CN114661035B - 一种无人履带车辆方向控制测试台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人履带车辆方向控制测试台，包括：第一履轮测试台、第二履轮测试台以及分别布置于第一履轮测试台和第二履轮测试台表面的第二测速组件和测定偏转组件，第一履轮测试台和第二履轮测试台的底面固定安装有若干万向支撑轮，第一履轮测试台的底面转动安装有驱动舵台，驱动舵台和测定偏转组件的底面固定于地面。本发明中，通过设置双支撑平台结构，利用第一履轮测试台和第二履轮测试台表面测试带跟随无人履带车辆运动控制进行传动运动从而分别监测两侧履带轮运动速度，根据速度差的变化延迟以及最大速度差由数据处理端判断无人履带车辆方向控制效果，进行转向控制延迟量和方向偏转幅度的测定进行数值分析，便于生产调校。

Description

一种无人履带车辆方向控制测试台

技术领域

本发明涉及履带车辆测试技术领域，具体为一种无人履带车辆方向控制测试台。

背景技术

履带车电动助力转向系统不同于传统的液压助力转向系统和电控液压助力转向系统，它不需要复杂的机械和液压控制，具有节能、环保和改善履带车操纵性能等诸多优点，受到许多学者的关注，成为履带车转向系统研究和开发的热点。在电动助力转向系统设计与开发过程中，需要在下面几个方面进行研究：在车辆实际运行状况下(也就是车辆转向力矩实际变化规律情况下)，根据车辆的一些参数确定助力特性曲线、比较不同控制策略的控制效果、对转向系统参数进行匹配设计等。

在履带车电动助力转向中主要通过两侧履带轮之间的速度控制，由速度差反应于两侧履带轮位移量进行转向操作，现有的无人履带车辆方向控制测试主要通过监测两侧履带轮之间的速度差进行数据研究分析，并将车辆放置于地面铺洒石灰粉或砂石等物质在车辆转向后根据地面轨迹手动测量判断履带车辆方向控制效果，操作繁琐测量工作效率低下，且由于轨迹石灰粉等标记物的作用使履带轮与地面摩擦力降低，测量侧滑明显导致偏转测量产生误差，转向测试精准度较低。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种无人履带车辆方向控制测试台，来解决目前存在的测试工作效率低下且测试不精准的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种无人履带车辆方向控制测试台，包括：第一履轮测试台、第二履轮测试台以及分别布置于第一履轮测试台和第二履轮测试台表面的第二测速组件和测定偏转组件，所述第一履轮测试台和第二履轮测试台的底面固定安装有若干万向支撑轮，所述第一履轮测试台的底面转动安装有驱动舵台，所述驱动舵台和测定偏转组件的底面固定于地面且位于第一履轮测试台和第二履轮测试台的一角，所述驱动舵台的一侧开设有与驱动舵台传动啮合的传动齿；

所述第二履轮测试台的表面开设有偏转槽，且偏转槽的表面滑动安装有示位滑台和从动滚轮，所述从动滚轮位于测定偏转组件的一侧且与测定偏转组件之间设有传动轴杆，所述示位滑台的顶面固定安装有第一从动辊台，所述第一履轮测试台的表面固定安装有第二测速组件，所述第二测速组件和测定偏转组件的表面均套接有测试带，所述第一履轮测试台的一侧活动连接有与第二履轮测试台一侧连接的弹性连杆；

