态运动仿真测试，能够模拟进行各种各样复杂的运动状况，使得在试验后能够获得更为真实、更为准确、更为全面的试验反馈结果。

Description

一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统及试验方法

技术领域

本发明涉及汽车试验技术领域，具体提供了一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统及试验方法。

背景技术

汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件的总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。汽车底盘的性能对于整车的性能产生着至关重要的作用，因此汽车底盘完成设计、生产和装配后，常常需要进行一系列的测试试验，以用于检测和评判汽车底盘的实际性能，由于在实际的汽车行驶过程中，汽车运动状况十分复杂，传统的动态运动试验装置常常不能进行复杂运动状态的试验，因此测试结果往往反应出汽车底盘更为真实的实际性能。

基于上述问题，本发明提出了一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统及试验方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统及试验方法，可以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，包括轴距调节底座机构、轮距调节机构、六自由度承托平台、车轮托辊组件和车轮夹紧固定机构，所述轴距调节底座机构包括两个可相向运动或背向运动的滑动平台，两个所述滑动平台上均对应设置有所述轮距调节机构；所述轮距调节机构包括两个可相对所述滑动平台运动方向水平垂直运动的平台固定底座，两个所述平台固定底座上均固定安装有所述六自由度承托平台；所述六自由度承托平台包括位于上端的承托盘，所述承托盘上端面上设置有所述车轮托辊组件和两个所述车轮夹紧固定组件，所述车轮托辊组件位于所述承托盘的中心位置，两个所述车轮夹紧固定机构镜像对称设置在所述车轮托辊组件两侧，且两个所述车轮夹紧固定机构的镜像设置方向与所述滑动平台的运动方向垂直；其中:

所述车轮托辊组件包括铰接座、两个托辊架、两个支撑弹簧和两个托辊，所述铰接座固定安装在所述承托盘上端中心位置，两个所述托辊架均铰接设置在所述铰接座上，且两个所述托辊架关于竖直平面镜像设置，两个所述支撑弹簧的一端与两个所述托辊架一一对应铰接设置，且两个所述支撑弹簧的另一端均铰接设置在所述承托盘上，两个所述托辊一一对应水平转动安装在两个所述托辊架上；

所述车轮夹紧固定机构包括气缸固定架、夹紧气缸、夹紧环和两个侧挡组件，所述气缸固定架固定安装在所述承托盘的上端面上，所述夹紧气缸固定安装在所述气缸固定架的外侧壁上，所述夹紧气缸的输出方向与所述托辊的轴向平行，所述夹紧环位于所述气缸固定架和所述铰接座之间，所述夹紧环与所述夹紧气缸的输出端固定连接，所述夹紧环上方设有缺口，所述夹紧环上设置有两个所述侧挡组件，两个所述侧挡组件镜像分布在所述缺口两侧。

优选的，所述轴距调节底座机构还包括底板、调节电机和双向丝杠，所述底板上设置有两列导轨，所述调节电机固定安装在所述底板上，所述双向丝杠水平转动安装在所述底板上，且所述双向丝杠与所述调节电机的输出轴固定连接，两个所述滑动平台均滑动设置在两个所述导轨上，且两个所述滑动平台与所述双向丝杠上螺纹旋向相反设置的两个螺纹段一一对应螺纹连接。

优选的，所述轮距调节机构还包括导向承托板和两个调节气缸，所述导向承托板固定安装在所述滑动平台上，两个所述调节气缸固定安装在所述导向承托板的两侧，两个所述平台固定底座水平滑动设置在所述导向承托板上，且两个所述平台固定底座与两个所述调节气缸的输出端一一对应固定连接。

优选的，所述六自由度承托平台还包括底座、动作气缸和万向节，所述底座固定安装在所述平台固定底座上，所述底座和所述承托盘之间设置有八个所述动作气缸，八个所述动作气缸的两端均通过所述万向节固定连接在所述底座和所述承托盘之间，八个所述动作气缸绕所述承托盘中心轴作周向分布，且相邻的两个所述动作气缸之间依次呈正八字或倒八字交替分布设置。

优选的，所述托辊上设有限位辊槽。

优选的，所述侧挡组件包括侧挡气缸和侧挡板，所述侧挡气缸水平固定安装在所述夹紧环的外壁侧，所述侧挡板固定安装在所述侧挡气缸的输出端，且所述侧挡板位于所述夹紧环外圆环外侧。

