CN114594045A - 路面摩擦性能连续式检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路面摩擦性能连续式检测仪,包括机架、设置于机架下方并用于支撑机架的测试轮、设置于机架上方的配重组件、设置于机架前侧的平衡组件以及牵引连接组件,所述配重组件用于为测试轮施加荷载,所述平衡组件用于辅助支撑所述机架使机架保持平衡,所述牵引连接组件用于对机架施加牵引力。本发明公开的一种路面摩擦性能连续式检测仪,能够实时获取车辆多载重、轮胎不同偏转角、轮胎不同滚动速度、轮胎抱死与轮胎纯滚动状态下的路面摩擦系数,并同时提供轮胎滚动过程中的内部压力和内部温度;具备灵活性和通用性,可弥补现有的连续式摩擦测试设备的不足,为道路管理部门和科研院所提供了一种路面摩擦测试替代方案。
Description
技术领域
本发明涉及路面摩擦性能测试技术领域,具体涉及一种路面摩擦性能连续式检测仪。
背景技术
连续式摩擦测试设备可实现路面摩擦数据的实时快速连续采集,可为道路管理部门评估路面抗滑性能提供有效的数据支撑。目前针对路面摩擦的连续式测试设备有锁定轮型、固定滑移率型以及轮胎横向力测试系统。然而,这些设备只能在固定载重、固定轮胎偏转角的情况下测试路面摩擦系数,无法反映车辆在多载重、多偏转角情况下的路面摩擦性能。另外,多项研究表明,路面摩擦性能与轮胎材质、轮胎构造、轮胎内压、轮胎温度等因素有密切联系。然而,现有的连续式摩擦测试设备无法反映上述因素。并且,现有设备一般使用专用轮胎,而现有的轮胎力学性能标准测试设备并不适用于专用轮胎的力学性能测试,使得这些轮胎的力学性能测试手段有限且成本较高,限制了道路管理部门和科研院所对路面摩擦性能的进一步认识。
因此,为解决以上问题,需要一种路面摩擦性能连续式检测仪,能够实时获取车辆多载重、轮胎不同偏转角、轮胎不同滚动速度、轮胎抱死与轮胎纯滚动状态下的路面摩擦系数,并同时提供轮胎滚动过程中的内部压力和内部温度;该仪器采用的摩擦测试轮胎符合GB/T 2978-2014标准,轮胎可根据检测要求进行替换,且轮胎橡胶材质、轮胎构造均可通过轮胎力学性能标准测试设备检测获得;因此,该仪器可测试不同型号、不同材质、不同构造轮胎对应的路面摩擦力,具备灵活性和通用性,可弥补现有的连续式摩擦测试设备的不足,为道路管理部门和科研院所提供了一种路面摩擦测试替代方案。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供路面摩擦性能连续式检测仪,能够实时获取车辆多载重、轮胎不同偏转角、轮胎不同滚动速度、轮胎抱死与轮胎纯滚动状态下的路面摩擦系数,并同时提供轮胎滚动过程中的内部压力和内部温度;该仪器采用的摩擦测试轮胎符合GB/T 2978-2014标准,轮胎可根据检测要求进行替换,且轮胎橡胶材质、轮胎构造均可通过轮胎力学性能标准测试设备检测获得;因此,该仪器可测试不同型号、不同材质、不同构造轮胎对应的路面摩擦力,具备灵活性和通用性,可弥补现有的连续式摩擦测试设备的不足,为道路管理部门和科研院所提供了一种路面摩擦测试替代方案。
本发明的路面摩擦性能连续式检测仪,包括机架、设置于机架下方并用于支撑机架的测试轮、设置于机架上方的配重组件、设置于机架前侧的平衡组件以及牵引连接组件,所述配重组件用于为测试轮施加荷载,所述平衡组件用于辅助支撑所述机架使机架保持平衡,所述牵引连接组件用于对机架施加牵引力。
进一步,所述机架与所述测试轮之间通过悬架系统连接,所述悬架系统包括轮轴、轴套、轮轴固定杆、水平向减震器及竖向减震器,所述轮轴穿设于所述测试轮的转轴中心并与所述测试轮之间转动配合,所述轴套位于所述测试轮外侧并与所述轮轴轴向限位配合,所述轮轴固定杆连接于所述轴套与所述机架前端之间,所述水平向减震器设置于所述轴套与所述机架后端之间,所述竖向减震器设置于轮轴与所述机架之间且沿竖直方向延伸。
进一步,所述水平向减震器为液压减震器,所述竖向减震器为弹簧减震器,弹簧减震器可以有效地降低设备成本。
