CN214010760U - 驱动轮测试模拟装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种驱动轮测试模拟装置，包括基座、安装板、加载机构和传感器；基座可转动地安装有负载轮；安装板可靠近或远离基座，用于可转动地安装驱动轮；加载机构传动连接安装板，用于带动安装板靠近基座，以使驱动轮压于负载轮上；传感器用于直接或间接地感应驱动轮与负载轮之间的压力值，以通过加载机构调节压力值到设定值。本申请提供的一种驱动轮测试模拟装置，从而加载机构带动安装板靠近基座时可带动驱动轮压于负载轮上，从而可模拟驱动轮支撑于地面的受力情况；传感器可直接或间接地感应驱动轮与负载轮之间的压力值，通过加载机构可将压力值调节到设定值，从而提高模拟驱动轮径向受力的精度。

Description

驱动轮测试模拟装置

技术领域

本申请涉及机械零部件运行模拟或测试技术领域，特别涉及一种驱动轮测试模拟装置。

背景技术

自主导航小车、自主移动机器人等应用越来越广泛，小车的行走驱动组件大多采用减速机和尼龙轮胎构成的驱动组件。驱动组件为整机的主要磨耗部件，其寿命直接影响整机寿命。

行走驱动组件关键零部件的设计和选型多早于整机设计，为了提高整机产品的可靠性，需要尽早对驱动组件进行寿命测试。对驱动组件寿命测试时，必须对运转中的驱动轮施加一定的径向负载等以模拟驱动轮在整机上工作时的实际工况。

基于以上需要，有必要设计一种驱动轮测试模拟装置，以模拟驱动轮在特定受力情况下运行，进而可用于测试驱动轮或驱动组件的使用寿命。

实用新型内容

为满足以上对驱动轮或驱动组件的使用寿命测试的需求，本申请提供一种能够模拟驱动轮在特定受力情况下运行的驱动轮测试模拟装置。

本申请所提供的驱动轮测试模拟装置，包括基座、安装板、加载机构和传感器；

基座，可转动地安装有负载轮；

安装板，可靠近或远离所述基座，用于可转动地安装驱动轮；

加载机构，传动连接所述安装板，用于带动所述安装板靠近所述基座，以使所述驱动轮压于所述负载轮上；

传感器，用于直接或间接地感应所述驱动轮与所述负载轮之间的压力值，以通过所述加载机构调节所述压力值到设定值。

进一步地，所述安装板上开设有通孔；所述加载机构包括拉杆、止挡件和弹簧；

所述拉杆可伸缩地穿设于所述通孔中，一端直接或间接连接所述基座；

所述止挡件设于所述拉杆上，位于所述安装板远离所述基座的一侧；

所述弹簧套设于所述拉杆上，位于所述止挡件与所述安装板之间，用于在所述止挡件与所述安装板之间产生弹性力，以带动所述安装板靠近所述基座。

进一步地，所述止挡件在所述拉杆上的位置可调，以调节所述止挡件与所述安装板之间的距离，进而调节所述弹簧产生的弹性力。

进一步地，所述拉杆至少有一段是螺纹杆；

所述止挡件设有与所述螺纹杆相配合的螺纹孔，使所述止挡件可旋合于所述螺纹杆上，旋转所述止挡件可调节所述止挡件与所述安装板的距离。

进一步地，所述传感器连接于所述拉杆与所述基座之间，用于感应所述拉杆对所述基座的拉力值，以根据所述拉杆对所述基座的拉力值得出所述驱动轮与所述负载轮之间的压力值。

进一步地，所述基座上设有销轴；所述加载机构还包括吊环螺钉；

所述吊环螺钉的螺钉部连接于所述传感器，所述吊环螺钉的吊环部套设于所述销轴上，使所述传感器和所述基座形成活动连接。

进一步地，所述加载机构还包括套设于所述拉杆上的导向套和球面垫片；所述导向套包括套筒部和盘形部；

所述套筒部套设于所述拉杆上，位于所述拉杆和所述弹簧之间；

所述盘形部固定于所述套筒部的顶部，远离所述套筒部的一侧开设有锥形孔；

所述球面垫片套设于所述拉杆上，位于所述盘形部与所述止挡件之间，所述球面垫片接触所述盘形部的一侧设有与所述锥形孔相配合的球面，使所述球面垫片可在所述锥形孔内摆动。

进一步地，还包括伺服驱动机构；

所述伺服驱动机构传动连接所述负载轮，用于按照设定力矩驱动所述负载轮为所述驱动轮提供切向负载。

进一步地，所述安装板的一端铰接于所述基座上。

进一步地，所述加载机构传动连接于所述安装板的另一端，所述加载机构可带动所述安装板绕与所述基座的铰接处转动以使所述安装板靠近所述基座；

所述驱动轮位于所述安装板与所述加载机构的连接位置处以及所述安装板与所述基座的铰接位置处之间。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