所述测定偏转组件包括设备架、偏转架以及固定于设备架表面和偏转架表面的主动轮、偏转驱动组件和第一测速组件，所述偏转驱动组件包括轮台、平面轴座、驱动定盘、主偏转舵机和角度传感器，所述主动轮转动安装于轮台的表面且套接于测试带的内侧，所述轮台通过平面轴座转动安装于偏转架的表面，所述平面轴座固定安装于平面轴座的地面，所述主偏转舵机的输出端于驱动定盘的表面传动连接，所述驱动定盘的表面传动啮合有角度传感器，所述第一测速组件包括测速传感器和固定于设备架表面的锥齿传动轴，所述锥齿传动轴转动安装于设备架和偏转架的内侧且两端分别与主动轮的表面和测速传感器的输入端传动啮合。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一履轮测试台和第二履轮测试台位于同一水平面内且呈平行方向布置，所述弹性连杆的两端与第一履轮测试台和第二履轮测试台的相对内侧活动连接且位于远离测定偏转组件的一端。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二测速组件、偏转驱动组件和第一测速组件的输出端电性连接有控制器，所述控制器为PLC控制器或单片机结构，所述控制器的输出端与驱动舵台和主偏转舵机的输出端电信连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述测试带的表面设有若干凸棱，且若干凸棱呈环周方向均匀布置于测试带的外侧。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述平面轴座包括压接于偏转架两侧的转盘，且转盘的内侧设有与偏转架表面抵接的滚珠，所述轮台、平面轴座和驱动定盘的圆心轴线位于同一竖直线上，且驱动定盘的底面和角度传感器的输入轴固定套接有相互啮合的齿轮。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述锥齿传动轴贯穿平面轴座的表面，且锥齿传动轴的一端设有传动锥齿，所述主动轮的一侧固定安装有与所述传动锥齿啮合的齿环，所述锥齿传动轴的另一端和测速传感器的输入轴套接有相互啮合的柱齿轮。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述测速传感器与平面轴座和驱动定盘的轴线位于同一竖直线上，所述锥齿传动轴位于主动轮的一侧。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二测速组件包括分别与测定偏转组件和第二履轮测试台相对应的测速辊架和第二从动辊台，所述第二从动辊台与第一从动辊台结构相同，所述测速辊架的包括转辊架以及与转辊架传动啮合的转速传感器。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置双支撑平台结构，利用第一履轮测试台和第二履轮测试台表面测试带跟随无人履带车辆运动控制进行传动运动从而分别监测两侧履带轮运动速度，根据速度差的变化延迟以及最大速度差由数据处理端判断无人履带车辆方向控制效果，进行转向控制延迟量和方向偏转幅度的测定进行数值分析，便于生产调校。

2.本发明中，通过采用偏转驱动结构，由两侧第一测速组件和测速辊架分别监控两侧履带轮运动速度，经控制端根据测定速度分别控制驱动舵台和主偏转舵机的旋转驱动，由驱动舵台驱动作用表现于第一履轮测试台和第二履轮测试台的偏转运动，由主偏转舵机的旋转驱动作用表现于从动滚轮和示位滑台在第二履轮测试台表面的偏转运动，两者运动差量表现于第二履轮测试台与示位滑台的相对运动差，从而根据示位滑台和从动滚轮在第二履轮测试台表面的最终偏转量可视化观察无人履带车辆方向控制效果，使得结果具像化显示。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的履轮测试台结构示意图；

图3为本发明一个实施例的第二履轮测试台表面结构示意图；

图4为本发明一个实施例的测定偏转组件结构示意图；

图5为本发明一个实施例的测定偏转组件分解结构示意图；

图6为本发明一个实施例的偏转架表面结构示意图；

图7为本发明一个实施例的主偏转舵机传动结构示意图；

图8为本发明一个实施例的第一测速组件分解结构示意图。

附图标记：

100、第一履轮测试台；110、驱动舵台；120、传动齿；130、弹性连杆；

200、第二履轮测试台；210、偏转槽；220、示位滑台；230、第一从动辊台；240、从动滚轮；

300、测定偏转组件；310、设备架；320、偏转架；330、主动轮；340、偏转驱动组件；350、第一测速组件；341、轮台；342、平面轴座；343、驱动定盘；344、传动键轴；345、主偏转舵机；346、角度传感器；351、测速传感器；352、锥齿传动轴；

400、第二测速组件；410、测速辊架；420、第二从动辊台；500、测试带。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种无人履带车辆方向控制测试台。