进一步,所述配重组件包括设置于所述机架上的配重箱及若干配重块,所述配重块放置于所述配重箱内,所述配重箱与所述机架之间还设置有配重支承导轨,所述配重箱还设置有形状相适应的防尘盖。
进一步,所述牵引连接组件包括与所述机架固定连接的牵引臂及设置于牵引臂末端的连接件,所述连接件用于与外部牵引力施加端可拆卸连接。
进一步,所述平衡组件包括与所述牵引臂连接的支撑腿及设置于支撑腿底端的平衡轮,所述支撑腿的有效支撑长度通过高度调节手柄进行调节。
进一步,所述机架上还设置有对测试轮与轮轴配合状态进行切换的刹车控制阀。
进一步,所述轮轴与所述机架之间还设置有偏转调节组件,所述偏转调节组件用于调节所述测试轮与所述机架之间的偏转角度,所述偏转调节组件包括偏转调节销钉及偏转销钉固定螺母。
进一步,所述机架上还设置挡泥板,所述挡泥板位于所述测试轮上方。
进一步,还包括传感器系统,所述传感器系统包括设置于所述牵引臂与所述机架之间的牵引力传感器、设置于所述机架前端的行驶阻力传感器、设置于轮轴上的竖向加速度传感器以及设置于所述测试轮上的胎压/温度传感器。
该仪器在静置时可通过平衡轮及支撑腿和高度调节手柄来保持平衡。该仪器在使用时,通过连接件与牵引车辆(牵引力施加端)保持连接,牵引臂与连接件的相对连接位置可以调节实现牵引长度的调节。该仪器的荷载通过改变配重箱中的配重块的数量来调节。轮胎转动分为抱死和纯滚动状态,轮胎滚动状态的转换需在使用前通过刹车控制阀来实现。防尘盖用来保持配重箱内部清洁。挡泥板用来遮挡轮胎卷起的尘土和泥水。摩擦测试轮胎的偏转角通过轮胎偏转调节销钉和偏转销钉固定螺母来调节。竖向减震弹簧在将配重箱的荷载传递给轮轴的同时,也起到减缓轮胎竖向振动的作用。液压水平向减振器用来减缓轮胎行进方向的振动。轮轴固定杆起到稳定机架和竖向减震弹簧的作用。配重支承导轨将配重箱的荷载传递到承重台,同时只限制了承重台的竖向和横向(道路横截面方向)的自由度。牵引力传感器用来测量牵引车辆提供给该仪器的牵引力。行驶阻力传感器用来测量行进过程中轮胎的行驶阻力。胎压/温度传感器测量行进过程中摩擦测试轮胎的内部压强和内部温度。
在仪器匀速行驶过程中,牵引车提供的总牵引力与路面摩擦力保持平衡。此时,仪器前端的牵引力传感器测得的数据即为路面的摩擦力。然而,由于路况差异,左侧和右侧轮胎受到的路面摩擦力也各有不同。因此,有必要在测得路面的总摩擦力的同时,再测得各个轮胎受到的路面摩擦力。基于此,该仪器的配重支承导轨仅限制了承重台的竖向和横向自由度。承重台沿着仪器行进方向的自由度由刚性的力传感器限制。该仪器的左侧和右侧轮胎采用独立悬挂的方式,左右两侧平行布置力传感器。该方法可保证仪器行进过程中,配重模块的荷载均匀施加于左右两个轮胎,且一个轮胎的力传感器不会受到另一个轮胎及其附件的干扰,其力传感器测得的力即为对应轮胎受到的路面摩擦力。
本专利将测试总牵引力的传感器称之为牵引力传感器。由于总牵引力先传递到牵引力传感器再以分牵引力的形式传递到单个轮胎对应的力传感器,为便于区分,将单个轮胎对应的力传感器称之为行驶阻力传感器。
本发明的有益效果是:本发明公开的一种路面摩擦性能连续式检测仪,能够实时获取车辆多载重、轮胎不同偏转角、轮胎不同滚动速度、轮胎抱死与轮胎纯滚动状态下的路面摩擦系数,并同时提供轮胎滚动过程中的内部压力和内部温度;该仪器采用的摩擦测试轮胎符合GB/T 2978-2014标准,轮胎可根据检测要求进行替换,且轮胎橡胶材质、轮胎构造均可通过轮胎力学性能标准测试设备检测获得;因此,该仪器可测试不同型号、不同材质、不同构造轮胎对应的路面摩擦力,具备灵活性和通用性,可弥补现有的连续式摩擦测试设备的不足,为道路管理部门和科研院所提供了一种路面摩擦测试替代方案。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的结构示意图;
图3为本发明的结构示意图;
图4为本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图,如图所示,本实施例中的路面摩擦性能连续式检测仪包括机架22、设置于机架22下方并用于支撑机架22的测试轮7、设置于机架22上方的配重组件、设置于机架22前侧的平衡组件以及牵引连接组件,所述配重组件用于为测试轮7施加荷载,所述平衡组件用于辅助支撑所述机架22使机架22保持平衡,所述牵引连接组件用于对机架22施加牵引力。