本申请提供了一种驱动轮测试模拟装置，通过在基座上设置负载轮，以及设置可靠近或远离基座的安装板，在安装板上可安待测试的装驱动轮，从而加载机构带动安装板靠近基座时可带动驱动轮压于负载轮上，从而可模拟驱动轮支撑于地面的受力情况；传感器可直接或间接地感应驱动轮与负载轮之间的压力值，通过加载机构可将压力值调节到设定值，从而提高模拟驱动轮径向受力的精度。

附图说明

图1和图4是本申请具体实施例中驱动轮测试模拟装置的立体结构示意图。

图2是本申请具体实施例中驱动轮测试模拟装置的主视结构示意图。

图3是图2中沿A-A截面线的截面结构示意图。

图5是图2中沿B-B截面线的局部截面结构示意图。

图6是本申请具体实施例中加载机构安装于安装板上的局部放大结构示意图。

图7是图4在C处的局部放大结构示意图。

附图标记说明如下：

1、基座；11、铰接座；12、销轴；

2、负载轮；

3、伺服驱动机构；31、伺服电机；32、减速机；

4、安装板；

5、加载机构；51、拉杆；511、螺纹杆；512、导向杆；52、止挡件；53、弹簧；54、导向套；541、套筒部；542、盘形部；5421、锥形孔；55、球面垫片；56、吊环螺钉；561、螺钉部；562、吊环部；

6、传感器；

7、驱动轮；8、驱动电机。

具体实施方式

体现本申请特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本申请的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请文件中出现的“和/或”表示既可以“和”的关系，也可以是“或”的关系，例如，“A和/或B”表示“A和B”或“A或B”两种情况，对应“A”、“B”或“A和B”三种可能的结果。

相关方案中，仅适用推力装置带动驱动轮与负载轮压在一起以对驱动轮的径向受力进行模拟，对驱动轮受到的径向力的控制精度较差，不能准确地模拟驱动轮的受力情况。

本申请提供一种驱动轮测试模拟装置，能够实现对驱动轮运行中受力模拟，且模拟精度较高。

参照图1和图2，本申请提供的驱动轮测试模拟装置，包括基座1、负载轮2、伺服驱动机构3、安装板4、加载机构5、传感器6和控制系统。

基座1可作为整个模拟装置的安装支架。

基座1顶部靠近右侧处固定设置有铰接座11。铰接座11用于铰接安装板4。

基座1顶部靠近左侧设有销轴12。销轴12用于连接加载机构5，从而将加载机构5产生的拉力传递至基座1上。

负载轮2可转动地设于基座1上，位于左右居中位置。负载轮2接触驱动轮7后可模拟地面，从而模拟驱动轮7受到地面的作用力后的运行情况。

参照图3和图4，伺服驱动机构3包括伺服电机31和减速机32。

伺服电机31和减速机32均安装于基座1上。伺服电机31传动连接减速机32，减速机32传动连接负载轮2，从而伺服电机31可通过减速机32带动负载轮2转动。

安装板4的右端铰接在铰接座11上，从而形成安装板4与基座1的活动连接。安装板4绕其与铰接座11的铰接处翻转，可靠近或远离基座1。

在一些实施例中，安装板4也可以通过其他方式活动连接于基座1，例如安装板4可通过导向机构可上下移动地设于基座1上，同样能够实现靠近或远离基座1的活动连接目的。

在一些实施例中，安装板4也可以不连接在基座1上，只要在加载机构5的作用下，安装板4可靠近或远离基座1，即可实现本发明目的。

安装板4上可安装驱动轮7，使驱动轮7可以在安装板4上转动，从而模拟驱动轮7在使用时的转动情况。

安装板4上除驱动轮7外，还可以安装与驱动轮7传动连接的减速机、驱动电机8等，从而对由驱动轮7、减速机和驱动电机8等构成的驱动组件进行运行模拟，进而可利用该模拟装置结合相关的控制装置和计算模块测试出驱动组件的使用寿命。

