CN113804390B - 一种自行车风洞试验台架装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车体支撑架技术领域，具体是一种自行车风洞试验台架装置，包括：一框架；下沉式导轨组，两组所述下沉式导轨组间距可变的安装在框架上，所述下沉式导轨组的重心低于框架的重心；两组所述下沉式导轨组上分别安装有支撑自行车前轮、后轮的支撑件；以及传动件和摩擦件，两个所述摩擦件分别转动安装在两组所述下沉式导轨组上，并通过所述传动件传动连接，其中一个所述摩擦件与转动的自行车后轮滑动摩擦后，通过传动件带动另一个摩擦件和自行车前轮运转；本实施例的下沉式导轨组结合支撑件稳定支撑进行风洞试验的自行车，并可有效降低风阻，保持性能稳定，测试结果可靠，其整体结构简单，间距可变的下沉式导轨组适应于多种测试自行车品类。

Description

一种自行车风洞试验台架装置

技术领域

本发明涉及车体支撑架技术领域，具体是一种自行车风洞试验台架装置。

背景技术

对于自行车来说，很大一部分阻力是来自于空气。尤其在公路赛中，自行车的低风阻能直接决定最终的比赛成绩，对自行车的减阻优化得到了广泛的重视。通过对自行车进行风洞试验可以得到真实数据，为计算机流体仿真结果提供参考依据，更好地优化公路自行车结构，减小风阻。

但目前大多数的风洞都是为汽车和航空领域而建造的，专门为自行车设计的风洞数量极少、试验成本过大；若借用汽车试验的风洞则无法直接安装自行车进行试验，不能满足现有的自行车风洞试验要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自行车风洞试验台架装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自行车风洞试验台架装置，包括：

一框架；

下沉式导轨组，两组所述下沉式导轨组间距可变的安装在框架上，所述下沉式导轨组的重心低于框架的重心；

两组所述下沉式导轨组上分别安装有支撑自行车前轮、后轮的支撑件；

以及传动件和摩擦件，两个所述摩擦件分别转动安装在两组所述下沉式导轨组上，并通过所述传动件传动连接，其中一个所述摩擦件与转动的自行车后轮滑动摩擦后，通过传动件带动另一个摩擦件和自行车前轮运转。

作为本发明进一步的方案：所述支撑件可拆卸安装在所述下沉式导轨组上，支撑件远离下沉式导轨组的一端设有与自行车前轮或后轮连接的凹槽。

作为本发明再进一步的方案：两组所述下沉式导轨组的其中一组外侧的框架上还安装有一下沉式导轨组，用于安装调节件，所述调节件与传动件连接，用于调节所述传动件的传动性能。

作为本发明再进一步的方案：还包括伸缩件，所述伸缩件安装在框架上，且伸缩件的活动端与调节件或与调节件所在的下沉式导轨组连接，伸缩件的伸缩带动通过调节件远离或靠近与之相邻的下沉式导轨组。

作为本发明再进一步的方案：两组所述下沉式导轨组的其中之一连接有一间距调整件，所述间距调整件带动与之连接的下沉式导轨组运动，以调整两组所述下沉式导轨组之间的间距。

作为本发明再进一步的方案：所述下沉式导轨组包括导轨和下沉安装板，所述下沉安装板的两端分别设有可安装滑块的安装部，所述滑块与导轨滑动配合。

作为本发明再进一步的方案：所述下沉安装板上转动安装有轴，所述摩擦件安装在轴的外圆周面。

作为本发明再进一步的方案：所述摩擦件选用胶辊，所述胶辊的厚度不小于30mm。

作为本发明再进一步的方案：所述传动件包括传动轮和传动带，所述传动轮与胶辊同轴心安装，传动带连接各轴上的传动轮。

作为本发明再进一步的方案：所述框架为矩形结构，采用型材一体加工成型或焊接成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：两组下沉式导轨组滑动设置于框架上，下沉式导轨组结合支撑件稳定支撑进行风洞试验的自行车，并可有效降低风阻，保持性能稳定，测试结果可靠，其整体结构简单，间距可变的下沉式导轨组适应于多种测试自行车品类；传动件与摩擦件的协同配合，能够实现自行车原地骑行工况，即保证前轮能够随后轮同步转动。

