CN117326089A - 一种轮胎测试装置 - Google Patents

Abstract

一种轮胎测试装置(10)，包括：基座(100)；用于承载被测轮胎的支承部(200)，所述支承部(200)构造成允许所述被测轮胎沿着竖直方向加载到所述支承部(200)上；平动加载机构，所述平动加载机构构造成允许所述支承部(200)相对于所述基座(100)在与所述竖直方向垂直的平面内平移运动；以及扭转加载机构，所述扭转加载机构构造成允许所述支承部(200)相对于所述基座(100)倾斜而偏离与所述竖直方向垂直的平面运动。本发明的轮胎测试装置可模拟不同道面的多向加载，满足机轮轮胎复杂动态参数测量需求。

Description

一种轮胎测试装置

技术领域

本发明涉及机械设计加工领域，特别地，涉及一种轮胎测试装置，更具体地涉及用于航空机轮的轮胎测试试验装置。

背景技术

飞机的转向及地面特性与轮胎的特性密切相关。在飞机设计中，转向力矩的计算分析试验验证一直是设计难点

目前国内主流的航空机轮轮胎径侧向试验台仅可以满足垂向(Z向)和侧向(X/Y向)三个方向的载荷加载，而对于轮胎侧倾、偏航、扭转等形式的载荷要求无法满足加载要求。

因此，目前已有的轮胎测试装置所能实现的试验工况较为有限，针对不同的测试载荷要求可能需要不同的测试装置来实现。故而导致轮胎测试成本较高，周期较长。

发明内容

基于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的主要在于提供一种可模拟不同道面的多向加载的可用于航空机轮的轮胎测试装置，满足机轮轮胎复杂动态参数测量需求，尤其是针对轮胎侧倾、偏航、扭转等形式的载荷测试要求。

为此，本发明提供了一种轮胎测试装置，

包括：

基座；

用于承载被测轮胎的支承部，所述支承部构造成允许所述被测轮胎沿着竖直方向加载到所述支承部上；

平动加载机构，所述平动加载机构构造成允许所述支承部相对于所述基座在与所述竖直方向垂直的平面内平移运动；以及

扭转加载机构，所述扭转加载机构构造成允许所述支承部相对于所述基座倾斜而偏离与所述竖直方向垂直的平面运动。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，还包括中间载荷传递部，其中，所述支承部安装在所述中间载荷传递部上，且所述平动加载机构构造成允许所述中间载荷传递部相对于所述基座在与所述竖直方向垂直的平面内平移运动。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述中间载荷传递部通过彼此正交且相互独立的两个滑动副连接到所述基座而能够相对于所述基座运动。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述平动加载机构包括分别沿着两个所述滑动副所允许的滑动方向对所述中间载荷传递部进行加载的加载杆。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述扭转加载机构构造成允许所述支承部相对于所述中间载荷传递部倾斜而偏离与所述竖直方向垂直的平面运动。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述扭转加载机构包括至少三组作动器，所述作动器的第一端通过万向接头连接到所述支承部，所述作动器的第二端固定连接到所述中间载荷传递部，所述作动器能够相应地致动而改变其第一端与其第二端之间的距离，从而实现所述支承部相对于所述中间载荷传递部的期望倾斜角度。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述中间载荷传递部还包括球台铰转部，所述球台铰转部包括与所述支承部的与所述被测轮胎相背的一侧相接合的圆球形外表面。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述球台铰转部在至少一部分所述作动器之间与所述支承部接合。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述支承部是矩形平板，且所述扭转加载机构包括分别位于所述支承部的四个角部处的四组作动器。

根据本发明的轮胎测试装置的优选实施方式，所述中间载荷传递部还包括球台铰转部，所述球台铰转部包括与所述支承部的与所述被测轮胎相背的一侧相接合的圆球形外表面，且所述球台铰转部在所述支承部的几何中心处与所述支承部接合。

本发明的轮胎测试装置的主要优势至少在于：

本发明的轮胎测试装置更易于设置有可更换的道面板，可实现不同道面材质及道面形状的轮胎摩擦特性的测试。

本发明的本轮胎测试装置由三层加载装置组成，第一层为双向滑轨水平加载装置，可实现航线和侧向的加载。第二层为可升降加载平台，可实现垂向加载第三层为四个作动器驱动的可倾斜道面平台，可实现倾斜及偏航扭转的多向加载，能够模拟真实的轮胎受载环境，实现轮胎复杂特性的测试与试验。

本发明的本轮胎测试装置的道面平台有一个球形支撑结构以及四个作动器组成，球形支撑结构主要承担道面的垂向载荷，又能够使道面多自由度倾斜及偏转，四个作动器用于调节道面平台的角度。