结合图1-8所示，本发明提供的一种无人履带车辆方向控制测试台，包括：第一履轮测试台100、第二履轮测试台200以及分别布置于第一履轮测试台100和第二履轮测试台200表面的第二测速组件400和测定偏转组件300，第一履轮测试台100和第二履轮测试台200的底面固定安装有若干万向支撑轮，第一履轮测试台100的底面转动安装有驱动舵台110，驱动舵台110和测定偏转组件300的底面固定于地面且位于第一履轮测试台100和第二履轮测试台200的一角，驱动舵台110的一侧开设有与驱动舵台110传动啮合的传动齿120；第二履轮测试台200的表面开设有偏转槽210，且偏转槽210的表面滑动安装有示位滑台220和从动滚轮240，从动滚轮240位于测定偏转组件300的一侧且与测定偏转组件300之间设有传动轴杆，示位滑台220的顶面固定安装有第一从动辊台230，第一履轮测试台100的表面固定安装有第二测速组件400，第二测速组件400和测定偏转组件300的表面均套接有测试带500，第一履轮测试台100的一侧活动连接有与第二履轮测试台200一侧连接的弹性连杆130；测定偏转组件300包括设备架310、偏转架320以及固定于设备架310表面和偏转架320表面的主动轮330、偏转驱动组件340和第一测速组件350，偏转驱动组件340包括轮台341、平面轴座342、驱动定盘343、主偏转舵机345和角度传感器346，主动轮330转动安装于轮台341的表面且套接于测试带500的内侧，轮台341通过平面轴座342转动安装于偏转架320的表面，平面轴座342固定安装于平面轴座342的地面，主偏转舵机345的输出端于驱动定盘343的表面传动连接，驱动定盘343的表面传动啮合有角度传感器346，第一测速组件350包括测速传感器351和固定于设备架310表面的锥齿传动轴352，锥齿传动轴352转动安装于设备架310和偏转架320的内侧且两端分别与主动轮330的表面和测速传感器351的输入端传动啮合。

在该实施例中，第一履轮测试台100和第二履轮测试台200位于同一水平面内且呈平行方向布置，弹性连杆130的两端与第一履轮测试台100和第二履轮测试台200的相对内侧活动连接且位于远离测定偏转组件300的一端。

具体的，由第一履轮测试台100和第二履轮测试台200进行无人履带车辆两侧履带轮的支撑，进行测速以及偏转功能，在驱动舵台110驱动偏转中由弹性连杆130进行驱动第二履轮测试台200同步偏转，从而将无人履带车辆转向状态进行可视化便于观察转向动态。

在该实施例中，第二测速组件400、偏转驱动组件340和第一测速组件350的输出端电性连接有控制器，控制器为PLC控制器或单片机结构，控制器的输出端与驱动舵台110和主偏转舵机345的输出端电信连接。

具体的，由控制器接收第二测速组件400、角度传感器346和测速传感器351的监测信号，从而完成对无人履带车辆方向控制的数字化监控，便于工作人员进行后续调校，由控制器控制驱动舵台110和主偏转舵机345的偏转运动，实现转向控制的具像化，由从动滚轮240和示位滑台220在偏转槽210内侧滑动偏转角进行实际转向角的标识，从而提高数据测量的精度。

在该实施例中，测试带500的表面设有若干凸棱，且若干凸棱呈环周方向均匀布置于测试带500的外侧。

具体的，由测试带500的表面凸棱与无人履带车辆的履带轮表面棱条啮合，避免无人履带车辆在测试带500表面发生行进方向上的打滑，进一步提高对履带轮速度监控的精准度。

在该实施例中，平面轴座342包括压接于偏转架320两侧的转盘，且转盘的内侧设有与偏转架320表面抵接的滚珠，轮台341、平面轴座342和驱动定盘343的圆心轴线位于同一竖直线上，且驱动定盘343的底面和角度传感器346的输入轴固定套接有相互啮合的齿轮。