附图说明

图1为本发明提供的一个实施例中自行车风洞试验台架装置的结构示意图。

图2为本发明提供的一个实施例中支撑柱的结构示意图。

图3为本发明提供的一个实施例中支撑柱的正视图。

图4为本发明提供的一个实施例中支撑柱、直线导轨和下沉式安装板的连接结构图。

图5为本发明提供的一个实施例中支撑柱、直线导轨和下沉式安装板的连接示意图。

图6为本发明提供的一个实施例中第一轴及其上各零部件的结构示意图。

图7为本发明提供的一个实施例中第一轴及其上各零部件的连接示意图。

图8为本发明提供的一个实施例中第三轴及其上各零部件的结构示意图。

图9为本发明提供的一个实施例中传动件的结构示意图。

图10为本发明提供的一个实施例中传动件的正视图。

附图中：11-框架；21-直线导轨I；22-下沉安装板I；23-支撑柱I；24-滑块；25-直线导轨II；26-下沉安装板II；27-支撑柱II；28-下沉安装板III；31-轴承座；32-第三轴；33-张紧轮；34-第一轴；35-胶辊；36-同步轮；37-传动带；38-第二轴。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1、图9、图10，本发明提供的一个实施例中，一种自行车风洞试验台架装置，包括：

一框架11；

下沉式导轨组，两组所述下沉式导轨组间距可变的安装在框架11上，所述下沉式导轨组的重心低于框架11的重心；

两组所述下沉式导轨组上分别安装有支撑自行车前轮、后轮的支撑件；

以及传动件和摩擦件，两个所述摩擦件分别转动安装在两组所述下沉式导轨组上，并通过所述传动件传动连接，其中一个所述摩擦件与转动的自行车后轮滑动摩擦后，通过传动件带动另一个摩擦件和自行车前轮运转。

在本实施例中，根据待进行风洞试验的自行车的型号和品类，调节安装在框架11上的两组所述下沉式导轨组的间距，使得其上的支撑件能够实现对自行车前轮、后轮的支撑；之后，将所述框架11水平放置在风洞试验段处，所述框架11作为主要的力承受部件使自行车在风洞试验中保持稳定直立。在一些实施例场景中，所述框架11为矩形结构或方形结构，优选的，所述框架11为矩形结构，采用型材一体加工成型或焊接成型。

为了实现自行车在风洞试验中原地模拟骑行，本实施例的两组所述下沉式导轨组上，还设置了可转动的摩擦件和传动件，人力驱动自行车脚踏板，驱动自行车后轮运行，在自行车后轮运行的过程中，与其对应的摩擦件滑动接触并带动摩擦件旋转，进而通过传动件带动另一摩擦件以及自行车前轮进行旋转。

本实施例通过将两组可调间距的下沉式导轨组滑动设置于框架11上，下沉式导轨组结合支撑件稳定支撑进行风洞试验的自行车，并可有效降低风阻，保持性能稳定，测试结果可靠，其整体结构简单，间距可变的下沉式导轨组适应于多种测试自行车品类；传动件与摩擦件的协同配合，能够实现自行车原地骑行工况，即保证前轮能够随后轮同步转动。

为了更好实现自行车在风洞试验中原地模拟骑行，避免本实施例的两组所述下沉式导轨组的设置对风洞试验的测试产生额外的风阻，所述下沉式导轨组的重心低于框架的重心；

通过框架11为所述下沉式导轨组遮挡大部分的风阻，使得对自行车的驱使更加符合自行车原地骑行工况，保证了风洞试验的测试性能。而且，下沉式导轨组的重心低于框架的重心也保证了整体装置测试运行的稳定性和可靠性，能够使得下沉式导轨组上的摩擦件和传动件构成的结构对运转中的自行车前轮、后轮进行稳定支撑，对自行车的驱驶更加符合自行车原地骑行工况。

本实施例的另一个场景中，两组所述下沉式导轨组的其中一组活动安装在框架11上，另一组下沉式导轨组固定安装在框架11上，通过所述活动安装在框架11上的下沉式导轨组仍可调节两组所述下沉式导轨组之间的间距，且其中一组由于处于固定状态，间接提高了装置整体的稳定性和连接可靠性。

请参阅图1、图2、图3，所述支撑件可拆卸安装在所述下沉式导轨组上，支撑件远离下沉式导轨组的一端设有与自行车前轮或后轮连接的凹槽。

具体的，所述支撑件采用支撑柱，如图4、图5，两组所述下沉式导轨组上的支撑柱分别为支撑柱I23、支撑柱II27，支撑柱I23、支撑柱II27通过螺栓和螺母安装在下沉式导轨组上，或插接在下沉式导轨组上；支撑柱I23、支撑柱II27的结构可以是相同的，也可以是不同的，实际应用时可根据自行车的前轮、后轮尺寸进行适应性调整，在此不再赘述。