本发明的本轮胎测试装置提供了一种真实模拟复杂工况的轮胎参数测试装置。对于航空轮胎的复杂参数提供了测试手段，对于起落架的转向力矩计算，摆振分析以及飞机动态地面特性提供必要的设计支持。

本发明的轮胎测试装置可适用于航空机轮与轮胎与汽车轮胎的复杂特性的测试，可用于起落架及汽车的静态转弯能力测试。

附图说明

本文件包括附图，以提供对各种实施例的进一步理解。附图纳入于本说明书中并且构成本说明书的部分。

附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与文字描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

参考以上目的，本发明的技术特征在下文中清楚地描述，并且其优点从以下参考附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明的范围。

附图中：

图1是根据本发明的轮胎测试装置的示意性立体示意图。

附图标记列表

10 轮胎测试装置

100 基座

200 支承部

300 中间载荷传递部

310 球台铰转部

320 凸台部

410 滑动副

420 加载杆

510 作动器

511 作动器的第一端

512 作动器的第二端

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的实施方式，这些实施方式的示例被显示在附图中并在下文中被描述。

尽管本发明将与示例性实施例相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为所例示的那些实施例。

相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且还覆盖可以被包括在本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其他实施例。

为了便于解释和精确定义本发明的技术方案，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在附图中所示的示例性实施例的特征的位置来对这些特征进行描述。

以下参考附图来具体描述本发明的封套的各种优选但非限制性的实施方式。

参见图1，本发明提供了一种满足多向加载的可用于航空机轮的轮胎测试装置10，也可称作轮胎动态测试平台。这里要指出的是，虽然下文会主要以航空机轮为被测对象进行阐述，但本领域技术人员能够理解到本发明的轮胎测试装置10不仅可用于航空机轮，还能够直接用于其他需要加载测试的轮胎、包括但不限于汽车轮胎等。

该轮胎测试装置10包括位于图1中底部处例如用于与地面等基础接触的基座100和呈道面板形式用于与被测轮胎(图1中未示出)直接接触的支承部200。道面板可以是平板面，其上表面可以涂覆不同粗糙度的涂层，用于模拟不同类型的飞机跑道平面。

被测轮胎可安装在起落架和/或相关夹具上，通过在起落架上施加垂向载荷使得轮胎压紧至道面板上。被测轮胎在支承部200的道面板上的相关装夹方式可由本领域技术人员根据实际情况采用各种已知技术手段进行适应性调整，在此不再赘述。

优选地，该轮胎测试装置10还可包括中间载荷传递部300。中间载荷传递部300可优选地包括球台铰转部310和凸台部320。

球台铰转部310可包括半圆形支撑台和球形支承表面。

凸台部320可包括大体圆筒形承台和上支撑平板。

中间载荷传递部300用于支撑支承部200传递而来的垂向载荷。

上支撑平板四角安装可各安装有一个主动控制的作动器510，作动器510通过第一端511处的万向接头与支承部200连接，通过控制作动510器伸出不同长度，可以控制支承部200的倾斜或变形。

要指出的是，本领域技术人员能够理解，上述四个作动器510的安装方式仅为针对图中所示的大致矩形、优选为正方形的道面板和上支撑平板的优选实施方式，本领域技术人员还可根据实际需求设置更多或更少且至少三个的作动器510以实现对支承部200的倾斜调整。

此外，还要指出的是，上述球台铰转部310也并非必须的，而是为了减少道面板的变形所设，除了上述这种带有球台铰转部310的优选实施方式之外，本领域技术人员还可采用其他常见手段来改善道面板的变形状况，例如通过其他形状的支承部队道面板进行支承和/或通过对道面板本身进行加强等等，在此不再赘述。

中间载荷传递部300还可包括下支撑台，下支撑台可包括加载轨道，用于支撑上面的结构重量。加载轨道可分为横向加载轨道和纵向加载轨道，可分别设置两个滑块沿着相应的加载轨道方向滑动组成滑动副410，且分别通过横向和纵向两个加载杆420沿相应轨道进行加载、且优选地对上述滑块进行加载，且上述横向和纵向加载杆420可以被主动控制的作动器(图中未示出)分别拉伸加载。

这里要指出的是，虽然图中示出了一种上述能够便利对横向和纵向分别独立进行加载的平动加载机构，然而，能够实现上述目的的平动加载机构不限于此，而是还可包括其他各种能使得中间载荷传递部300相对于基座100在垂直于竖直方向的平面中进行平动的机构，在此不再赘述。