安装板4的左端安装设置加载机构5。

参照图5和图6，加载机构5包括拉杆51、止挡件52、弹簧53、导向套54、球面垫片55和吊环螺钉56。

拉杆51可上下移动地穿设于安装板4上开设的通孔中。拉杆51上端伸出通孔朝上，拉杆51下端伸出通孔朝向基座1。

拉杆51的下端直接或间接连接基座1，从而拉杆51在安装板4的通孔内上下伸缩移动即可带动安装板4靠近或远离基座1。具体地，拉杆51的下端可连接传感器6，从而通过传感器6连接基座1。

拉杆51由一段螺纹杆511和一段导向杆512组成。螺纹杆511位于导向杆512的上方，螺纹杆511外周设有外螺纹。导向杆512的配合于通孔中，从而可在通孔中上下移动。

止挡件52上设有与螺纹杆511相配合的螺纹孔，从而止挡件52可旋合于螺纹杆511上。旋转止挡件52可调节止挡件52在螺纹杆511上的上下位置，从而调节止挡件52与安装板4的距离。

弹簧53套设于拉杆51上，位于止挡件52与安装板4之间，用于在止挡件52与安装板4之间产生弹性力，从而带动安装板4向基座1靠近，进而使安装板4上的驱动轮7压在基座1上的负载轮2上。

旋转止挡件52调节止挡件52与安装板4的距离时，可调节对弹簧53的压缩量，进而调节弹簧53的弹力。调节弹簧53的弹力，即起到调节驱动轮7与负载轮2之间的压力。驱动轮7与负载轮2之间的压力，即模拟中驱动轮7所受到的径向力。

在一些实施例中，止挡件52也可以除螺纹配合之外的其他配合方式实现其在拉杆51上的位置调节，同样可以实现通过移动止挡件52实现对驱动轮7承受的径向力进行调节。

导向套54包括套筒部541和盘形部542。

套筒部541套设于拉杆51上，伸入弹簧53的内侧，位于拉杆51和弹簧53之间。盘形部542固定于套筒部541的顶部。盘形部542远离套筒部541的一侧开设有锥形孔5421。

球面垫片55套设于拉杆51上。球面垫片55位于导向套54的盘形部542与止挡件52之间，从而球面垫片55被止挡件52挤压于导向套54的盘形部542上。

球面垫片55接触导向套54的盘形部542的一侧设有与锥形孔5421相配合的球面，通过球面与锥形孔5421配合，使得允许球面垫片55在锥形孔5421内发生摆动，也即允许球面垫片55的轴线和导向套54的轴线存在夹角，从而增加球面垫片55以及拉杆51等的活动自由度，避免产生切向力而影响传感器6对拉力的感应精度。

参照图7，吊环螺钉56包括螺钉部561和吊环部562。螺钉部561固定于吊环部562的顶部。

吊环螺钉56的螺钉部561可拆卸地连接于传感器6的下端。吊环螺钉56的吊环部562套设于基座1顶部靠近左侧的销轴12上。吊环部562与销轴12之间的配合，允许吊环螺钉56绕销轴12的轴向摆动，且允许吊环螺钉56绕垂直于销轴12轴向且垂直于螺钉部561轴向的方向摆动，且允许吊环螺钉56沿销轴12的轴向平移，从而使吊环螺钉56与传感器6之间仅能进行拉力传递，保证传感器6对加载机构5所产生的拉力的感应精度。

传感器6具体可以是拉力传感器。加载机构5所产生的拉力经由传感器6后传递给基座1，从而加载机构5所产生的拉力可由传感器6准确反馈。

进而，根据传感器6所反馈的拉力数据，通过计算后得到驱动轮7对负载轮2的实际压力，也即驱动轮7受到的实际径向力。通过调节加载机构5的止挡件52在拉杆51上的位置即可调节加载机构5所施加的拉力大小，从而可将模拟中的驱动轮7所受到的径向力调节到设定值。