另外，本实施例的一个场景中，所述支撑柱I23或支撑柱II27上嵌设有一个速度传感器，所述速度传感器与外部中控台通讯连接；通过速度传感器测量自行车的前轮或后轮转速，并反馈给外部中控台，结合风洞测试数据，为自行车的风阻、速度测试提供数据支持和参考；便于对自行车的设计进行改进和完善，进而更加高效地完成自行车的设计和改进。

本实施例的另一个场景中，所述支撑件远离下沉式导轨组的一端设有与自行车前轮或后轮连接的凹槽，通过螺栓和螺母或插接的可拆卸安装方式；便捷地使该凹槽适应于多种品类的自行车；值得推广，且成本低廉。也可通过在支撑件顶部安装U型槽架代替凹槽，支撑自行车前后轮。

如图1、6-8所示，在另一个实施例中，所述下沉式导轨组包括导轨和下沉安装板，所述下沉安装板的两端分别设有可安装滑块24的安装部，所述滑块24与导轨滑动配合；所述下沉安装板上转动安装有轴，所述摩擦件安装在轴的外圆周面，所述摩擦件可选用胶辊。

本实施例的第一个场景中，所述下沉安装板的两端分别设有呈门字型的槽体构成安装部；安装部内安装与导轨滑动配合的滑块24；所述导轨是与两组所述下沉式导轨组相对应的，可分别为直线导轨I21和直线导轨II25，相应的，两个所述下沉安装板分别是下沉安装板I22、下沉安装板II26；下沉安装板I22、下沉安装板II26上安装的轴分别是第二轴38、第一轴34；在所述下沉安装板I22、下沉安装板II26上分别安装轴承座31和第二轴38、第一轴34，可通过第二轴38、第一轴34进行运动传递。第二轴38、第一轴34均是通过轴承座31安装固定的，在第二轴38、第一轴34上各安装胶辊35和同步轮36，同步轮36和传动带37组成传动件；实现运动的传递。在使用时，滑动所述滑块24即可调节下沉安装板I22、下沉安装板II26的位置，同时所述支撑柱I23、支撑柱II27的位置也能随之改变，即可适应不同型号自行车轴距的调节要求。

在本实施例的第二个场景中，所述摩擦件选用胶辊35，所述胶辊35的厚度不小于30mm。由于常规的自行车车轮厚度不大于25mm，因此，将胶辊35的厚度设为30mm，可保证胶辊35与自行车车轮的完全接触，为了提高可靠性，可将胶辊35的厚度设为32mm，甚至是35mm。使得所述胶辊35与自行车前、后轮直接接触传动，保证自行车车轮充气形变后仍然能够放在胶辊上，同时，适应不同型号车胎的需要。

在本实施例的第三个场景中，两个所述胶辊的外径跟随自行车的车轮参数设定，具体是当自行车的前后轮尺寸不同时，两个所述胶辊的外径尺寸是不同的，以使得前轮的运动能够跟随后轮的速度变化，更好地模拟真实行驶环境；而当自行车的前后轮尺寸相同时，两个所述胶辊的外径尺寸是相同的。骑手在自行车上踩动踏板使自行车后轮旋转，带动与后轮相接触的所述胶辊转动，进而带动所述第一轴和其上的同步轮转动，该旋转运动进一步由传动带37传递到第二轴和其上的胶辊，进而带动自行车前轮旋转。

在本实施例的第四个场景中，如图1、图10所示，所述传动件包括传动轮和传动带，所述传动轮与胶辊同轴心安装，传动带连接各轴上的传动轮。所述传动轮选用皮带轮或链轮，皮带轮或链轮与胶辊同轴安装，所述传动带选用皮带和链条，优选的，为皮带和皮带轮的组合。

为了保证所述传动带37在不同轴距下均保持足够的涨紧度和具有合适的包角，在另一个实施例中，如图1所示，两组所述下沉式导轨组的其中一组外侧的框架上还安装有一下沉式导轨组，用于安装调节件，所述调节件与传动件连接，用于调节所述传动件的传动性能。

