CN208588551U - 一种路面仿真系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种路面仿真系统，包括路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块组成，所述仿真路面机构包括链条和沿横向方向成排布置的至少两个链轮，所述链条沿着这些链轮的外周设置以通过这些链轮共同驱动链条，所述多个路面试件块可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面。本实用新型能够与一些轮胎测试仿真系统共同使用，来模拟真实轮胎和路面之间的相互作用，并允许根据测试要求更换不同的路面试件，可以调节测试参数，以满足不同的测试需求，从而促进了轮胎‑路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究。

Description

一种路面仿真系统

技术领域

本实用新型涉及一种路面仿真系统。

背景技术

轮胎、路面作为安全环保交通运输体系建设的主要载体材料，轮胎的材质和表面纹理、公路表面材料特性和几何特性、轮胎和路面的作用界面和环境条件等都是影响行驶安全的主要因素，在公路行业，开发了组尺寸加速加载设备或缩尺加速加载设备来研究不同结构和材料的路面的使用状况，并且需要在室内或室外试验场修筑各种结构和材料的组尺寸路面，存在占地面积大、路面更换困难、资金投入高的问题。并且轮胎、路面作为相互作用的两个载体，当前两个行业的相对孤立的研究制约了轮胎-路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究进展。

公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种路面仿真系统，其能够与一些轮胎测试仿真系统共同使用，来模拟真实轮胎和路面之间的相互作用。

进一步地，本实用新型允许根据测试要求更换不同的路面试件，可以调节测试参数，以满足不同的测试需求，从而促进了轮胎-路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种路面仿真系统，包括路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块组成，所述仿真路面机构包括链条和沿横向方向成排布置的至少两个链轮，所述链条沿着这些链轮的外周设置以通过这些链轮共同驱动链条，所述多个路面试件块可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面。

优选地，所述仿真路面机构进一步包括底座、链轮机架和驱动装置，所述链轮机架安装在所述底座上，所述链轮安装在所述链轮机架内并通过所述驱动装置驱动。

优选地，所述多个路面试件块分别可拆卸地连接在各自的试件固定底板上，所述试件固定底板通过连杆连接在所述链条上。

优选地，所述试件固定底板通过驱动连杆和活动连杆连接在所述链条上，所述驱动连杆和所述活动连杆沿链条的转动方向依次铰接在所述试件固定底板的底部。

优选地，所述活动连杆由相互铰接的第一连接杆和第二连接杆构成，所述第一连接杆的相对于与所述第二连接杆铰接的一端的另一端与所述试件固定底板铰接，所述第二连接杆的相对于与所述第一连接杆铰接的一端的另一端与链条固定连接。

优选地，所述多个路面试件块通过试件固定底板和连杆连续地布满整个链条。

优选地，链轮的外部设有罩壳，所述罩壳的上部开口。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型能够与一些轮胎测试仿真系统共同使用，来模拟真实轮胎和路面之间的相互作用，并允许根据测试要求更换不同的路面试件，可以调节测试参数，以满足不同的测试需求，从而促进了轮胎-路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究。

