JP6595719B2 - 車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、試験の分野に属し、具体的には、車両リフタのリフトユニットの荷重試験観測制御分野に属する。

車両リフタは、現在、自動車および都市鉄道車両の各部に使用される整備車両の昇降装置であって、鉄骨構造部と、リフトユニット部（一般に、車体リフトユニット、ボギー台車リフトユニット、他）と、電気制御部とを備え；車体リフトユニットは、中間支持体と、垂直支持棒と、支持ヘッドと、伝動部とを備え；支持ヘッドは、垂直支持棒の上部に垂直に配置される。ボギー台車リフトユニットは、中間支持体と、曲げアーム支持棒と、水平梁と、伝動部とを備え；水平梁は、曲げアーム支持棒の上部に配置される。中間支持体および伝動部の位置は、固定されており、垂直支持棒および曲げアーム支持棒は、伝動ネジに平行かつ地面に対して垂直に設けられ、モータを介してネジを駆動するように設けられ、垂直支持棒および曲げ支持棒の位置は、ネジに対して平行であるように変えられてもよい。車両リフタは、アライメントカーまたは組み立てられていない車を持ち上げるために使用されてもよく、全てのボギー台車に一度に取って代わっても、１つのボギー台車に取って代わってもよく、また車両の分解、組立ておよび保守の要件を満たしてもよい。

車は、比較的高価であることから、車両リフタデバイスの安全かつ信頼性の高い動作を保証するために、そのリフトユニットは、工場から出荷される前に荷重試験を必要とするが、現時点で、国内外の工場から出荷される前に車両リフタリフトユニットの荷重試験を行うためのデバイスおよび方法は存在しない。

上述の課題を解決するために、本願は、車両リフタの組立てが完了する前に、リフトユニットのための荷重試験を実行し、リフトユニットの機能および静的強度を検証して試験を容易にし、かつコストを節減し得る、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムおよび方法を提供する。

上述の目的を実現するために、本願は、以下の技術的解決方法を採用する。

本願の一実施形態は、組み立てられた車両リフタリフトユニットを試験するために使用され得る、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムを提供し、本システムは、ベースを備え、ベースには、試験対象であるリフトユニットを設置することができる支持ブラケットが設けられ、支持ブラケットには、試験対象であるリフトユニットに荷重力を加えるための荷重ユニットが設けられ、荷重ユニットは、設定値に従って荷重ユニットによって加えられる圧力を制御し得る制御ユニットと電気的に接続される。

本願の別の実施形態は、リフトユニットを試験するために使用され得る、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムを提供し、本システムは、ベースを備え、ベースには、支持ブラケットおよび試験対象であるリフトユニットが設けられ；支持ブラケットには、試験対象であるリフトユニットに荷重力を加えるための荷重ユニットが設けられ；荷重ユニットは、荷重ユニットによって加えられる圧力を設定値に従って制御し得る制御ユニットと電気的に接続される。本願におけるリフトユニットは、支持ヘッドと、垂直支柱とを備える。

好ましい実施形態として、支持ブラケットは、第１の支柱と第２の支柱とを備え、第１の支柱と第２の支柱とは両方ともベースに設けられ；第１の支柱と第２の支柱との間には、水平梁が設けられ；試験対象であるリフトユニットは、第１の支柱と第２の支柱との間に配置され、かつ水平梁の下に配置され；荷重ユニットは、水平梁に取り付けられ、かつ水平梁と試験対象であるリフトユニットとの間に配置される。具体的には、リフトユニットの支持ヘッドの一端は、垂直支柱に接続され、リフトユニットの支持ヘッドの他端はカンチレバー端（片持ち梁端）であり；荷重ユニットは、水平梁とカンチレバー端との間に配置される。

好ましい実施形態として、ベースは、第１のプラットフォーム（台）と、第２のプラットフォームとを備えてもよく、第１のプラットフォームは、第２の階段を介して第２のプラットフォームに接続され；第２のプラットフォームは、第１のプラットフォームの上方で、かつ荷重ユニットの近くにある。さらに、リフトユニットおよび支持ブラケットは、第１のプラットフォームに取り付けられる。

好ましい実施形態として、ベースの底部には、支持構造体が設けられてもよく、支持構造体は、鉄骨フレーム構造体として選択されてもよい。支持構造体の底部は、第１の階段を介して第１のプラットフォームに接続され；支持構造は、通常地上に置かれ、このようにして、オペレータは、階段を介して、地面と、第１のプラットフォームと、第２のプラットフォームとの間を歩き得る。