具体是将与调节件连接的所述下沉式导轨组任意的安装在靠近或远离用于支撑自行车前轮的支撑件连接的下沉式导轨组外侧；与调节件连接的所述下沉式导轨组包括的下沉安装板是下沉安装板III28；调节件可采用张紧轮33，如图1所示，所述张紧轮33与传动带37连接，用于调节所述传动件的传动性能，具体是调节所述传动件中传动带37的张紧力；张紧轮33通过第三轴32和轴承座31安装在下沉安装板III28上；保证传动带37与同步轮36之间的稳定连接；防止打滑或漂移。

在另一个实施例中，还包括伸缩件(图中未画出)，所述伸缩件安装在框架上，且伸缩件的活动端与调节件或与所述调节件连接的下沉式导轨组连接，伸缩件的伸缩带动通过调节件远离或靠近与之相邻的下沉式导轨组。

所述伸缩件可采用伸缩气缸或液压缸，也可采用电动推杆，且所述伸缩气缸或液压缸的伸缩方向与两组所述下沉式导轨组的重心在一个平面；保证了伸缩气缸或液压缸的运行不会对下沉式导轨组和框架整体的稳定性造成影响。

本实施例的一些场景中，两组所述下沉式导轨组的其中之一连接有一间距调整件，所述间距调整件带动与之连接的下沉式导轨组运动，以调整两组所述下沉式导轨组之间的间距。

所述的间距调整件与上述的伸缩件可采用相同的结构和安装方式，即可采用伸缩气缸或液压缸，也可采用电动推杆，实现两组所述下沉式导轨组之间的间距调整，以适应于不同品类的自行车；在此不再赘述。

本发明的工作原理：本实施例通过将两组可调间距的下沉式导轨组滑动设置于框架上，下沉式导轨组结合支撑件稳定支撑进行风洞试验的自行车，并可有效降低风阻，保持性能稳定，测试结果可靠，其整体结构简单，间距可变的下沉式导轨组适应于多种测试自行车品类；传动件与摩擦件的协同配合，能够实现自行车原地骑行工况，即保证前轮能够随后轮同步转动。

需要说明的是，本发明所采用的伸缩气缸或液压缸均为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种自行车风洞试验台架装置，其特征在于，包括：

一框架；

下沉式导轨组，两组所述下沉式导轨组间距可变的安装在框架上，所述下沉式导轨组的重心低于框架的重心；

两组所述下沉式导轨组上分别安装有支撑自行车前轮、后轮的支撑件；

以及传动件和摩擦件，两个所述摩擦件分别转动安装在两组所述下沉式导轨组上，并通过所述传动件传动连接，其中一个所述摩擦件与转动的自行车后轮滑动摩擦后，通过传动件带动另一个摩擦件和自行车前轮运转；

所述支撑件可拆卸安装在所述下沉式导轨组上，支撑件远离下沉式导轨组的一端设有与自行车前轮或后轮连接的凹槽，

两组所述下沉式导轨组的其中一组外侧的框架上还安装有一下沉式导轨组，用于安装调节件，所述调节件与传动件连接，用于调节所述传动件的传动性能，

还包括伸缩件，所述伸缩件安装在框架上，且伸缩件的活动端与调节件或与调节件所在的下沉式导轨组连接，伸缩件的伸缩带动调节件远离或靠近与之相邻的下沉式导轨组，以调节所述传动件的传动性能，

两组所述下沉式导轨组的其中之一连接有一间距调整件，所述间距调整件带动与之连接的下沉式导轨组运动，以调整两组所述下沉式导轨组之间的间距。

2.根据权利要求1所述的自行车风洞试验台架装置，其特征在于，所述下沉式导轨组包括导轨和下沉安装板，所述下沉安装板的两端分别设有可安装滑块的安装部，所述滑块与导轨滑动配合。

3.根据权利要求2所述的自行车风洞试验台架装置，其特征在于，所述下沉安装板上转动安装有轴，所述摩擦件安装在轴的外圆周面。

4.根据权利要求2所述的自行车风洞试验台架装置，其特征在于，所述摩擦件选用胶辊，所述胶辊的厚度不小于30mm。

5.根据权利要求4所述的自行车风洞试验台架装置，其特征在于，所述传动件包括传动轮和传动带，所述传动轮与胶辊同轴心安装，传动带连接各轴上的传动轮。

6.根据权利要求1所述的自行车风洞试验台架装置，其特征在于，所述框架为矩形结构，采用型材一体加工成型或焊接成型。

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