CN112345399B - 一种角度可调的车轮加载机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种角度可调的车轮加载机构，属于道路交通技术领域。包括设置在转盘外的固定支架和设置在支架上的加载气缸，外框与固定支架之间通过四根相互平行的拉杆相连，外框内通过一纵向设置的第一销轴铰接有一内框，内框上通过一横向设置的第二销轴铰接有一俯仰角调节推块，俯仰角调节推块上穿设有一俯仰角调节推杆，俯仰角调节推杆的内端铰接有一摆臂；内框上固定设置有一方位角调节推块，方位角调节推块上穿设有一方位角调节推杆，方位角调节推杆的内端通过一根第四销轴与外框铰接。本发明具有能够提高模拟的可靠性等优点。

Description

一种角度可调的车轮加载机构

技术领域

本发明属于道路交通技术领域，涉及一种角度可调的车轮加载机构。

背景技术

道路标线是设置在路面上的、提供道路信息的线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等标识，检测其在不同路况、不同环境下、受到不同载重的车轮作用而发生磨损的程度，具有非常重要的意义，为道路维护周期、标线用材、标线耐久度、标线施工情况等问题提供依据；车轮在不同工况、不同路况、不同载重下与路面作用而产生的磨损情况，是评价车轮使用寿命、车轮质量等重要指标，建立车轮和标线磨损模拟试验设备，可以在实验室加速预测轮胎和标线的寿命，检验磨损情况，避免道路试验，使整个试验过程安全、可靠、迅速、结果可量化鉴定。

当然，模拟越接近事实，其获得的数据越能够准确的体现车轮或标线的实际磨损情况，数据也就更权威、更有价值，现有的模拟实验装置不能够对车轮的俯仰角度和方位角度进行调节，也就无法获取车轮与路面以不同角度发生相对摩擦时的磨损情况，即无法实现车轮转向与路面侧滑磨损、点动接触路面磨损(颠簸路面)、制动磨损情况(刹车)，从而使获得数据参考价值较低，量化后误差较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种角度可调的车轮加载机构，本发明所要解决的技术问题是如何实现车轮角度的可调。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，包括固定支架和设置在支架上的加载气缸，所述加载气缸的缸体铰接在固定支架上，所述加载气缸的推杆与一外框铰接，所述外框与固定支架之间通过四根相互平行的拉杆相连，四根拉杆、外框和固定支架之间形成一个平行四边形连杆结构；

所述外框内通过一纵向设置的第一销轴铰接有一内框，所述内框上通过一横向设置的第二销轴铰接有一俯仰角调节推块，所述俯仰角调节推块上穿设有一俯仰角调节推杆，所述第二销轴与俯仰角调节推杆垂直，所述俯仰角调节推杆的内端铰接有一摆臂，所述摆臂通过一根与第二销轴平行的第三销轴铰接在内框上；

所述内框上固定设置有一方位角调节推块，所述方位角调节推块上穿设有一方位角调节推杆，所述方位角调节推杆的内端通过一根与第一销轴平行的第四销轴与外框铰接；

车轮转动连接在摆臂上。

俯仰角调节推块在俯仰角调节推杆上移动时，由于第二销轴与内框铰接，俯仰角调节推杆能够在竖直平面内绕铰接点发生摆动，从而实现车轮俯仰角的调节。

内框铰接在外框内，方位角调节推块在方位角调节推杆上移动时，由于内框与外框之间铰接，整个内框可在外框内横向摆动，以实现车轮方位角的调节。

加载气缸作用在外框上，作用力的不同可驱使平行四边形连杆结构摆动，以使外框纵向位置发生变化，从而调节车轮与转盘之间的压紧力。

进一步的，所述俯仰角调节推杆与俯仰角调节推块之间螺纹连接，所述方位角调节推杆与方位角调节推块之间螺纹连接。

本方案为不能够实时调节车轮状态的情况，通过螺纹连接的方式，在调节好俯仰角或方位角后，再使车轮进入检测状态。

进一步的，所述俯仰角调节推杆上套设有一根处于压缩状态的第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的两端分别抵靠在俯仰角调节推块与摆臂之间；所述方位角调节推杆上套设有一根处于压缩状态的第二复位弹簧，所述第二复位弹簧的两端分别抵靠在方位角调节推块和方位角调节推杆上，所述俯仰角调节推杆和方位角调节推杆上分别设置有一个拉力控制机构。