本实施例中,所述机架22与所述测试轮7之间通过悬架系统连接,所述悬架系统包括轮轴、轴套、轮轴固定杆14、水平向减震器18及竖向减震器20,所述轮轴穿设于所述测试轮7的转轴中心并与所述测试轮7之间转动配合,所述轴套位于所述测试轮7外侧并与所述轮轴轴向限位配合,所述轮轴固定杆14连接于所述轴套与所述机架22前端之间,所述水平向减震器18设置于所述轴套与所述机架22后端之间,所述竖向减震器20设置于轮轴与所述机架22之间且沿竖直方向延伸。
本实施例中,所述水平向减震器18为液压减震器,所述竖向减震器20为弹簧减震器,弹簧减震器可以有效地降低设备成本。
本实施例中,所述配重组件包括设置于所述机架22上的配重箱9及若干配重块10,所述配重块10放置于所述配重箱9内,所述配重箱9与所述机架22之间还设置有配重支承导轨19,所述配重箱9还设置有形状相适应的防尘盖1。
本实施例中,所述牵引连接组件包括与所述机架22固定连接的牵引臂2及设置于牵引臂2末端的连接件3,所述连接件3用于与外部牵引力施加端可拆卸连接。
本实施例中,所述平衡组件包括与所述牵引臂2连接的支撑腿4及设置于支撑腿4底端的平衡轮6,所述支撑腿4的有效支撑长度通过高度调节手柄5进行调节。
本实施例中,所述机架22上还设置有对测试轮7与轮轴配合状态进行切换的刹车控制阀11。
本实施例中,所述轮轴与所述机架22之间还设置有偏转调节组件,所述偏转调节组件用于调节所述测试轮7与所述机架22之间的偏转角度,所述偏转调节组件包括偏转调节销钉17及偏转销钉固定螺母16。
本实施例中,所述机架22上还设置挡泥板8,所述挡泥板8位于所述测试轮7上方。
本实施例中,还包括传感器系统,所述传感器系统包括设置于所述牵引臂2与所述机架22之间的牵引力传感器12、设置于所述机架22前端的行驶阻力传感器13、设置于轮轴上的竖向加速度传感器21以及设置于所述测试轮7上的胎压/温度传感器15。
该仪器在静置时可通过平衡轮6及支撑腿4和高度调节手柄5来保持平衡。该仪器在使用时,通过连接件3与牵引车辆(牵引力施加端)保持连接,牵引臂2与连接件3的相对连接位置可以调节实现牵引长度的调节。该仪器的荷载通过改变配重箱9中的配重块10的数量来调节。轮胎转动分为抱死和纯滚动状态,轮胎滚动状态的转换需在使用前通过刹车控制阀11来实现。防尘盖1用来保持配重箱9内部清洁。挡泥板8用来遮挡轮胎卷起的尘土和泥水。摩擦测试轮7胎的偏转角通过轮胎偏转调节销钉17和偏转销钉固定螺母16来调节。竖向减震弹簧在将配重箱9的荷载传递给轮轴的同时,也起到减缓轮胎竖向振动的作用。液压水平向减振器用来减缓轮胎行进方向的振动。轮轴固定杆14起到稳定机架22和竖向减震弹簧的作用。配重支承导轨19将配重箱9的荷载传递到承重台,同时只限制了承重台的竖向和横向(道路横截面方向)的自由度。牵引力传感器12用来测量牵引车辆提供给该仪器的牵引力。行驶阻力传感器13用来测量行进过程中轮胎的行驶阻力。胎压/温度传感器15测量行进过程中摩擦测试轮7胎的内部压强和内部温度。
在仪器匀速行驶过程中,牵引车提供的总牵引力与路面摩擦力保持平衡。此时,仪器前端的牵引力传感器12测得的数据即为路面的摩擦力。然而,由于路况差异,左侧和右侧轮胎受到的路面摩擦力也各有不同。因此,有必要在测得路面的总摩擦力的同时,再测得各个轮胎受到的路面摩擦力。基于此,该仪器的配重支承导轨19仅限制了承重台的竖向和横向自由度。承重台沿着仪器行进方向的自由度由刚性的力传感器限制。该仪器的左侧和右侧轮胎采用独立悬挂的方式,左右两侧平行布置力传感器。该方法可保证仪器行进过程中,配重模块的荷载均匀施加于左右两个轮胎,且一个轮胎的力传感器不会受到另一个轮胎及其附件的干扰,其力传感器测得的力即为对应轮胎受到的路面摩擦力。
