CN112683549B - 一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组、位于两个滚筒组之间的车辆拉压装置，车辆拉压装置包括拉压机架、拉压平台和剪式升降机，拉压机架固定在试验台地基上，拉压平台通过剪式升降机固定在拉压机架上，且剪式升降机驱动拉压平台沿竖直方向升降，被测车辆可拆卸固定在拉压平台上并由拉压平台带动沿竖直方向移动，不仅通过剪式升降机控制拉压平台升降，进而带动被测车辆升降，改变车辆轮胎与前后滚筒组之间的正压力，等效改变路面附着系数，而且通过在前、后滚筒组机架底部安装称重传感器测量轴荷，可实时计算通过拉压平台升降调整后的路面当量附着系数，进而提高测量结果的准确度。

Description

一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台

技术领域

本发明涉及机动车检测设备领域，特别是涉及一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台。

背景技术

现有技术中公开的汽车惯量模拟设备采用改变滚筒表面材料模拟路面条件具有不可连续模拟路面附着系数、成本高、拆装复杂等不足；采用制动器施加阻力转矩模拟路面附着系数具有需匹配制动器功率大，成本高，且施加过大的转矩会造成冲击和迟滞等不足，且难以模拟自动驾驶汽车实际道路行驶时的路面条件；公开的实用新型专利CN209820780U“一种汽车举升加载制动检测平台”，是制动检验台和升降平台之间设置有用于支撑制动检验台的支脚。公开的实用新型专利CN208378327U“一种汽车检测自动升降台架”，是通过第一电机带动四个支撑杆实现台架自动升降。公开的发明专利CN107907345B“汽车功率惯量台试的检测方法”，是在装有惯性飞轮的滚筒台架上，以台架的当量惯量和车辆转动件当量惯量作为负荷，检测发动机规定转速汽车功率的方法。公开的发明专利CN107860588B“惯量滚筒台架汽车制动性能检测方法”，是汽车在装有惯性飞轮的滚筒台架上，以台架和汽车的当量惯量为加载负荷，检测汽车制动性能的方法。上述车辆惯量试验台的相关专利中，自动驾驶汽车实际道路行驶时路面条件模拟缺少快速、有效的模拟方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，以解决上述现有技术存在的问题，可同时实现路面附着系数模拟和道路纵向坡度模拟。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组、位于两个所述滚筒组之间的车辆拉压装置，所述车辆拉压装置包括拉压机架、拉压平台和剪式升降机，所述拉压机架固定在试验台地基上，所述拉压平台通过所述剪式升降机固定在所述拉压机架上，且所述剪式升降机驱动所述拉压平台沿竖直方向升降，被测车辆可拆卸固定在所述拉压平台上并由所述拉压平台带动沿竖直方向移动，用于改变车辆轮胎与前后滚筒组之间的正压力，等效改变路面附着系数。

优选的，所述车辆拉压装置包括拉压传感器，通过所述拉压平台带动被测车辆升降时，检测所述被测车辆轮胎与前后滚筒组之间的正压力。

优选的，包括分别用于安装两个所述滚筒组的前滚筒组机架和后滚筒组机架、及分别用于支撑所述前滚筒组机架和所述后滚筒组机架的支撑座，所述前滚筒组机架和所述后滚筒机架的底部分别安装有称重传感器，所述前滚筒组机架和所述后滚筒组机架通过所述称重传感器安装在所述支撑座上。

优选的，与所述前滚筒组机架对应的所述支撑座的底部设有用于固定所述支撑座的滚筒组升降平台，所述滚筒组升降平台安装在位于所述滚筒组升降平台底部的升降调节装置上。

优选的，包括用于安装所述前滚筒组机架和所述升降调节装置的前滚筒组主体机架、及用于安装所述后滚筒组机架的后滚筒组主体机架，所述后滚筒组主体机架固定在地基上，所述前滚筒组主体机架可移动的安装在位于所述前滚筒组主体机架下方的台体导向轨道上，所述前滚筒组主体机架的一侧连接有轴距调节装置，所述轴距调节装置驱动所述前滚筒组主体机架沿所述台体导向轨道移动，用于调节两所述滚筒组的轴距。

优选的，两所述滚筒组之间设有用于驱动两所述滚筒组同步传动的同步调节装置，所述同步调节装置包括可伸缩传动轴及分别设置在所述可伸缩传动轴两端的滚筒组转向箱，所述滚筒组转向箱位于同一所述滚筒组中两各所述滚筒总成之间，且位于所述滚筒组转向箱两侧的横轴锥齿轮分别连接对应的两所述转动滚筒，所述可伸缩万向传动轴连接两所述滚筒组转向箱的纵轴锥齿轮上，所述横轴锥齿轮与所述纵轴锥齿轮之间同步传动连接。