作为一种选择，所述拉力控制机构包括固定在俯仰角调节推块或方位角调节推块上的管状缸体，所述俯仰角调节推杆和方位角调节推杆上分别固定设置有一活塞，所述活塞滑动连接在对应的管状缸体内，所述管状缸体与一负压气源或负压液源相连。

负压气源或负压液源可视管状缸体内产生气体负压或液体负压，从而使活塞能够被推动，负压力变小时，在第一复位弹簧和第二复位弹簧可驱使俯仰角调节推杆和方位角调节推杆回缩。

作为另一种选择，所述拉力控制机构包括固定在俯仰角调节推块或方位角调节推块上的套管，所述俯仰角调节推杆和方位角调节推杆上分别固定设置有一永磁块，所述活塞滑动连接在对应的套管内，所述套管内设置有一个与永磁块对应的电磁块。

电磁块即通过设置通电线圈的方式形成的电磁结构，能够产生与永磁块的斥力，斥力与第一复位弹簧和第二复位弹簧的回复力可控制俯仰角调节推杆和方位角调节推杆动作。

进一步的，所述摆臂上固定设置有一连接法兰，所述连接法兰上固定设置有一固定盘，所述固定盘上转动连接有制动盘，所述制动盘与车轮固定相连；所述制动盘与固定盘之间设置有一制动机构。

制动机构为现有技术中的钳式制动机构，其连接方式为现有手段，在此不予赘述。

在转盘外设置多个加载控制装置，通过调节车轮的俯仰角来选择与转盘接触的车轮轮面位置，通过调节车轮的方位角来选择车轮与转盘接触点受到的摩擦力的方向，通过控制加载气缸来选择车轮与转盘之间的压力，通过频繁调整车轮与转盘之间的压力以模拟车辆在颠簸路面行驶，通过控制制动机构使车轮与转盘之间发生较大程度的相对运动以模拟车轮制动时的磨损情况。通过在转盘上铺设路面材料，可以检测不同路面材料对车轮的磨损情况，或检测不同路面材料的耐磨损情况，通过在路面材料上设置路面标线，以检测路面标线的磨损情况。

检测过程中，可根据需要对车轮的状态进行调整，通过使同时在线的不同车轮处于不同状态下，以检测相同路面下车轮在不同“状态”下的磨损情况，还可以使不同规格、型号、不同材质的车轮处于相同“状态”下，以检测其受磨损情况。

本设备可实现各车轮在线调整，包括俯仰角在线调节、方位角在线调节、加载力在线调节等，无需停机，由于其可在线调节，使本装备能够同时将多个车轮参与检测，进而检测效率大大提升。

附图说明

图1是本模拟设备的俯视图。

图2是本模拟设备的立体结构示意图。

图3是转盘的侧视图。

图4是加载控制装置的立体结构示意图。

图5是车轮与外框连接后的立体结构示意图。

图6是图5的分解图。

图7是外框与内框的连接结构示意图。

图8是实施例一中外框与内框的分解图。

图9是实施例二中外框与内框的分解图。

图10是管状缸体的剖视图。

图11是套管的剖视图。

图中，1、转盘；21、驱动电机；22、固定支架；31、加载气缸；32、外框；33、拉杆；34、内框；41、第一销轴；42、第二销轴；43、俯仰角调节推块；44、俯仰角调节推杆；45、第三销轴；46、摆臂；51、第四销轴；52、方位角调节推块；53、方位角调节推杆；6、车轮；71、第一复位弹簧；72、第二复位弹簧；81、管状缸体；82、活塞；83、套管；84、永磁块；85、电磁块；91、连接法兰；92、固定盘；93、制动盘。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1～8所示，包括转盘1、驱动转盘1旋转的驱动电机21、若干个驱使车轮6作用在转盘1上的加载控制装置，加载控制装置包括设置在转盘1外的固定支架22和设置在支架上的加载气缸31，加载气缸31的缸体铰接在固定支架22上，加载气缸31的推杆与一外框32铰接，外框32与固定支架22之间通过四根相互平行的拉杆33相连，四根拉杆33、外框32和固定支架22之间形成一个平行四边形连杆结构；

