CN204514617U - 多功能轮胎道路检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能轮胎道路检测装置,该装置设置在车架上的两套悬架系统和轮胎转向机构分别与两侧测试轮胎独立连接,实现轮胎独立转向及呈内聚或外散姿态和侧倾角调整,在行驶中通过各种相关的传感器获得轮胎转角、侧向力、纵向加速度和侧向加速度等数据而实现在实地路况下对轮胎力学特性的检测。解决了现有轮胎室内检测装置难于模拟实际使用路面和轮胎室外检测装置在侧偏、侧倾工况下受力不平衡和检测工况单一的问题。该装置具有结构简洁、易于控制及调节的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于在室外路况下获得轮胎特性的检测装置及其基于该装置的轮胎特性测试方法。
背景技术
轮胎是位于车辆与路面之间的唯一部件,轮胎与路面的相互作用决定了车辆的运动状态。车辆的许多重要性能都与轮胎的特性有关。车辆的操纵稳定性,制动安全性,车辆垂直振动,车辆动力性,都依赖于轮胎特性的研究。因此,轮胎特性研究具有十分重大的现实意义和广阔的应用前景。
然而轮胎物理结构和轮胎橡胶与各种路面的摩擦特性都非常复杂的,它不仅与速度、垂直压力有关,而且受路面种类与路面状况(干路面、冰雪路面、积水路面)的影响。与此同时,在车辆行驶过程中,轮胎的受力状况、运动状态以及与路面间的相互作用复杂多变。总而言之,这些因素都极大增加了轮胎特性获取的难度。
目前,轮胎特性的检测装置包括两类:轮胎室内检测装置、轮胎室外检测装置。轮胎室内检测装置存在的主要问题是:难于模拟实际使用路面状况(干路面、冰雪路面、积水路面)和使用环境;轮胎室外检测装置主要包含单轮检测装置和双轮检测装置,存在的主要问题是:针对室外单轮检测装置结构复杂,同时单轮导致轮胎在侧偏、侧倾工况下受力不平衡,针对室外双轮检测装置能够实现滚阻、滑阻等单一工况,不能实现侧偏、侧倾及复合工况下的轮胎特性检测。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有轮胎道路检测系统和方法存在的缺陷,提出一种多功能轮胎道路检测装置及其测试方法。基于该检测装置,解决了室内检测装置难于模拟实际使用路面状况(干路面、冰雪路面、积水路面)及使用环境和轮胎室外检测装置受力不平衡、 检测工况单一,不能实现侧偏、侧倾及复合工况下的轮胎特性检测等问题,同时可以获取轮胎与实际使用路面间的摩擦系数。
本实用新型多功能轮胎道路检测装置,包括车架、测试轮胎、悬架系统、轮胎转向机构、牵引车连接结构、制动盘、车轮轴承、制动装置、非接触速度传感器、车轮转角传感器、惯量测试单元、转速传感器、控制台、电池;
两套所述悬架系统以行驶方向为中心对称的设置在所述车架上,每套悬架系统由减振器组件、转向连接件、轮胎侧倾调节机构和连接臂组成;即,减振器组件的一端固连在车架的支板上,另一端固连在转向连接件的上端,转向连接件的下端通过轮胎侧倾调节机构与连接臂一端球铰连接,连接臂的另一端与车架下支撑板铰连;
转向连接件与所述的车轮轴承内环固连,所述的制动盘与车轮轴承外环固连;对应于制动盘的所述的制动装置与转向连接件固连;所述的测试轮胎通过轮辋同制动盘固连。
两套所述轮胎转向机构以行驶方向为中心对称的设置在所述车架上,每套轮胎转向机构由传动套、转向片、转向球头、转向拉杆组件、转向接头和伺服电机、行星减速器、侧向力传感器组成;即,行星减速器固设在车架的上支撑板上,伺服电机与行星减速器的输入轴驱动连接,行星减速器的输出轴同传动套以键传动方式固连,传动套与转向片以键传动方式固连,转向片另一端与转向球头一端铰连,转向球头另一端与转向拉杆组件一端螺纹连接,转向拉杆组件另一端与侧向力传感器固连,侧向力传感器与转向接头固连;转向接头另一端与所述的转向连接件下端铰连;所述的车轮转角传感器设置在伺服电机自由端上;
所述的轮胎侧倾调节机构由球铰梯形调节块、调节丝杆、调节螺母和锁紧螺母组成;球铰梯形调节块的球头螺杆同所述转向连接件固连,并通过锁紧螺母将球铰梯形调节块的球头螺杆锁定,球铰梯形调节块的梯形导向面的下表面与连接臂梯形导向面的上表面贴合,调节丝杠的一端同球铰梯形调节块固连,另一端以螺纹连接方式与连接臂连接,调节螺母同调节丝杆连接。
所述的牵引车连接结构由同步微调组件、连接件、调节板、挂环、焊接支架和拉力传感器所组成;同步微调组件两端分别与挂环和连接件固定,拉力传感器一端同连接件固连,另 一端同调节板固连,调节板同焊接支架固连,焊接支架两端与车架上支撑板固连。