进一步的，锥齿传动轴352贯穿平面轴座342的表面，且锥齿传动轴352的一端设有传动锥齿，主动轮330的一侧固定安装有与传动锥齿啮合的齿环，锥齿传动轴352的另一端和测速传感器351的输入轴套接有相互啮合的柱齿轮，由锥齿传动轴352和测速传感器351进行主动轮330转速监测，同时通过第二测速组件400和第一测速组件350进行履带车两侧履带速度测量，据第一测速组件350测定速度值驱动主偏转舵机345的旋转量，速度值越大主偏转舵机345旋转角度越大，主偏转舵机345经由传动键轴344、驱动定盘343和平面轴座342之间的传动带动主动轮330在偏转架320的表面转动。

在该实施例中，测速传感器351与平面轴座342和驱动定盘343的轴线位于同一竖直线上，锥齿传动轴352位于主动轮330的一侧。

在该实施例中，第二测速组件400包括分别与测定偏转组件300和第二履轮测试台200相对应的测速辊架410和第二从动辊台420，第二从动辊台420与第一从动辊台230结构相同，测速辊架410的包括转辊架以及与转辊架传动啮合的转速传感器。

具体的，通过第二测速组件400进行履带车一侧履带速度测量，支撑测试带500跟随无人履带车辆运动控制进行传动运动从而监测履带轮运动速度，根据速度差的变化延迟以及最大速度差。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用无人履带车辆方向控制测试台时，首先将放置于第一履轮测试台100和第二履轮测试台200顶面的测试带500表面，控制无人履带车进行测试，由无人履带车的履带旋转运动驱动第二履轮测试台200和测定偏转组件300表面测试带500进行转动，在测试带500转动中，通过测速辊架410进行单侧履带速度监测，主动轮330同步跟随测试带500转动，由锥齿传动轴352和测速传感器351进行主动轮330转速监测，同时通过第二测速组件400和第一测速组件350进行履带车两侧履带速度测量；

在无人履带车辆转向测试中，两侧履带结构运转产生速度差，由控制端进行两侧履带运转速度监测分析，根据第一测速组件350测定速度值驱动主偏转舵机345的旋转量，速度值越大主偏转舵机345旋转角度越大，主偏转舵机345经由传动键轴344、驱动定盘343和平面轴座342之间的传动带动主动轮330在偏转架320的表面转动，从而偏转第二履轮测试台200上方测试带500偏转运动由示位滑台220和第一从动辊台230在偏转槽210内侧滑动运动支撑该侧测试带500偏转运动，同时控制端根据测速辊架410测定速度控制驱动舵台110旋转运动，由驱动舵台110和传动齿120的传动使得第一履轮测试台100在底面万向轮支撑下进行偏转运动，第二履轮测试台200受弹性连杆130连接运动在底面万向轮支撑下进行同步偏转运动，测速辊架410测定竖直越大驱动舵台110驱动角度越大，跟随第二履轮测试台200表面测试带500同步偏转运动，由第一履轮测试台100偏转靠近第二履轮测试台200运动，由于两侧速度差驱动舵台110和测定偏转组件300的偏转量不同，在履带轮与两侧测试带500的横向摩擦作用下，偏转差量反应于示位滑台220和从动滚轮240的在偏转槽210表面的偏转运动量，即可观测转向角度，实现对转向控制的观测；

从而视觉观测履带车辆方向变化，若在无人履带车辆转向控制中两侧履带轮无速度差即无法发生转向运动，据此判断转向控制是否合格以及动作延迟量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，包括：第一履轮测试台（100）、第二履轮测试台（200）以及分别布置于第一履轮测试台（100）和第二履轮测试台（200）表面的第二测速组件（400）和测定偏转组件（300），所述第一履轮测试台（100）和第二履轮测试台（200）的底面固定安装有若干万向支撑轮，所述第一履轮测试台（100）的底面转动安装有驱动舵台（110），所述驱动舵台（110）和测定偏转组件（300）的底面固定于地面且位于第一履轮测试台（100）和第二履轮测试台（200）的一角，所述第一履轮测试台（100）的一侧开设有与驱动舵台（110）传动啮合的传动齿（120）；