外框32内通过一纵向设置的第一销轴41铰接有一内框34，内框34上通过一横向设置的第二销轴42铰接有一俯仰角调节推块43，俯仰角调节推块43上穿设有一俯仰角调节推杆44，第二销轴42与俯仰角调节推杆44垂直，俯仰角调节推杆44的内端铰接有一摆臂46，摆臂46通过一根与第二销轴42平行的第三销轴45铰接在内框34上；

内框34上固定设置有一方位角调节推块52，方位角调节推块52上穿设有一方位角调节推杆53，方位角调节推杆53的内端通过一根与第一销轴41平行的第四销轴51与外框32铰接；

车轮6转动连接在摆臂46上。

俯仰角调节推块43在俯仰角调节推杆44上移动时，由于第二销轴42与内框34铰接，俯仰角调节推杆44能够在竖直平面内绕铰接点发生摆动，从而实现车轮6俯仰角的调节。

内框34铰接在外框32内，方位角调节推块52在方位角调节推杆53上移动时，由于内框34与外框32之间铰接，整个内框34可在外框32内横向摆动，以实现车轮6方位角的调节。

加载气缸31作用在外框32上，作用力的不同可驱使平行四边形连杆结构摆动，以使外框32纵向位置发生变化，从而调节车轮6与转盘1之间的压紧力。

进一步的，俯仰角调节推杆44与俯仰角调节推块43之间螺纹连接，方位角调节推杆53与方位角调节推块52之间螺纹连接。

本方案为不能够实时调节车轮6状态的情况，通过螺纹连接的方式，在调节好俯仰角或方位角后，再使车轮6进入检测状态。

俯仰角调节推杆44上套设有一根处于压缩状态的第一复位弹簧71，第一复位弹簧71的两端分别抵靠在俯仰角调节推块43与摆臂46之间；方位角调节推杆53上套设有一根处于压缩状态的第二复位弹簧72，第二复位弹簧72的两端分别抵靠在方位角调节推块52和方位角调节推杆53上，俯仰角调节推杆44和方位角调节推杆53上分别设置有一个拉力控制机构。

摆臂46上固定设置有一连接法兰91，连接法兰91上固定设置有一固定盘92，固定盘92上转动连接有制动盘93，制动盘93与车轮6固定相连；制动盘93与固定盘92之间设置有一制动机构。制动机构为现有技术中的钳式制动机构，其连接方式为现有手段，在此不予赘述。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：如图9和图10所示，拉力控制机构包括固定在俯仰角调节推块43或方位角调节推块52上的管状缸体81，俯仰角调节推杆44和方位角调节推杆53上分别固定设置有一活塞82，活塞82滑动连接在对应的管状缸体81内，管状缸体81与一负压气源或负压液源相连。

负压气源或负压液源可视管状缸体81内产生气体负压或液体负压，从而使活塞82能够被推动，负压力变小时，在第一复位弹簧71和第二复位弹簧72可驱使俯仰角调节推杆44和方位角调节推杆53回缩。

实施例三：

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：如图11所示，拉力控制机构包括固定在俯仰角调节推块43或方位角调节推块52上的套管83，俯仰角调节推杆44和方位角调节推杆53上分别固定设置有一永磁块84，活塞82滑动连接在对应的套管83内，套管83内设置有一个与永磁块84对应的电磁块85。

电磁块85即通过设置通电线圈的方式形成的电磁结构，能够产生与永磁块84的斥力，斥力与第一复位弹簧71和第二复位弹簧72的回复力可控制俯仰角调节推杆44和方位角调节推杆53动作。