所述的控制台、电池、惯量测试单元分别固设在车架上支撑板上,所述的非接触速度传感器固连在车架下固定板上;
所述的转速传感器一端同轮辋方孔过渡配合方式固连,另一端同车轮轴承方孔过渡配合方式固连;
所述的伺服电机与控制台中的驱动控制板相联接;
所述的非接触速度传感器、车轮转角传感器、惯量测试单元、拉力传感器、侧向力传感器和转速传感器通过数据线分别与控制台中的中央控制器通讯联接。
在车架上还设置一载沙桶,通过装沙量以实现检测装置轮胎垂直载荷调节。
轮胎在指定工况下滚动时,通过非接触速度传感器在检测装置行驶时获取装置的纵向速度和侧向速度,通过惯性测试单元在检测装置行驶时获取装置的纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度,通过拉力传感器测量检测装置的纵向力(包括滚动阻力和制动力),通过侧向力传感器获取轮胎侧向力。
本实用新型的多功能轮胎道路检测装置可用于轮胎的侧偏、纵滑、滚动阻力、侧倾、侧倾纵滑复合、侧倾侧偏复合、侧偏纵滑复合和侧倾侧偏纵滑复合等特性试验,获得轮胎在各个工况下的试验特性曲线。
采用本实用新型多功能轮胎道路检测装置,可实现以下轮胎特性的检测试验:
1、轮胎侧偏特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过轮胎转向机构中的伺服电机给两轮胎施加确定的相反转角,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,通过侧向力传感器和车轮转角传感器获取轮胎侧偏角和轮胎侧向力;
c.改变两轮胎转角,重复步骤b获得各种侧偏角下的轮胎侧偏特性曲线。此实验还可 以在不同的速度、胎压等条件下完成。
2、轮胎纵滑特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过制动装置分别给两轮胎一个较小的制动力,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时通过拉力传感器获取轮胎纵向力,通过转速传感器测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器测量检测装置速度,以获取制动滑移率;
c.改变轮胎制动装置制动力直至轮胎全滑,重复步骤b获得制动特性曲线,改变载荷和速度得到相应工况下的制动特性实验结果。此实验还可以在不同的速度、胎压等条件下完成。
3、轮胎滚动阻力特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过拉力传感器获取轮胎滚动阻力;
c.改变牵引车的牵引速度重复步骤b的过程多次,即可得到随速度增加的滚动阻力特性曲线。此实验还可以在不同的速度、胎压等条件下完成。
4.轮胎侧倾特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过车轮转角传感器和侧向力传感器获取轮胎的侧偏角和侧向力;
c.改变两轮胎侧倾角,重复步骤b获得各种侧倾角下的轮胎侧倾特性曲线。此实验还可以在不同的速度、胎压等条件下完成。
5、轮胎侧倾、侧偏复合特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过轮胎转向机构中的伺服电机给两轮胎施加确定的相反转角,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时测量读出轮胎的侧偏角、侧倾角和侧向力;
c.改变两轮胎的侧倾角和侧偏角,重复步骤b获得各种侧倾角下的轮胎侧倾、侧偏复合特性曲线。此实验还可以在不同的载荷、速度、胎压等条件下完成。
6、轮胎侧倾、纵滑复合特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过制动装置分别给两轮胎一个较小的制动力,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时通过拉力传感器、侧向力传感器获取轮胎的纵向力和侧向力,通过转速传感器测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器测量装置速度,以获取制动滑移率;
c.分别改变轮胎的侧倾角和制动力,重复步骤b获得侧倾、纵滑复合特性测试结果。此实验还可以在不同的载荷、速度、胎压等条件下完成。
7、轮胎侧偏、纵滑复合特性的测试