附图说明

图1为本实用新型的实施例所述的路面仿真系统的主视图；

图2为本实用新型的实施例所述的路面仿真系统的侧视图；

图3为本实用新型的实施例所述的路面仿真系统的局部放大图；

图4为本实用新型的实施例的其中一个路面试件块与链条连接的视图；

图5为本实用新型的实施例所述的路面仿真系统与轮胎测试仿真系统相结合的主视图；

图6为本实用新型的实施例所述的路面仿真系统与轮胎测试仿真系统相结合的侧视图；

图7为本实用新型的实施例所述的轮胎试件加载及测量机构的局部截面图。

附图标记说明：

1.轮胎试件；2.轮胎试件加载及测量机构；3.罩壳；4.路面试件块；5.链条；6.链轮；7.机架；8.轮胎架；9.轮轴；10.制动器；11.扭矩传感器；12.制动器架；13.液压装置；14.底座；15.链轮机架；16.驱动装置；17.试件固定底板；18.驱动连杆；19.活动连杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例及相应附图对本实用新型作进一步说明。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本实用新型的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例所述的中路面仿真系统包括路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块4组成，所述仿真路面机构包括链条5和沿横向方向成排布置的至少两个链轮6，所述链条5沿着这些链轮6的外周设置以通过这些链轮6共同驱动链条5，多个路面试件块4可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面。(在图1中仅简化地示出了位于上侧的几个路面试件块4和部分链条5，应当理解，路面试件块和链条是环绕链轮6形成一个封闭的环)。

如图1至图4所示，本例中，所述仿真路面机构进一步包括底座14、链轮机架15和驱动装置16，链轮机架15安装在底座14上，链轮6安装在链轮机架15内并通过驱动装置16驱动；在图2的实施例中，驱动装置16采用的是电机皮带传动方式，但是其也可以采用本领域其他传动方式，例如减速器通过联轴器直接与链轮6的枢轴连接。多个路面试件块4分别可拆卸地连接在各自的试件固定底板17上，试件固定底板17通过驱动连杆18和活动连杆19连接在链条5上从而通过链条的转动带动路面试件块4移动。驱动连杆18的一端与链条5固定连接，驱动连杆18的另一端与试件固定底板17铰接，活动连杆19由相互铰接的第一连接杆和第二连接杆构成，第一连接杆的相对于与所述第二连接杆铰接的一端的另一端与所述试件固定底板铰接，第二连接杆的相对于与所述第一连接杆铰接的一端的另一端与链条固定连接，这样在试件固定底板17与链条5之间形成三个铰接点，即，驱动连杆与试件固定底板之间的铰接点、活动连杆的第一连接杆与试件固定底板之间的铰接点和第一连接杆与第二连接杆之间的铰接点。通过上述结构，可以使得在平直部分中任意两个路面试件块4之间的间隙尽可能地小，同时又可以保证在圆弧部分移动的时候路面试件块之间不会发生干涉。

本例中，链轮6的外部设有罩壳3，所述罩壳3的上部开口以使链轮6上部的路面试件块4暴露在外，从而与轮胎试件1接触，并且使设备的其他部分与外界隔开，以免在试验过程中的噪音、粉尘以及其他杂物排出到外面而影响环境。

如图5和图6所示，本实用新型实施例所述的路面仿真系统与轮胎测试仿真系统相结合共同使用，其中轮胎测试仿真系统包括轮胎试件1和轮胎试件加载及测量机构2，所述轮胎试件1可拆卸地连接在所述轮胎试件加载及测量机构2内，所述轮胎试件加载及测量机构2安装在机架7中，所述轮胎试件加载及测量机构2包括测量设备和用于驱动轮胎试件升降并向轮胎试件1施加荷载的加载装置。加载装置在竖直方向上安装在机架的上部，轮胎试件在竖直方向上通过轮胎架安装在机架的中部。

如图7所示，本例中，所述轮胎试件加载及测量机构2进一步包括轮胎架8、轮轴9和制动器10，测量设备为扭矩传感器11，轮胎试件1通过轮轴9可旋转地连接在轮胎架8上，制动器10通过制动器架12沿轴向方向安装在轮胎试件1的一侧，扭矩传感器11安装在轮胎试件1与制动器10之间，扭矩传感器11的一端的转轴与轮轴9连接，扭矩传感器11的另一端的转轴与制动器10连接。

本例中，轮胎架8通过导轨可上下移动地安装在机架7内。加载装置为液压装置13，液压装置位于轮胎架8上方，液压装置13的活塞杆与轮胎架8连接，以对轮胎架8施加载荷。当然，该液压装置也可以采用本领域的其他装置进行替代，例如手动或者电动的丝杠等。