本专利将测试总牵引力的传感器称之为牵引力传感器12。由于总牵引力先传递到牵引力传感器12再以分牵引力的形式传递到单个轮胎对应的力传感器,为便于区分,将单个轮胎对应的力传感器称之为行驶阻力传感器13。
本发明公开的一种路面摩擦性能连续式检测仪,能够实时获取车辆多载重、轮胎不同偏转角、轮胎不同滚动速度、轮胎抱死与轮胎纯滚动状态下的路面摩擦系数,并同时提供轮胎滚动过程中的内部压力和内部温度;该仪器采用的摩擦测试轮7胎符合GB/T 2978-2014标准,轮胎可根据检测要求进行替换,且轮胎橡胶材质、轮胎构造均可通过轮胎力学性能标准测试设备检测获得;因此,该仪器可测试不同型号、不同材质、不同构造轮胎对应的路面摩擦力,具备灵活性和通用性,可弥补现有的连续式摩擦测试设备的不足,为道路管理部门和科研院所提供了一种路面摩擦测试替代方案。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:包括机架、设置于机架下方并用于支撑机架的测试轮、设置于机架上方的配重组件、设置于机架前侧的平衡组件以及牵引连接组件,所述配重组件用于为测试轮施加荷载,所述平衡组件用于辅助支撑所述机架使机架保持平衡,所述牵引连接组件用于对机架施加牵引力。
2.根据权利要求1所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述机架与所述测试轮之间通过悬架系统连接,所述悬架系统包括轮轴、轴套、轮轴固定杆、水平向减震器及竖向减震器,所述轮轴穿设于所述测试轮的转轴中心并与所述测试轮之间转动配合,所述轴套位于所述测试轮外侧并与所述轮轴轴向限位配合,所述轮轴固定杆连接于所述轴套与所述机架前端之间,所述水平向减震器设置于所述轴套与所述机架后端之间,所述竖向减震器设置于轮轴与所述机架之间且沿竖直方向延伸。
3.根据权利要求2所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述水平向减震器为液压减震器,所述竖向减震器为弹簧减震器。
4.根据权利要求1所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述配重组件包括设置于所述机架上的配重箱及若干配重块,所述配重块放置于所述配重箱内,所述配重箱与所述机架之间还设置有配重支承导轨,所述配重箱还设置有形状相适应的防尘盖。
5.根据权利要求1所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述牵引连接组件包括与所述机架固定连接的牵引臂及设置于牵引臂末端的连接件,所述连接件用于与外部牵引力施加端可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述平衡组件包括与所述牵引臂连接的支撑腿及设置于支撑腿底端的平衡轮,所述支撑腿的有效支撑长度通过高度调节手柄进行调节。
7.根据权利要求6所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述机架上还设置有对测试轮与轮轴配合状态进行切换的刹车控制阀。
8.根据权利要求2所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述轮轴与所述机架之间还设置有偏转调节组件,所述偏转调节组件用于调节所述测试轮与所述机架之间的偏转角度,所述偏转调节组件包括偏转调节销钉及偏转销钉固定螺母。
9.根据权利要求8所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:所述机架上还设置挡泥板,所述挡泥板位于所述测试轮上方。
10.根据权利要求1—9任一所述的路面摩擦性能连续式检测仪,其特征在于:还包括传感器系统,所述传感器系统包括设置于所述牵引臂与所述机架之间的牵引力传感器、设置于所述机架前端的行驶阻力传感器、设置于轮轴上的竖向加速度传感器以及设置于所述测试轮上的胎压/温度传感器。
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