a.通过载沙桶预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线 行驶至指定速度,通过轮胎转向机构中的伺服电机给两轮胎施加确定的相反转角,通过制动装置分别给两轮胎一个较小的制动力,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时通过拉力传感器获取轮胎纵向力,通过侧向力传感器和车轮转角传感器获取轮胎侧偏角和轮胎侧向力,通过转速传感器测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器测量装置速度,获取制动滑移率;
c.改变两轮胎的转角和制动力,重复步骤b获得侧偏、纵滑复合特性测试结果。此实验还可以在不同的载荷、速度、胎压等条件下完成。
8、轮胎侧倾、侧偏、纵滑复合特性的测试
a.通过载沙桶中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷精确加载或卸载,使测试装置轮胎处于不同的指定载荷;
b.首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过制动装置分别给两轮胎一个较小的制动力,通过轮胎转向机构中的伺服电机给两轮胎施加确定的相反转角,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时通过拉力传感器、侧向力传感器和车轮转角传感器获取轮胎的侧向力、纵向力和侧偏角,通过转速传感器测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器测量装置速度,以获取制动滑移率;
c.改变轮胎的侧倾角、转角和制动力,重复步骤b获得侧倾、侧偏、纵滑复合特性测试结果。此实验还可以在不同的载荷、速度、胎压等条件下完成。
由上可知,检测装置能够完成上述八类工况的轮胎特性检测,同时可以根据不同轮胎测试工况进行工况复合,已完成其它工况下轮胎特性测试,同时针对上述八类不同稳态测试方法的基础上获得瞬态测试结果,即输入由稳态改为随时间变化的瞬态输入,则可以得到瞬态轮胎特性测试结果。
本实用新型具有以下突出的技术效果:
1)本实用新型能够实现各种路面状况和路面环境的轮胎和道路特性的在线检测,解决了现有室内检测装置路面状况和环境模拟难问题。
2)本实用新型的轮胎转向机构和轮胎侧倾调节机构,配合悬架系统和制动装置能够实现轮胎起动、制动、纵滑、侧倾、侧偏和复合工况下轮胎和道路的性能检测,解决了现有室外检测装置检测在侧偏、侧倾工况下受力不平衡及检测工况单一的问题,提高了设备的利用率。
3)本实用新型提出的检测装置可以在直线运动中完成侧偏、侧倾和侧偏-纵滑特性检测,极大减少了侧偏实验对场地尺寸的要求,降低了实验成本。
4)本实用新型提出的检测装置及其测试方法可广泛适用于各种轮胎,包括乘用车、商用车、工程车、摩托车等车辆轮胎和飞机轮胎,只须根据被测轮胎的使用要求选取适当的载荷配重物体和检测传感器的检测量程。
5)本实用新型的轮胎侧倾调节机构,具有控制简单、结构易于实现和机构调节简便的特点;通过调整圆筒中预先称重的沙子,实现轮胎垂直载荷加载,同传统砝码加载方式相比,具有加载精度高、调整结构简单、易于操作的特点。
6)本实用新型提出的检测装置通过标准传感器实现各工况下轮胎力学特性,同目前室内、外轮胎试验设备通过轮胎专用六分力传感器获取各工况下力学特性相比,极大地减少了设备的制造成本,显著提高了设备的通用性。
附图说明
图1是本实用新型多功能轮胎道路检测装置的结构主视图;
图2是图1中所示A-A处剖视图;
图3是本实用新型多功能轮胎道路检测装置三维结构示意图;
图4是图2中所示B部结构放大示意图;
图5为车架三维结构示意图;
图6是本实用新型多功能轮胎道路检测装置的电器原理示意图;
图7是侧偏实验方法示意图;
图8是纵滑(制动)实验方法示意图;
图9是滚动阻力实验方法示意图;
图10是侧倾特性实验方法示意图;
图11是侧倾、纵滑复合特性实验方法示意图;
图12是侧倾、侧偏复合特性实验方法示意图;
图13是侧偏、纵滑复合特性实验方法示意图;
图14是侧倾、侧偏、纵滑复合特性实验方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
参照图1至图6,一种多功能轮胎道路检测装置,包括车架1、测试轮胎3、悬架系统、轮胎转向机构、牵引车连接结构、制动盘19、车轮轴承21、制动装置22、非接触速度传感器13、车轮转角传感器23、惯量测试单元25、转速传感器20、控制台24、电池26;