优选的，所述滚筒组包括两个对称设置的滚筒总成，各所述滚筒总成包括两个之间平行设置且传动连接的转动滚筒、及若干组连接在所述转动滚筒一侧的飞轮组，所述飞轮组包括均与所述转动滚筒同轴设置的飞轮和飞轮离合器，通过所述飞轮离合器使得转动滚筒和飞轮之间进行接合与断开，用于达到调整机械惯量的目的。

优选的，所述转动滚筒的转轴一端连接有转速转矩传感器，所述转速转矩传感器未连接所述转动滚筒的一侧连接有交流电力测功机，通过所述交流电力测功机对所述转动滚筒施加驱动/制动转矩耦合机械惯量，用于匹配车辆实际道路行驶的惯量。

优选的，所述滚筒总成包括平行安装在两所述转动滚筒之间的传感滚筒，所述传感滚筒通过设置在所述传感滚筒两端的支撑弹簧对应支承在所述前滚筒组机架和所述后滚筒组机架上，所述传感滚筒一端安装有用于测轮速的传感滚筒转速传感器。

优选的，所述前滚筒组机架安装有可随所述前滚筒组机架移动的过桥板，所述过桥板用于所述被测车辆通行。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明中，通过剪式升降机控制拉压平台升降，进而带动被测车辆升降，改变车辆轮胎与前后滚筒组之间的正压力，等效改变路面附着系数。

2、本发明中，通过在前、后滚筒组机架底部安装称重传感器测量轴荷，可实时计算通过拉压平台升降调整后的路面当量附着系数，进而提高测量结果的准确度。

3、本发明中，后滚筒组机架通过后滚筒组主体机架固定安装在地基上，前滚筒组机架通过升降调节装置安装在前滚筒组主体机架上，升降调节装置带动前滚筒组沿竖直方向移动，进而能够改变车辆前后轮中心轴线与地面所成的角度大小进而模拟车辆在水平道路、上坡、下坡时的行驶状态。

4、本发明中，两滚筒组之间设有用于驱动两滚筒组同步传动的同步调节装置，以能够有效实现不同驱动方式车辆台试检测时惯量的模拟。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明俯视整体结构示意图；

图2为本发明横向侧视整体结构示意图；

图3为本发明纵向侧视整体结构示意图；

其中，1-滚筒组；2-升降调节装置；3-车辆拉压装置；4-轴距调节装置；5-前滚筒组主体机架；6-同步调节装置；7-台体导向轨道；8-传感滚筒；9-前滚筒组机架；10-传感滚筒转速传感器；11-过桥板；12-后滚筒组机架；13-滚筒总成；14-滚筒组轴距传感器；15-飞轮；16-飞轮离合器；17-转速转矩传感器；18-交流电力测功机；19-转动滚筒；20-传动机构；21-称重传感器；22-滚筒组升降平台；23-关节轴承；24-后滚筒组主体机架；25-拉压平台；26-束缚带；27-举升高度位移传感器；28-车辆轮胎；29-支撑座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，以解决上述现有技术存在的问题，可同时实现路面附着系数模拟和道路纵向坡度模拟。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图2所示，本发明提供一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组1、位于两个滚筒组1之间的车辆拉压装置3，车辆拉压装置3包括拉压机架、拉压平台25和剪式升降机，拉压机架固定在试验台地基上，拉压平台25通过剪式升降机固定在拉压机架上，且剪式升降机驱动拉压平台25沿竖直方向升降，被测车辆可拆卸固定在拉压平台25上并由拉压平台25带动沿竖直方向移动，用于改变车辆轮胎28与前后滚筒组1之间的正压力，等效改变路面附着系数；其中，优选的，剪式升降机通过液压驱动升降，剪式升降机的拉压平台25通过束缚带26或者其他捆绑式结构与被测车辆固定连接，同时，为保证车辆轮胎28与前后滚筒组1之间正压力的准确调节，优选的，车辆拉压装置3包括拉压传感器，通过拉压平台25带动被测车辆升降时，检测被测车辆轮胎28与前后滚筒组1之间的正压力。