此外，本发明还提供了一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验方法，试验方法具体如下：

S1、轴距调节：根据所要试验的汽车底盘的轴距尺寸，通过轴距调节底座机构调节两个滑动平台的相对间距；

S2、轮距调节；根据所要试验的汽车底盘的轮距尺寸，通过轮距调节机构调节机构中两个平台固定底座的相对间距；

S3、底盘放置：通过吊装设备对汽车底盘进行吊运，并将汽车底盘的四个车轮一一对应放置在四个车轮托辊组件上；

S4、车轮固定：依次通过两组车轮夹紧固定机构配合完成对四个车轮的夹紧固定；

S5、动态测试：通过控制四个六自由度承托平台对汽车底盘进行动态运动仿真试验测试。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明提供了一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，本系统中通过设置的轴距调节底座机构和轮距调节机构可针对进行轴距调节和轮距调节，从而满足于对不同结构参数的汽车底盘的性能测试，通过设置的车轮托辊组件可对车轮进行支撑夹紧，通过设置的两个车轮夹紧固定机构可对车轮进行夹紧固定，通过设置的四个六自由度承托平台可进行各种复杂的空间运动姿态的仿真，并将动态输出直接作用在四个车轮上，使得能够获得更为真实的仿真试验效果，本发明提供的试验系统可适用于对不同结构尺寸参数的汽车底盘进行动态运动仿真测试，能够模拟进行各种各样复杂的运动状况，使得在试验后能够获得更为真实、更为准确、更为全面的试验反馈结果，从而对设计制造的汽车底盘的整体性能做出科学、准确的评价。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分，并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明提供的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统的立体结构示意图；

图2是本发明提供的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统的俯视图；

图3是轴距调节底座机构和轮距调节机构装配结构的立体结构示意图；

图4是六自由度承托平台、车轮托辊组件和两个车轮夹紧固定机构装配结构的立体结构示意图；

图5是六自由度承托平台、车轮托辊组件和两个车轮夹紧固定机构装配结构的主视图；

图6是本发明提供的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验方法的方法流程图。

图中：1、轴距调节底座机构；11、底板；111、导轨；12、调节电机；13、双向丝杠；14、滑动平台；2、轮距调节机构；21、导向承托板；22、调节气缸；23、平台固定底座；3、六自由度承托平台；31、底座；32、动作气缸；33、万向节；34、承托盘；4、车轮托辊组件；41、铰接座；42、托辊架；43、支撑弹簧；44、托辊；441、限位辊槽；5、车轮夹紧固定机构；51、气缸固定架；52、夹紧气缸；53、夹紧环；54、侧挡组件；541、侧挡气缸；542、侧挡板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施，但不作为对本发明的限定。

参阅附图1-6所示，一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，包括轴距调节底座机构1、轮距调节机构2、六自由度承托平台3、车轮托辊组件4和车轮夹紧固定机构5，轴距调节底座机构1包括两个可相向运动或背向运动的滑动平台14，两个滑动平台14上均对应设置有轮距调节机构2；轮距调节机构2包括两个可相对滑动平台14运动方向水平垂直运动的平台固定底座23，两个平台固定底座23上均固定安装有六自由度承托平台3；六自由度承托平台3包括位于上端的承托盘34，承托盘34上端面上设置有车轮托辊组件4和两个车轮夹紧固定组件，车轮托辊组件4位于承托盘34的中心位置，两个车轮夹紧固定机构5镜像对称设置在车轮托辊组件4两侧，且两个车轮夹紧固定机构5的镜像设置方向与滑动平台14的运动方向垂直；

轴距调节底座机构1还包括底板11、调节电机12和双向丝杠13，底板11上设置有两列导轨111，调节电机12通过螺栓固定安装在底板11上，双向丝杠13水平转动安装在底板11上，且双向丝杠13与调节电机12的输出轴固定连接，两个滑动平台14均滑动设置在两个导轨111上，且两个滑动平台14与双向丝杠13上螺纹旋向相反设置的两个螺纹段一一对应螺纹连接。

由于不同型号的汽车底盘其结构参数不同，包括底盘轴距的差异，因此需要根据具体的轴距参数进行相应的调节，在执行步骤S1轴距调节时，通过启动调节电机12带动双向丝杠13转动，从而通过双向丝杠13驱动两个滑动平台14相向滑动或背向滑动，从而调节两个滑动平台14的相对间距，继而完成调节后，两个轮距调节机构2上位于六自由度承托平台3上相对位置的两个车轮托辊组件4的间距与汽车底盘轴距相对应。

轮距调节机构2还包括导向承托板21和两个调节气缸22，导向承托板21通过螺丝固定安装在滑动平台14上，两个调节气缸22通过螺栓固定安装在导向承托板21的两侧，两个平台固定底座23水平滑动设置在导向承托板21上，且两个平台固定底座23与两个调节气缸22的输出端一一对应固定连接。