两套所述悬架系统以行驶方向为中心对称的设置在所述车架1上,每套悬架系统由减振器组件2、转向连接件5、轮胎侧倾调节机构和连接臂14组成;即,减振器组件2的一端固连在车架1的支板1.1上,另一端固连在转向连接件5的上端,转向连接件5的下端通过轮胎侧倾调节机构与连接臂14一端球铰连接,连接臂14的另一端与车架下支撑板1.3铰连;
转向连接件5与所述的车轮轴承21内环固连,所述的制动盘19与车轮轴承外环固连;对应于制动盘19的所述的制动装置22与转向连接件5固连;所述的测试轮胎3通过轮辋4同制动盘19固连。
两套所述轮胎转向机构以行驶方向为中心对称的设置在所述车架1上,每套轮胎转向机构由传动套11、转向片10、转向球头9、转向拉杆组件8、转向接头6和伺服电机27、行星减速器12、侧向力传感器7组成;即,行星减速器12固设在车架1的上支撑板1.1上,伺服电机27与行星减速器12的输入轴驱动连接,行星减速器12的输出轴同传动套11以键传动方式固连,传动套11与转向片10以键传动方式固连,转向片10另一端与转向球头9一端铰连,转向球头9另一端与转向拉杆组件8一端螺纹连接,转向拉杆组件8另一端与侧向力传感器7固连,侧向力传感器7与转向接头6固连;转向接头6另一端与所述的转向连 接件5下端铰连;所述的车轮转角传感器23设置在伺服电机27自由端上;
所述的轮胎侧倾调节机构由球铰梯形调节块17、调节丝杆16、调节螺母15和锁紧螺母18组成;球铰梯形调节块17的球头螺杆同所述转向连接件5固连,并通过锁紧螺母18将球铰梯形调节块17的球头螺杆锁定,球铰梯形调节块17的梯形导向面的下表面与连接臂14梯形导向面的上表面贴合,调节丝杠16的一端同球铰梯形调节块17固连,另一端以螺纹连接方式与连接臂14连接,调节螺母15同调节丝杆16连接。
所述的牵引车连接结构由同步微调组件29、连接件30、调节板31、挂环28、焊接支架32和拉力传感器34所组成;同步微调组件29两端分别与挂环28和连接件30固定,拉力传感器34一端同连接件30固连,另一端同调节板31固连,调节板31同焊接支架32固连,焊接支架32两端与车架上支撑板1.2固连。
所述的控制台24、电池26、惯量测试单元25分别固设在车架上支撑板1.2上,所述的非接触速度传感器13固连在车架下固定板1.3上;
所述的转速传感器20一端同轮辋4方孔过渡配合方式固连,另一端同车轮轴承21方孔过渡配合方式固连;
所述的伺服电机27与控制台24中的驱动控制板相联接;
所述的非接触速度传感器13、车轮转角传感器23、惯量测试单元25、拉力传感器34、侧向力传感器7和转速传感器20通过数据线分别与控制台24中的中央控制器通讯联接。
在车架1上还设置一载沙桶33,通过装沙量以实现检测装置轮胎垂直载荷调节。
轮胎在指定工况下滚动时,通过非接触速度传感器13在检测装置行驶时获取装置的纵向速度和侧向速度,通过惯性测试单元25在检测装置行驶时获取装置的纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度,通过拉力传感器34测量检测装置的滚动阻力和纵向力,通过侧向力传感器获取轮胎侧向力。
本实用新型测试装置可用于轮胎的侧偏、纵滑、侧倾、侧倾侧偏复合、侧倾纵滑复合、滚动阻力、侧倾侧偏纵滑复合等轮胎力学特性试验,获得测试轮胎在相应工况下的试验特性曲线。其检测方法如下:
1)侧偏试验
如图7所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶(各轮无转向角)至指定速度,通过轮胎转向机构中的伺服电机27给两轮胎施加确定的相反转角,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,通过侧向力传感器7和车轮转角传感器23获取轮胎侧偏角和轮胎侧向力。增加转向角至确定值,重复以上步骤,从而获得多个侧偏角下的轮胎侧向力变化。在此过程中获取测试轮胎的稳态侧偏力学特性曲线。
应用于稳态侧偏试验类似的操作,当检测装置直线行驶达到指定速度时,给牵引车施加瞬态输入(如角正弦或角阶跃等),同时连续记录轮胎转向角和轮胎侧向力在瞬态过程的变化,从而获取轮胎瞬态侧偏力学特性试验结果。
2)制动试验
如图8所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶(各轮无转向角)至指定速度,通过制动装置22分别给两轮胎一个较小的制动力,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,通过拉力传感器34获取轮胎纵向力,通过转速传感器20测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器13测量装置速度,以获取制动滑移率。改变轮胎制动装置22制动力直至轮胎全滑,重复重复上面的过程获得制动特性曲线,改变载荷和速度得到相应工况下的制动特性实验结果。