而且，为能够实时计算通过拉压平台25升降调整后的路面当量附着系数，如图1和图2所示，包括分别用于安装两个滚筒组1的前滚筒组机架9和后滚筒组机架12、及分别用于支撑前滚筒组机架9和后滚筒组机架12的支撑座29，前滚筒组机架9和后滚筒组机架12的底部分别安装有称重传感器21，前滚筒组机架9和后滚筒组机架12通过称重传感器21安装在支撑座29上；优选的，前滚筒组机架9安装有可随前滚筒组机架9移动的过桥板11，过桥板11用于被测车辆通行；同时，为能够实现路面坡度变化的模拟，与所述前滚筒组机架9对应的支撑座29的底部设有用于固定支撑座29的滚筒组升降平台22，滚筒组升降平台22安装在位于滚筒组升降平台22底部的升降调节装置2上，优选的，升降调节装置2采用液压缸或其他伸缩结构，而且滚筒组升降平台22与升降调节装置2之间通过关节轴承23连接，滚筒组升降平台22上安装有用于监测升降高度的举升高度位移传感器27；进而，安装在前滚筒组机架9上的滚筒组1在最低位置时，其可移动过桥板11与地基水平方便车辆驶入，此时安装在前滚筒组机架9上的滚筒组1低于后滚筒组机架12上的滚筒组1，以模拟车辆下坡状态；安装在前滚筒组机架9上的滚筒组1在最高位置时，其高于后滚筒组机架12上的滚筒组1，以模拟车辆上坡状态；通过调整前滚筒组机架9上的滚筒组1的高度，可模拟不同的道路坡度信息。

为适应不同轴距、不同驱动方式车型车辆路面条件模拟需求，既需要调节两滚筒组1之间的轴距，包括用于安装前滚筒组机架9和升降调节装置2的前滚筒组主体机架5、及用于安装后滚筒组机架12的后滚筒组主体机架24，后滚筒组主体机架24固定在地基上，前滚筒组主体机架5可移动的安装在位于前滚筒组主体机架5下方的台体导向轨道7上，前滚筒组主体机架5的一侧连接有轴距调节装置4，轴距调节装置4优选采用液压传动、气压传动或者电机传动等方式，轴距调节装置4驱动前滚筒组主体机架5沿台体导向轨道7移动，优选的，前滚筒组机架9和/或后滚筒组机架12上安装有对应的滚筒组轴距传感器14；同时，又能够保证两滚筒组1之间的同步传动，优选的，两滚筒组1之间设有用于驱动两滚筒组1同步传动的同步调节装置6，同步调节装置6包括可伸缩传动轴及分别设置在可伸缩传动轴两端的滚筒组1转向箱，滚筒组1转向箱位于同一滚筒组1中两个滚筒总成13之间，且位于滚筒组1转向箱两侧的横轴锥齿轮分别连接对应的两转动滚筒19，可伸缩万向传动轴连接两滚筒组1转向箱的纵轴锥齿轮上，而日横轴锥齿轮与纵轴锥齿轮之间同步传动连接。

滚筒组1包括两个对称设置的滚筒总成13，各滚筒总成13包括两个之间平行设置且传动连接的转动滚筒19、及若干组连接在转动滚筒19一侧的飞轮组，其中，转动滚筒19两端通过轴承座固定支承在前滚筒组机架9或后滚筒组机架12上，用于承载车轮，并与车轮之间形成同步转动或者相对转动，而且同一滚筒总成13中的两转动滚筒19之间通过传动机构20实现机械同步传动，例如采用链轮和链条传动的方式，或者采用皮带轮和皮带传动的方式等，同时优选的，滚筒总成13包括平行安装在两转动滚筒19之间的传感滚筒8，传感滚筒8通过设置在传感滚筒8两端的支撑弹簧对应支承在前滚筒组机架9和后滚筒组机架12上，传感滚筒8一端安装有传感滚筒转速传感器10，当车轮放置在滚筒总成13上时，传感滚筒8与车轮相接触，并用于测量车轮轮速，优选的传感滚筒转速传感器10采用光电编码器等；而且，飞轮组包括均与转动滚筒19同轴设置的飞轮15和飞轮离合器16，通过飞轮离合器16使得转动滚筒19和飞轮15之间进行接合与断开，用于达到调整机械惯量的目的，优选的，转动滚筒19的转轴一端连接有转速转矩传感器17，转速转矩传感器17未连接转动滚筒19的一侧连接有交流电力测功机18，通过交流电力测功机18对转动滚筒19施加驱动/制动转矩耦合机械惯量，用于匹配车辆实际道路行驶的惯量。

同时，还包括控制单元，控制单元分别连接各传感器、车辆拉压装置3、轴距调节装置4、交流电力测功机18和各离合器等，控制单元通过液压缸控制前滚筒组升降平台22的高度，进而调整前滚筒组1高度模拟实际道路坡度，以有效测试自动驾驶汽车控制系统性能，控制单元通过控制车辆拉压装置3，调整拉压平台25的高度，当施加给被测车辆向下拉的力时，增加车轮与滚筒总成13间的正压力，当量附着系数变大；当施加给被测车辆向上举的力时，减小车轮与滚筒总成13间的正压力，当量附着系数变小；当量附着系数的计算通过前滚筒组机架9和后滚筒组机架12底部的称重传感器21反映，当车辆拉压装置3不工作时，试验台滚筒总成13与车轮间的附着系数为