所述第二履轮测试台（200）的表面开设有偏转槽（210），且偏转槽（210）的表面滑动安装有示位滑台（220）和从动滚轮（240），所述从动滚轮（240）位于测定偏转组件（300）的一侧且与测定偏转组件（300）之间设有传动轴杆，所述示位滑台（220）的顶面固定安装有第一从动辊台（230），所述第一履轮测试台（100）的表面固定安装有第二测速组件（400），所述第二测速组件（400）和测定偏转组件（300）的表面均套接有测试带（500），所述第一履轮测试台（100）的一侧活动连接有与第二履轮测试台（200）一侧连接的弹性连杆（130）；

所述测定偏转组件（300）包括设备架（310）、偏转架（320）、主动轮（330）以及转动安装于偏转架 （320）表面的偏转驱动组件（340）和固定于设备架（310）表面的第一测速组件（350），所述偏转驱动组件（340）包括轮台（341）、平面轴座（342）、驱动定盘（343）、主偏转舵机（345）和角度传感器（346），所述主动轮（330）转动安装于轮台（341）的表面且套接于测试带（500）的内侧，所述轮台（341）通过平面轴座（342）转动安装于偏转架（320）的表面，所述平面轴座（342）固定安装于轮台（341）的底面，所述主偏转舵机（345）的输出端与驱动定盘（343）的表面传动连接，所述驱动定盘（343）的表面传动啮合有角度传感器（346），所述第一测速组件（350）包括测速传感器（351）和固定于设备架（310）表面的锥齿传动轴（352），所述锥齿传动轴（352）转动安装于设备架（310）和偏转架（320）的内侧且两端分别与主动轮（330）的表面和测速传感器（351）的输入端传动啮合。

2.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述第一履轮测试台（100）和第二履轮测试台（200）位于同一水平面内且呈平行方向布置，所述弹性连杆（130）的两端与第一履轮测试台（100）和第二履轮测试台（200）的相对内侧活动连接且位于远离测定偏转组件（300）的一端。

3.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述第二测速组件（400）、偏转驱动组件（340）和第一测速组件（350）的输出端电性连接有控制器，所述控制器为PLC控制器或单片机结构，所述控制器的输出端与驱动舵台（110）和主偏转舵机（345）的输出端电信连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述测试带（500）的表面设有若干凸棱，且若干凸棱呈环周方向均匀布置于测试带（500）的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述平面轴座（342）包括压接于偏转架（320）两侧的转盘，且转盘的内侧设有与偏转架（320）表面抵接的滚珠，所述轮台（341）、平面轴座（342）和驱动定盘（343）的圆心轴线位于同一竖直线上，且驱动定盘（343）的底面和角度传感器（346）的输入轴固定套接有相互啮合的齿轮。

6.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述锥齿传动轴（352）贯穿平面轴座（342）的表面，且锥齿传动轴（352）的一端设有传动锥齿，所述主动轮（330）的一侧固定安装有与所述传动锥齿啮合的齿环，所述锥齿传动轴（352）的另一端和测速传感器（351）的输入轴套接有相互啮合的柱齿轮。

7.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述测速传感器（351）与平面轴座（342）和驱动定盘（343）的轴线位于同一竖直线上，所述锥齿传动轴（352）位于主动轮（330）的一侧。

8.根据权利要求1所述的一种无人履带车辆方向控制测试台，其特征在于，所述第二测速组件（400）包括分别与测定偏转组件（300）和第二履轮测试台（200）相对应的测速辊架（410）和第二从动辊台（420），所述第二从动辊台（420）与第一从动辊台（230）结构相同，所述测速辊架（410）的包括转辊架以及与转辊架传动啮合的转速传感器。

Images