在转盘1外设置多个加载控制装置，通过调节车轮6的俯仰角来选择与转盘1接触的车轮6轮面位置，通过调节车轮6的方位角来选择车轮6与转盘1接触点受到的摩擦力的方向，通过控制加载气缸31来选择车轮6与转盘1之间的压力，通过频繁调整车轮6与转盘1之间的压力以模拟车辆在颠簸路面行驶，通过控制制动机构使车轮6与转盘1之间发生较大程度的相对运动以模拟车轮6制动时的磨损情况。通过在转盘1上铺设路面材料，可以检测不同路面材料对车轮6的磨损情况，或检测不同路面材料的耐磨损情况，通过在路面材料上设置路面标线，以检测路面标线的磨损情况。

检测过程中，可根据需要对车轮6的状态进行调整，通过使同时在线的不同车轮6处于不同状态下，以检测相同路面下车轮6在不同“状态”下的磨损情况，还可以使不同规格、型号、不同材质的车轮6处于相同“状态”下，以检测其受磨损情况。

本设备可实现各车轮6在线调整，包括俯仰角在线调节、方位角在线调节、加载力在线调节等，无需停机，由于其可在线调节，使本装备能够同时将多个车轮6参与检测，进而检测效率大大提升。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，包括固定支架（22）和设置在支架上的加载气缸（31），所述加载气缸（31）的缸体铰接在固定支架（22）上，所述加载气缸（31）的推杆与一外框（32）铰接，所述外框（32）与固定支架（22）之间通过四根相互平行的拉杆（33）相连，四根拉杆（33）、外框（32）和固定支架（22）之间形成一个平行四边形连杆结构；

所述外框（32）内通过一纵向设置的第一销轴（41）铰接有一内框（34），所述内框（34）上通过一横向设置的第二销轴（42）铰接有一俯仰角调节推块（43），所述俯仰角调节推块（43）上穿设有一俯仰角调节推杆（44），所述第二销轴（42）与俯仰角调节推杆（44）垂直，所述俯仰角调节推杆（44）的内端铰接有一摆臂（46），所述摆臂（46）通过一根与第二销轴（42）平行的第三销轴（45）铰接在内框（34）上；

所述内框（34）上固定设置有一方位角调节推块（52），所述方位角调节推块（52）上穿设有一方位角调节推杆（53），所述方位角调节推杆（53）的内端通过一根与第一销轴（41）平行的第四销轴（51）与外框（32）铰接；

车轮（6）转动连接在摆臂（46）上。

2.根据权利要求1所述一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，所述俯仰角调节推杆（44）与俯仰角调节推块（43）之间螺纹连接，所述方位角调节推杆（53）与方位角调节推块（52）之间螺纹连接。

3.根据权利要求1所述一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，所述俯仰角调节推杆（44）上套设有一根处于压缩状态的第一复位弹簧（71），所述第一复位弹簧（71）的两端分别抵靠在俯仰角调节推块（43）与摆臂（46）之间；所述方位角调节推杆（53）上套设有一根处于压缩状态的第二复位弹簧（72），所述第二复位弹簧（72）的两端分别抵靠在方位角调节推块（52）和方位角调节推杆（53）上，所述俯仰角调节推杆（44）和方位角调节推杆（53）上分别设置有一个拉力控制机构。

4.根据权利要求3所述一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，所述拉力控制机构包括固定在俯仰角调节推块（43）或方位角调节推块（52）上的管状缸体（81），所述俯仰角调节推杆（44）和方位角调节推杆（53）上分别固定设置有一活塞（82），所述活塞（82）滑动连接在对应的管状缸体（81）内，所述管状缸体（81）与一负压气源或负压液源相连。

5.根据权利要求4所述一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，所述拉力控制机构包括固定在俯仰角调节推块（43）或方位角调节推块（52）上的套管（83），所述俯仰角调节推杆（44）和方位角调节推杆（53）上分别固定设置有一永磁块（84），所述活塞（82）滑动连接在对应的套管（83）内，所述套管（83）内设置有一个与永磁块（84）对应的电磁块（85）。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述一种角度可调的车轮加载机构，其特征在于，所述摆臂（46）上固定设置有一连接法兰（91），所述连接法兰（91）上固定设置有一固定盘（92），所述固定盘（92）上转动连接有制动盘（93），所述制动盘（93）与车轮（6）固定相连；所述制动盘（93）与固定盘（92）之间设置有一制动机构。