通过加载装置使轮胎试件下降从而与下方的路面试件接触，来模拟汽车行驶时路面与轮胎的相对运动。

通过液压装置可以根据测试需要向轮胎试件施加不同的压力以使轮胎试件向路面试件施加载荷(轮胎作用在路面上的压力)，来模拟不同载重的车辆轮胎在路面上使用情况。

本例中设有两个链轮，两个链轮可以是一个主动一个从动，也可以是两个都与驱动装置连接，从而使链条在不同方向转动。作为本实用新型的一个具体的例子，路面试件块的长度和宽度均为300mm，当然路面试件块的尺寸可以根据需要具体设定。经过市场调研具备高速低噪的大节距链条市场尚未发现，经过挑选，高速低噪链条目前最大节距为38.1mm，要想让300mmX300mm的路面试件块由链条带动做圆周运动必须研发出特殊结构才能实现。经过设计最终选择了上述结构(如图1至图4所示)。选择最接近300mm长的链条整数倍节数为一个单元，链条通过驱动连杆带动试件固定底板及路面试件块运动，在直线阶段时试件固定底板与链条平行做直线运动，当进入圆弧阶段时三个铰接点出现相应转动便可顺利通过圆弧阶段。路面试件块通过试件固定底板和连杆连续地布满整个链条(图1和图5中仅示出了路面试件的一部分)。从而模拟了真实路面。

链轮6旋转带动链条5、试件固定底板17及路面试件块4运动，当运行进入到直线阶段时路面试件块4连接形成了平直的路面，轮胎试件1与路面试件块4接合所形成的平直路面接触，路面的移动带动轮胎试件1旋转模仿轮胎在路面行驶时的工况，制动器10制动阻止了扭矩传感器11与制动器10相连的一端的转轴的转动，扭矩传感器11另一端的转轴在轮轴9的作用下继续旋转从而产生的扭矩通过扭矩传感器测量。

本例中，所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统进一步包括显示及控制系统以控制及显示测试条件和测试结果。

另外还可以根据实际测试需要增加其他辅助装置，例如可以附加喷淋系统以向轮胎试件和路面试件喷水，来模拟在雨天情况下，轮胎与路面的相互作用。

路面试件块4在两个链轮6之间形成一个平坦的区段，从而模拟路面的情况。优选，在链条下侧与轮胎试件相对的地方设置有托辊，以保证在轮胎试件1压下的时候链条5和路面试件块4不会由于轮胎试件1的压力而向下移动由此影响模拟的效果。

本实用新型实施例示出的为单排设置的结构，其中设置有两个链轮6，在两个链轮6之间设置一个轮胎试件1；但是本实用新型不限于上述结构，可以根据本实用新型的原理设置有多排的结构，例如平行设置多排；并且每一排中可以设置多个链轮6，在每两个链轮6之间设置轮胎试件1。并且，可以在不同路面试件块4上按照不同的条件设置有其他辅助装置，从而提高测试效率。

利用上述轮胎与路面相互作用的仿真测试系统进行测试的方法，具体包括以下步骤：

1)制备路面试件块，路面试件块通过车辙成型机采用模具制备；

2)路面试件块可拆卸地连接在试件固定底板上，试件固定底板通过连杆连接在链条上，路面试件块连续地排布在链条上，链轮旋转带动链条、试件固定底板及路面试件块运动，当运行进入到直线阶段时路面试件块连接形成了平直的路面，轮胎试件与路面试件块接合所形成的平直路面接触，路面的移动带动轮胎试件旋转模仿轮胎在路面行驶时的工况；

3)轮胎试件通过轮轴可拆卸地连接在轮胎架上，轮胎试件与轮轴固结，轮胎试件的旋转带动轮轴旋转，制动器及扭矩传感器作用于轮轴上，实现扭矩、制动及相关数据的采集；

4)加载装置的载荷施加在轮胎架上，载荷大小由电脑控制，载荷通过轮胎作用于路面上，速度是通过控制链轮的转速实现试件的线速度即车速；

5)安装好待测试的轮胎试件及路面试件，设定运行速度及轮胎试件对地面的压力，启动链轮，待其达到设定速度并稳定后降下轮胎试件并加载，当达到设定压力且速度稳定后进行测试，能够测试扭矩、噪音、粉尘，操作轮轴安装的制动器实现轮胎制动，能够进行与制动相关的测试；