通过更换不同涂层的道面板，可以实现不同类型飞机跑道道面的模拟；通过上部支撑台与作动器可以实现道面的倾斜和变形，满足了轮胎偏航、倾斜状态的动态测试要求；通过横向和纵向的组合加载，可以在实现传统主流试验台侧向加载要求的前提下，实现轮胎扭转的动态测试要求。

综上所述，本发明的轮胎测试装置的技术优势概括来说至少在于：

1)允许倾斜的道面板。

2)道面板的支承以及精调结构。

3)独立精准可控的侧向力加载，并确保两个测量加载动力源相对于基座固定布置。

更具体地说，本发明的轮胎测试装置的主要优势至少在于：

本发明的轮胎测试装置相对于已有的轮胎测试装置更易于设置有可更换的道面板，可实现不同道面材质及道面形状的轮胎摩擦特性的测试。

与已有的轮胎测试装置不同，本发明的本轮胎测试装置由三层加载装置组成，第一层为双向滑轨水平加载装置，可实现航线和侧向的加载。第二层为可升降加载平台，可实现垂向加载第三层为四个作动器驱动的可倾斜道面平台，可实现倾斜及偏航扭转的多向加载，能够模拟真实的轮胎受载环境，实现轮胎复杂特性的测试与试验。

与已有的轮胎测试装置不同，本发明的本轮胎测试装置的道面平台有一个球形支撑结构以及四个作动器组成，球形支撑结构主要承担道面的垂向载荷，又能够使道面多自由度倾斜及偏转，四个作动器用于调节道面平台的角度。

本发明的本轮胎测试装置相对于已有的轮胎测试装置提供了一种真实模拟复杂工况的轮胎参数测试装置。对于航空轮胎的复杂参数提供了测试手段，对于起落架的转向力矩计算，摆振分析以及飞机动态地面特性提供必要的设计支持。

本发明的轮胎测试装置相对于已有的轮胎测试装置可适用于航空机轮与轮胎与汽车轮胎的复杂特性的测试，可用于起落架及汽车的静态转弯能力测试。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对本文中所述的实施例做出这些和其他变化。

一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (10)

1.一种轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

包括：

基座(100)；

用于承载被测轮胎的支承部(200)，所述支承部(200)构造成允许所述被测轮胎沿着竖直方向加载到所述支承部(200)上；

平动加载机构，所述平动加载机构构造成允许所述支承部(200)相对于所述基座(100)在与所述竖直方向垂直的平面内平移运动；以及

扭转加载机构，所述扭转加载机构构造成允许所述支承部(200)相对于所述基座(100)倾斜而偏离与所述竖直方向垂直的平面运动。

2.根据权利要求1所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

还包括中间载荷传递部(300)，其中，所述支承部(200)安装在所述中间载荷传递部(300)上，且所述平动加载机构构造成允许所述中间载荷传递部(300)相对于所述基座(100)在与所述竖直方向垂直的平面内平移运动。

3.根据权利要求2所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述中间载荷传递部(300)通过彼此正交且相互独立的两个滑动副(410)连接到所述基座(100)而能够相对于所述基座(100)运动。

4.根据权利要求3所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述平动加载机构包括分别沿着两个所述滑动副(410)所允许的滑动方向对所述中间载荷传递部(300)进行加载的加载杆(420)。

5.根据权利要求2所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述扭转加载机构构造成允许所述支承部(200)相对于所述中间载荷传递部(300)倾斜而偏离与所述竖直方向垂直的平面运动。

6.根据权利要求5所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述扭转加载机构包括至少三组作动器(510)，所述作动器(510)的第一端(511)通过万向接头连接到所述支承部(200)，所述作动器(510)的第二端(512)固定连接到所述中间载荷传递部(300)，所述作动器(510)能够相应地致动而改变其第一端(511)与其第二端(512)之间的距离，从而实现所述支承部(200)相对于所述中间载荷传递部(300)的期望倾斜角度。

7.根据权利要求6所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述中间载荷传递部(300)还包括球台铰转部(310)，所述球台铰转部(310)包括与所述支承部(200)的与所述被测轮胎相背的一侧相接合的圆球形外表面。

8.根据权利要求7所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述球台铰转部(310)在至少一部分所述作动器(210)之间与所述支承部(200)接合。

9.根据权利要求6所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述支承部(200)是矩形平板，且所述扭转加载机构包括分别位于所述支承部(200)的四个角部处的四组作动器(510)。

10.根据权利要求9所述的轮胎测试装置(10)，

其特征在于，

所述中间载荷传递部(300)还包括球台铰转部(310)，所述球台铰转部(310)包括与所述支承部(200)的与所述被测轮胎相背的一侧相接合的圆球形外表面，且所述球台铰转部(310)在所述支承部(200)的几何中心处与所述支承部(200)接合。