3)滚动阻力试验
如图9所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶(各轮无转向角)至指定速度,通过拉力传感器34获取轮胎滚动阻力。改变牵引车的牵引速度重复上面的过程多次,即可得到随速度增加的滚 动阻力特性曲线。
4)侧倾试验
如图10所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下让检测装置直线行驶至指定速度,通过车轮转角传感器23和侧向力传感器7获取轮胎的侧偏角和侧向力,重复上面过程获得各种侧倾角下的轮胎侧倾特性曲线。
5)侧倾、纵滑试验
如图11所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下让检测装置直线行驶至指定速度,通过制动装置22分别给两轮胎一个较小的制动力,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,通过拉力传感器34、侧向力传感器7获取轮胎的纵向力和侧向力,通过转速传感器20测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器13测量装置速度,以获取制动滑移率。重复多种滑移率和侧倾角后,记录相应的轮胎力、侧倾角即可得到轮胎的侧倾、纵滑复合特性测试结果。
6)侧倾、侧偏试验
如图12所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,通过轮胎转向机构中的伺服电机27给两轮胎施加确定的相反转角,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时测量读出轮胎的侧倾角、侧偏角和侧向力,重复上面过程获得各种侧倾角下的轮胎侧偏特性曲线。
7)侧偏、纵滑试验
如图13所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接, 在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过轮胎转向机构中的伺服电机27给两轮胎施加确定的相反转角,通过制动装置22分别给两轮胎一个较小的制动力,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时通过拉力传感器34获取轮胎纵向力,通过侧向力传感器7和车轮转角传感器23获取轮胎侧偏角和轮胎侧向力,通过转速传感器20测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器13测量装置速度,以获取制动滑移率;重复多组滑移率、和侧偏角后,记录相应的轮胎纵向力、装置速度和加速度即可得到轮胎的侧偏、纵滑复合特性测试结果。
8)侧倾、侧偏、纵滑试验
如图14所示,在试验中首先通过载沙桶33中预先称重的沙子,实现检测装置轮胎垂直载荷加载,使测试装置轮胎处于指定载荷下。首先通过轮胎侧倾调节机构调整两轮胎侧倾角,然后通过牵引车连接结构将牵引车同检测装置连接,在牵引车的牵引下使检测装置直线行驶至指定速度,通过制动装置22分别给两轮胎一个较小的制动力,通过轮胎转向机构中的伺服电机27给两轮胎施加确定的相反转角,此时车辆行驶阻力增加,调整牵引车的牵引力,使得检测装置保持指定的速度,此时通过拉力传感器34、侧向力传感器7和车轮转角传感器23获取轮胎的侧向力、纵向力和侧偏角,通过转速传感器20测量轮胎角速度,通过非接触速度传感器13测量装置速度,从而获取制动滑移率。重复多组滑移率、侧倾角和侧偏角后,记录相应的轮胎侧向力、装置速度和加速度即可得到轮胎的侧倾、侧偏、纵滑复合特性测试结果。
以上介绍了本实用新型提出的多功能轮胎道路检测装置的轮胎八种稳态轮胎特性的实验方法。依据同样的方法通过检测装置可以实现以上工况下的瞬态试验,只须更改输入方式,则可得到相应轮胎瞬态的力学特性。
Claims (2)
1.一种多功能轮胎道路检测装置,包括车架(1)、测试轮胎(3)、悬架系统、轮胎转向机构、牵引车连接结构、制动盘(19)、车轮轴承(21)、制动装置(22)、非接触速度传感器(13)、车轮转角传感器(23)、惯量测试单元(25)、转速传感器(20)、控制台(24)、电池(26),其特征在于:
两套所述悬架系统以行驶方向为中心对称的设置在所述车架(1)上,每套悬架系统由减振器组件(2)、转向连接件(5)、轮胎侧倾调节机构和连接臂(14)组成;即,减振器组件(2)的一端固连在车架(1)的支板(1.1)上,另一端固连在转向连接件(5)的上端,转向连接件(5)的下端通过轮胎侧倾调节机构与连接臂(14)一端球铰连接,连接臂(14)的另一端与车架下支撑板(1.3)铰连;
转向连接件(5)与所述的车轮轴承(21)内环固连,所述的制动盘(19)与车轮轴承外环固连;对应于制动盘(19)的所述的制动装置(22)与转向连接件(5)固连;所述的测试轮胎(3)通过轮辋(4)同制动盘(19)固连;
两套所述轮胎转向机构以行驶方向为中心对称的设置在所述车架(1)上,每套轮胎转向机构由传动套(11)、转向片(10)、转向球头(9)、转向拉杆组件(8)、转向接头(6)和伺服电机(27)、行星减速器(12)、侧向力传感器(7)组成;即,行星减速器(12)固设在车架(1)的上支撑板(1.1)上,伺服电机(27)与行星减速器(12)的输入轴驱动连接,行星减速器(12)的输出轴同传动套(11)以键传动方式固连,传动套(11)与转向片(10)以键传动方式固连,转向片(10)另一端与转向球头(9)一端铰连,转向球头(9)另一端与转向拉杆组件(8)一端螺纹连接,转向拉杆组件(8)另一端与侧向力传感器(7)固连,侧向力传感器(7)与转向接头(6)固连;转向接头(6)另一端与所述的转向连接件(5)下端铰连;所述的车轮转角传感器(23)设置在伺服电机(27)自由端上;
所述的轮胎侧倾调节机构由球铰梯形调节块(17)、调节丝杆(16)、调节螺母(15)和锁紧螺母(18)组成;球铰梯形调节块(17)的球头螺杆同所述转向连接件(5)固连,并通过锁紧螺母(18)将球铰梯形调节块(17)的球头螺杆锁定,球铰梯形调节块(17)的梯 形导向面的下表面与连接臂(14)梯形导向面的上表面贴合,调节丝杠(16)的一端同球铰梯形调节块(17)固连,另一端以螺纹连接方式与连接臂(14)连接,调节螺母(15)同调节丝杆(16)连接;
所述的牵引车连接结构由同步微调组件(29)、连接件(30)、调节板(31)、挂环(28)、焊接支架(32)和拉力传感器(34)所组成;同步微调组件(29)两端分别与挂环(28)和连接件(30)固定,拉力传感器(34)一端同连接件(30)固连,另一端同调节板(31)固连,调节板(31)同焊接支架(32)固连,焊接支架(32)两端与车架上支撑板(1.2)固连;
所述的控制台(24)、电池(26)、惯量测试单元(25)分别固设在车架上支撑板(1.2)上,所述的非接触速度传感器(13)固连在车架下固定板(1.3)上;
所述的转速传感器(20)一端同轮辋(4)方孔过渡配合方式固连,另一端同车轮轴承(21)方孔过渡配合方式固连;
所述的伺服电机(27)与控制台(24)中的驱动控制板相联接;
所述的非接触速度传感器(13)、车轮转角传感器(23)、惯量测试单元(25)、拉力传感器(34)、侧向力传感器(7)和转速传感器(20)通过数据线分别与控制台(24)中的中央控制器通讯联接。
2.根据权利要求1所述的多功能轮胎道路检测装置,其特征在于,还包括设置在车架(1)上的载沙桶(33)。
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Cited By (2)
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-
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CN104729863A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-06-24 | 吉林大学 | 多功能轮胎道路检测装置及其测试方法 |
CN104729863B (zh) * | 2015-04-15 | 2017-03-08 | 吉林大学 | 多功能轮胎道路检测装置及其测试方法 |
CN114594045A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-07 | 重庆交通大学 | 路面摩擦性能连续式检测仪 |
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AV01 | Patent right actively abandoned |
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