本申请驱动轮测试模拟装置的一个工作过程如下：

把包括驱动轮7在内的驱动组件安装于安装板4上。调节加载机构5的止挡件52对弹簧53的压缩量，参照传感器6的拉力反馈，将驱动轮7与负载轮2之间的压力调整至设定值，也即将驱动轮7受到的径向力调整至设定值。

启动驱动组件，使驱动轮7转动，开始模拟驱动轮7的运行状态。启动伺服驱动机构3，使负载轮2配合驱动轮7转动，通过控制伺服电机31，使驱动轮7与负载轮2之间产生设定的切向力。

从而，通过以上设置可模拟驱动轮7实际运行中受到的径向力和切向力。使用该驱动轮测试模拟装置配合相应的控制系统和计算模块后，进行长时间模拟运行直至驱动轮7磨损至无法继续满足使用需要(如半径小于最小允许半径)或驱动组件中的驱动电机8或减速机等出现故障或运行精度已经下降到无法继续使用，则可认为驱动轮7或整个驱动组件达到使用寿命。从而，可以完成对单独的驱动轮7或包括驱动轮7、减速机以及驱动电机8在内的整个驱动组件在特定载荷情况下的使用寿命。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离本申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种驱动轮测试模拟装置，其特征在于，包括：

基座，可转动地安装有负载轮；

安装板，可靠近或远离所述基座，用于可转动地安装驱动轮；

加载机构，传动连接所述安装板，用于带动所述安装板靠近所述基座，以使所述驱动轮压于所述负载轮上；

传感器，用于直接或间接地感应所述驱动轮与所述负载轮之间的压力值，以通过所述加载机构调节所述压力值到设定值。

2.根据权利要求1所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述安装板上开设有通孔；所述加载机构包括拉杆、止挡件和弹簧；

所述拉杆可伸缩地穿设于所述通孔中，一端直接或间接连接所述基座；

所述止挡件设于所述拉杆上，位于所述安装板远离所述基座的一侧；

所述弹簧套设于所述拉杆上，位于所述止挡件与所述安装板之间，用于在所述止挡件与所述安装板之间产生弹性力，以带动所述安装板靠近所述基座。

3.根据权利要求2所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述止挡件在所述拉杆上的位置可调，以调节所述止挡件与所述安装板之间的距离，进而调节所述弹簧产生的弹性力。

4.根据权利要求3所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述拉杆至少有一段是螺纹杆；

所述止挡件设有与所述螺纹杆相配合的螺纹孔，使所述止挡件可旋合于所述螺纹杆上，旋转所述止挡件可调节所述止挡件与所述安装板的距离。

5.根据权利要求2所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述传感器连接于所述拉杆与所述基座之间，用于感应所述拉杆对所述基座的拉力值，以根据所述拉杆对所述基座的拉力值得出所述驱动轮与所述负载轮之间的压力值。

6.根据权利要求5所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述基座上设有销轴；所述加载机构还包括吊环螺钉；

所述吊环螺钉的螺钉部连接于所述传感器，所述吊环螺钉的吊环部套设于所述销轴上，使所述传感器和所述基座形成活动连接。

7.根据权利要求2所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述加载机构还包括套设于所述拉杆上的导向套和球面垫片；所述导向套包括套筒部和盘形部；

所述套筒部套设于所述拉杆上，位于所述拉杆和所述弹簧之间；

所述盘形部固定于所述套筒部的顶部，远离所述套筒部的一侧开设有锥形孔；

所述球面垫片套设于所述拉杆上，位于所述盘形部与所述止挡件之间，所述球面垫片接触所述盘形部的一侧设有与所述锥形孔相配合的球面，使所述球面垫片可在所述锥形孔内摆动。

8.根据权利要求1所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，还包括伺服驱动机构；

所述伺服驱动机构传动连接所述负载轮，用于按照设定力矩驱动所述负载轮为所述驱动轮提供切向负载。

9.根据权利要求1所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述安装板的一端铰接于所述基座上。

10.根据权利要求9所述的驱动轮测试模拟装置，其特征在于，所述加载机构传动连接于所述安装板的另一端，所述加载机构可带动所述安装板绕与所述基座的铰接处转动以使所述安装板靠近所述基座；

所述驱动轮位于所述安装板与所述加载机构的连接位置处以及所述安装板与所述基座的铰接位置处之间。

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