此时车辆前轴轴荷为G₁，车辆后轴轴荷为G₂，当车辆拉压装置3举升或者下拉时，车辆轴荷改变，车辆前轴轴荷

变为G′₁，车辆后轴轴荷变为G′₂，此时，车辆前轴附着系数改变为

车辆后轴附着系数改变为

通过调整附着系数，可模拟不同附着条件的路面。

本发明通过液压装置驱动剪式升降机控制拉压平台25升降，进而通过拉压平台25带动被测车辆升降，改变车辆轮胎28与前后滚筒组1之间的正压力，等效改变路面附着系数；通过在前滚筒组机架9、后滚筒组机架12底部安装称重传感器21测量轴荷，可实时计算通过拉压平台25升降调整后的路面当量附着系数；通过液压缸控制位于前滚筒组机架9上的滚筒组1升降，实现路面坡度变化的模拟。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，包括分别与被测车辆前、后车轮相对应的两个滚筒组、位于两个所述滚筒组之间的车辆拉压装置，所述车辆拉压装置包括拉压机架、拉压平台和剪式升降机，所述拉压机架固定在试验台地基上，所述拉压平台通过所述剪式升降机固定在所述拉压机架上，且所述剪式升降机驱动所述拉压平台沿竖直方向升降，被测车辆可拆卸固定在所述拉压平台上并由所述拉压平台带动沿竖直方向移动，用于改变车辆轮胎与前后滚筒组之间的正压力，等效改变路面附着系数；剪式升降机的拉压平台通过束缚带或者其他捆绑式结构与被测车辆固定连接；

所述车辆拉压装置包括拉压传感器，通过所述拉压平台带动被测车辆升降时，检测所述被测车辆轮胎与前后滚筒组之间的正压力；包括分别用于安装两个所述滚筒组的前滚筒组机架和后滚筒组机架、及分别用于支撑所述前滚筒组机架和所述后滚筒组机架的支撑座，所述前滚筒组机架和所述后滚筒机架的底部分别安装有称重传感器，所述前滚筒组机架和所述后滚筒组机架通过所述称重传感器安装在所述支撑座上；当量附着系数的计算通过所述称重传感器反映；

与所述前滚筒组机架对应的所述支撑座的底部设有用于固定所述支撑座的滚筒组升降平台，所述滚筒组升降平台安装在位于所述滚筒组升降平台底部的升降调节装置上。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，包括用于安装所述前滚筒组机架和所述升降调节装置的前滚筒组主体机架、及用于安装所述后滚筒组机架的后滚筒组主体机架，所述后滚筒组主体机架固定在地基上，所述前滚筒组主体机架可移动的安装在位于所述前滚筒组主体机架下方的台体导向轨道上，所述前滚筒组主体机架的一侧连接有轴距调节装置，所述轴距调节装置驱动所述前滚筒组主体机架沿所述台体导向轨道移动，用于调节两所述滚筒组的轴距。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，所述滚筒组包括两个对称设置的滚筒总成，各所述滚筒总成包括两个之间平行设置且传动连接的转动滚筒、及若干组连接在所述转动滚筒一侧的飞轮组，所述飞轮组包括均与所述转动滚筒同轴设置的飞轮和飞轮离合器，通过所述飞轮离合器使得转动滚筒和飞轮之间进行接合与断开，用于达到调整机械惯量的目的；

两所述滚筒组之间设有用于驱动两所述滚筒组同步传动的同步调节装置，所述同步调节装置包括可伸缩传动轴及分别设置在所述可伸缩传动轴两端的滚筒组转向箱，所述滚筒组转向箱位于同一所述滚筒组中两各所述滚筒总成之间，且位于所述滚筒组转向箱两侧的横轴锥齿轮分别连接对应的两所述转动滚筒，所述可伸缩万向传动轴连接两所述滚筒组转向箱的纵轴锥齿轮上，所述横轴锥齿轮与所述纵轴锥齿轮之间同步传动连接。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，所述转动滚筒的转轴一端连接有转速转矩传感器，所述转速转矩传感器未连接所述转动滚筒的一侧连接有交流电力测功机，通过所述交流电力测功机对所述转动滚筒施加驱动/制动转矩耦合机械惯量，用于匹配车辆实际道路行驶的惯量。

5.根据权利要求4所述的自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，所述滚筒总成包括平行安装在两所述转动滚筒之间的传感滚筒，所述传感滚筒通过设置在所述传感滚筒两端的支撑弹簧对应支承在所述前滚筒组机架和所述后滚筒组机架上，所述传感滚筒一端安装有用于测轮速的传感滚筒转速传感器。

6.根据权利要求5所述的自动驾驶汽车路面条件模拟试验台，其特征在于，所述前滚筒组机架安装有可随所述前滚筒组机架移动的过桥板，所述过桥板用于所述被测车辆通行。

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