轮距调节机构2即针对所要试验的汽车底盘的同车轮轴上的两个车轮间距进行调节，具体的，在执行步骤S2轮距调节时，通过启动调节气缸22带动两个平台固定底座23滑动，从而使得位于两个平台固定底座23上的六自由度承托平台3随之运动，继而使得两个车轮托辊组件4的间距随之调节，使得位于同个轮距调节机构2上方的两个车轮托辊组件4的间距与汽车底盘的轮距相对应。

车轮托辊组件4包括铰接座41、两个托辊架42、两个支撑弹簧43和两个托辊44，铰接座41焊接固定安装在承托盘34上端中心位置，两个托辊架42均铰接设置在铰接座41上，且两个托辊架42关于竖直平面镜像设置，两个支撑弹簧43的一端与两个托辊架42一一对应铰接设置，且两个支撑弹簧43的另一端均铰接设置在承托盘34上，两个托辊44一一对应水平转动安装在两个托辊架42上；托辊44上设有限位辊槽441。

完成步骤S1轴距调节和步骤S2轮距调节后，便可执行步骤S3底盘放置操作，通过吊装设备对汽车底盘进行吊运，然后将汽车底盘的四个车轮一一对应放置在四个车轮托辊组件4上，车轮将落在两个托辊44的限位辊槽441中，限位辊槽441可提供对车轮的快速定位和限位，两个托辊44将提供对车轮的承托，支撑弹簧43将受到压缩，从而在支撑弹簧43的弹力作用下两个托辊44将对车轮进行支撑夹紧。

车轮夹紧固定机构5包括气缸固定架51、夹紧气缸52、夹紧环53和两个侧挡组件54，气缸固定架51焊接固定安装在承托盘34的上端面上，夹紧气缸52通过螺栓固定安装在气缸固定架51的外侧壁上，夹紧气缸52的输出方向与托辊44的轴向平行，夹紧环53位于气缸固定架51和铰接座41之间，夹紧环53与夹紧气缸52的输出端固定连接，夹紧环53上方设有缺口(缺口用于避位)，夹紧环53上设置有两个侧挡组件54，两个侧挡组件54镜像分布在缺口两侧；侧挡组件54包括侧挡气缸541和侧挡板542，侧挡气缸541通过螺栓水平固定安装在夹紧环53的外壁侧，侧挡板542固定安装在侧挡气缸541的输出端，且侧挡板542位于夹紧环53外圆环外侧。

当完成对汽车底盘的吊运放置后，便可执行步骤S4车轮固定操作，具体的，在针对每个车轮进行夹紧固定时，通过启动两个夹紧气缸52，从而带动两个夹紧环53对车轮侧壁进行抱夹，另外通过启动侧挡气缸541带动侧挡板542对车轮的滚动面进行夹紧，从而在两个车轮夹紧固定机构5的配合下将完成对车轮的夹紧固定。

六自由度承托平台3还包括底座31、动作气缸32和万向节33，底座31通过螺栓固定安装在平台固定底座23上，底座31和承托盘34之间设置有八个动作气缸32，八个动作气缸32的两端均通过万向节33固定连接在底座31和承托盘34之间，八个动作气缸32绕承托盘34中心轴作周向分布，且相邻的两个动作气缸32之间依次呈正八字或倒八字交替分布设置。

在执行步骤S5动态测试时，通过分别控制四个六自由度承托平台3，从而进行空间运动姿态的动态运动模拟，并将空间动态输出直接作用在四个车轮上，进而对汽车底盘进行动态运动仿真试验，用来检测在不同运动状态下的汽车底盘的整体性能，从而对汽车底盘的整体性能进行科学评判。

此外，本发明还提供了一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验方法，试验方法具体如下：

S1、轴距调节：根据所要试验的汽车底盘的轴距尺寸，通过轴距调节底座机构1调节两个滑动平台14的相对间距；

S2、轮距调节；根据所要试验的汽车底盘的轮距尺寸，通过轮距调节机构2调节机构中两个平台固定底座23的相对间距；

S3、底盘放置：通过吊装设备对汽车底盘进行吊运，并将汽车底盘的四个车轮一一对应放置在四个车轮托辊组件4上；

S4、车轮固定：依次通过两组车轮夹紧固定机构5配合完成对四个车轮的夹紧固定；

S5、动态测试：通过控制四个六自由度承托平台3对汽车底盘进行动态运动仿真试验测试。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，包括轴距调节底座机构（1）、轮距调节机构（2）、六自由度承托平台（3）、车轮托辊组件（4）和车轮夹紧固定机构（5），其特征在于：所述轴距调节底座机构（1）包括两个可相向运动或背向运动的滑动平台（14），两个所述滑动平台（14）上均对应设置有所述轮距调节机构（2）；所述轮距调节机构（2）包括两个可相对所述滑动平台（14）运动方向水平垂直运动的平台固定底座（23），两个所述平台固定底座（23）上均固定安装有所述六自由度承托平台（3）；所述六自由度承托平台（3）包括位于上端的承托盘（34），所述承托盘（34）上端面上设置有所述车轮托辊组件（4）和两个所述车轮夹紧固定组件，所述车轮托辊组件（4）位于所述承托盘（34）的中心位置，两个所述车轮夹紧固定机构（5）镜像对称设置在所述车轮托辊组件（4）两侧，且两个所述车轮夹紧固定机构（5）的镜像设置方向与所述滑动平台（14）的运动方向垂直；其中:

所述车轮托辊组件（4）包括铰接座（41）、两个托辊架（42）、两个支撑弹簧（43）和两个托辊（44），所述铰接座（41）固定安装在所述承托盘（34）上端中心位置，两个所述托辊架（42）均铰接设置在所述铰接座（41）上，且两个所述托辊架（42）关于竖直平面镜像设置，两个所述支撑弹簧（43）的一端与两个所述托辊架（42）一一对应铰接设置，且两个所述支撑弹簧（43）的另一端均铰接设置在所述承托盘（34）上，两个所述托辊（44）一一对应水平转动安装在两个所述托辊架（42）上；所述托辊（44）上设有限位辊槽（441）；

所述车轮夹紧固定机构（5）包括气缸固定架（51）、夹紧气缸（52）、夹紧环（53）和两个侧挡组件（54），所述气缸固定架（51）固定安装在所述承托盘（34）的上端面上，所述夹紧气缸（52）固定安装在所述气缸固定架（51）的外侧壁上，所述夹紧气缸（52）的输出方向与所述托辊（44）的轴向平行，所述夹紧环（53）位于所述气缸固定架（51）和所述铰接座（41）之间，所述夹紧环（53）与所述夹紧气缸（52）的输出端固定连接，所述夹紧环（53）上方设有缺口，所述夹紧环（53）上设置有两个所述侧挡组件（54），两个所述侧挡组件（54）镜像分布在所述缺口两侧；

所述侧挡组件（54）包括侧挡气缸（541）和侧挡板（542），所述侧挡气缸（541）水平固定安装在所述夹紧环（53）的外壁侧，所述侧挡板（542）固定安装在所述侧挡气缸（541）的输出端，且所述侧挡板（542）位于所述夹紧环（53）外圆环外侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，其特征在于：所述轴距调节底座机构（1）还包括底板（11）、调节电机（12）和双向丝杠（13），所述底板（11）上设置有两列导轨（111），所述调节电机（12）固定安装在所述底板（11）上，所述双向丝杠（13）水平转动安装在所述底板（11）上，且所述双向丝杠（13）与所述调节电机（12）的输出轴固定连接，两个所述滑动平台（14）均滑动设置在两个所述导轨（111）上，且两个所述滑动平台（14）与所述双向丝杠（13）上螺纹旋向相反设置的两个螺纹段一一对应螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，其特征在于：所述轮距调节机构（2）还包括导向承托板（21）和两个调节气缸（22），所述导向承托板（21）固定安装在所述滑动平台（14）上，两个所述调节气缸（22）固定安装在所述导向承托板（21）的两侧，两个所述平台固定底座（23）水平滑动设置在所述导向承托板（21）上，且两个所述平台固定底座（23）与两个所述调节气缸（22）的输出端一一对应固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，其特征在于：所述六自由度承托平台（3）还包括底座（31）、动作气缸（32）和万向节（33），所述底座（31）固定安装在所述平台固定底座（23）上，所述底座（31）和所述承托盘（34）之间设置有八个所述动作气缸（32），八个所述动作气缸（32）的两端均通过所述万向节（33）固定连接在所述底座（31）和所述承托盘（34）之间，八个所述动作气缸（32）绕所述承托盘（34）中心轴作周向分布，且相邻的两个所述动作气缸（32）之间依次呈正八字或倒八字交替分布设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于动态运动仿真的汽车底盘性能试验系统，其特征在于：采用上述试验系统对汽车底盘性能进行试验的试验方法具体如下：

S1、轴距调节：根据所要试验的汽车底盘的轴距尺寸，通过轴距调节底座机构（1）调节两个滑动平台（14）的相对间距；

S2、轮距调节;根据所要试验的汽车底盘的轮距尺寸，通过轮距调节机构（2）调节机构中两个平台固定底座（23）的相对间距；

S3、底盘放置：通过吊装设备对汽车底盘进行吊运，并将汽车底盘的四个车轮一一对应放置在四个车轮托辊组件（4）上；

S4、车轮固定：依次通过两组车轮夹紧固定机构（5）配合完成对四个车轮的夹紧固定；

S5、动态测试:通过控制四个六自由度承托平台（3）对汽车底盘进行动态运动仿真试验测试。

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