6)试验结束后显示及控制系统显示试验结果并储存，轮胎试件自动回原位，所有运行停止。

另外，在轮胎试件行进方向上的轮胎试件的前方设置喷淋系统，当需要对湿滑路面进行测试时打开此装置，模仿雨天路况。

其中，路面试件块和轮胎试件均是可拆卸地连接在整个系统中，因此可以根据测试要求更换不同的轮胎试件和路面试件。路面试件为室内成型车辙板，可以采用不同集料、沥青和不同级配来成型车辙板，通过更换车辙板来实现不同路面的变换。通过更换轮胎(不同材质和不同花纹结构的轮胎)来实现不同轮胎的变换。

具体实例：

1)准备测试用轿轮胎胎一条，型号玲珑GREEN-Max绿行HP010，规格205/55R1691V；

2)准备路面车辙试件31块，级配类型AC-13，胶结料选择90号A级道路石油沥青，集料选择石灰岩，4.75mm通过率40％；

3)将31块路面车辙试件放在试件固定底板上，侧面用试件压板压住，试件压板通过两条螺栓紧固在试件固定底板上，确保31块路面试件块连续地布满整个链条；

4)将轮胎安装到轮胎毂上，将装好的轮胎固定在轮轴上，轮轴两端为外螺纹，将轮轴放置在轮架上的卡槽内，轮轴两端用螺母压紧；

5)打开操作界面，设置轮胎加载力为400kg、路面试件转动速度为80转/分钟；

6)启动加载装置，使轮胎下降，让轮胎与路面试件轻轻接触，将接触力清零，点击加压键，轮胎加载后，启动链轮使路面试件转动，待整个系统平稳运转10min后，达到设定压力且速度稳定后，能够测试扭矩、噪音、粉尘等，操作轮轴安装的制动器实现轮胎制动，能够进行与制动相关的测试；

7)试验结束后显示及控制系统显示试验结果并储存，轮胎试件自动回原位，所有运行停止。

前面对本实用新型具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本实用新型限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本实用新型的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本实用新型的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (7)

1.一种路面仿真系统，其特征在于，包括路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块组成，所述仿真路面机构包括链条和沿横向方向成排布置的至少两个链轮，所述链条沿着这些链轮的外周设置以通过这些链轮共同驱动链条，所述多个路面试件块可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面。

2.根据权利要求1所述的路面仿真系统，其特征在于，所述仿真路面机构进一步包括底座、链轮机架和驱动装置，所述链轮机架安装在所述底座上，所述链轮安装在所述链轮机架内并通过所述驱动装置驱动。

3.根据权利要求1所述的路面仿真系统，其特征在于，所述多个路面试件块分别可拆卸地连接在各自的试件固定底板上，所述试件固定底板通过连杆连接在所述链条上。

4.根据权利要求3所述的路面仿真系统，其特征在于，所述试件固定底板通过驱动连杆和活动连杆连接在所述链条上，所述驱动连杆和所述活动连杆沿链条的转动方向依次铰接在所述试件固定底板的底部。

5.根据权利要求4所述的路面仿真系统，其特征在于，所述活动连杆由相互铰接的第一连接杆和第二连接杆构成，所述第一连接杆的相对于与所述第二连接杆铰接的一端的另一端与所述试件固定底板铰接，所述第二连接杆的相对于与所述第一连接杆铰接的一端的另一端与链条固定连接。

6.根据权利要求3所述的路面仿真系统，其特征在于，所述多个路面试件块通过试件固定底板和连杆连续地布满整个链条。

7.根据权利要求1所述的路面仿真系统，其特征在于，链轮的外部设有罩壳，所述罩壳的上部开口。