好ましい実施形態として、荷重ユニットは、油圧シリンダを備え、油圧シリンダの固定端は、支持ブラケットに取り付けられ、ピストン端は、試験対象であるリフトユニットの近くにあり、油圧シリンダのピストン端の底部には、油圧シリンダの荷重圧力を検出できる圧力センサが設けられ、圧力センサは、圧力センサによって検出された圧力信号を制御ユニットへ送信するために制御ユニットに接続される。

好ましい実施形態として、油圧シリンダの固定端は、水平梁の下に取り付けられ、油圧シリンダのピストン端およびピストンの下端に設けられるジョイントは、試験対象であるリフトユニットに近い側に存在し；圧力センサは、ジョイントの下に配置され、ジョイントと圧力センサとは、接続部材（複数を含む）を介して可動に接続される。

好ましい実施形態として、接続部材は、第１の接続部材と第２の接続部材とに分割され、第１の接続部材と第２の接続部材とは両方とも、好ましくは「Ｌ」字形の構造体であり；第１の接続部材の上端は、ピストン端の底部またはジョイントに固定され、第２の接続部材の下端は、圧力センサ上に取り付けられ；第１の接続部材には、第１の孔が設けられ、第２の接続部材には、第１の孔に整合する第２の孔が設けられ；第１の接続部材および第２の接続部材は、第１の孔および第２の孔に固定部材を設けることにより共に取り付けられ；第１の孔または第２の孔の少なくとも一方は、縦長の孔である。好ましくは、２つの接続部材が設けられ、特に好ましくは、２つの接続部材は、圧力センサに対して対称に設けられる。

好ましい実施形態として、圧力センサの下端には、センサエンドキャップも設けられてもよい。好ましくは、第２の接続部材の下端はセンサエンドキャップに固定される。

好ましい実施形態として、ピストン端の底部またはジョイントの下端面、圧力センサの上端面および下端面、センサエンドキャップの上端面および下端面、ならびに試験対象であるリフトユニットの接触面は、互いに整合する平面として設けられる。好ましい実施形態として、制御ユニットは、少なくとも、圧力信号を収集できる圧力収集モジュールと、圧力信号値を出力できる圧力出力モジュールと、油圧シリンダの荷重圧力を制御できる圧力制御モジュールとを備え、これらは、制御ユニットと電気的に接続される。

好ましい実施形態として、油圧シリンダには、変位センサがさらに装備され、変位センサは、油圧シリンダの変位信号を検出するために使用される。変位センサの上端は、固定端に取り付けられ、変位センサの下端は、ピストン端の底部またはジョイントに取り付けられる。この場合、制御ユニットは、少なくとも、変位信号を収集できる変位収集モジュールと、変位信号値を出力できる変位出力モジュールとを備え、これらは、制御ユニットと電気的に接続される。

好ましい実施形態として、制御ユニットは、試験対象であるリフトユニットに取り付けられるひずみゲージと電気的に接続され、ひずみゲージは、４５゜の角度分布を有する３次元ひずみロゼットであり、制御ユニットは、ひずみロゼットの３次元ひずみ値を収集できる収集モジュールと、ひずみロゼットのひずみ値に従って、試験対象であるリフトユニットの主応力値を計算できる計算モジュールと、計算モジュール内の主応力値を出力できる制御モジュールとを備え、収集モジュールは、計算モジュールに電気的に接続され、計算モジュールは、制御モジュールに電気的に接続される。

好ましい実施形態として、ひずみゲージは、試験対象であるリフトユニットの垂直支柱に、かつ垂直支柱と支持ヘッドとの接続部の近くに設けられ；３つのひずみゲージは、１つのひずみロゼットを形成し、そのひずみロゼットは、水平に設けられる第１のひずみゲージと、垂直に設けられる第２のひずみゲージと、水平方向と垂直方向との間に配置される第３のひずみゲージであって、好ましくは先の２方向に対して４５゜の角度である第３のひずみゲージとを備え；第１のひずみゲージが配置されるｘ軸は、支持ヘッドのカンチレバー端へ向けられ、第２のひずみゲージが配置されるｙ軸は、支持ヘッドと垂直支柱との接続方向へ向けられ、第３のひずみゲージが配置されるｕ軸は、ｘ軸とｙ軸との間に配置される。

好ましい実施形態として、複数の支持ブラケットは、ベースに並べて設けられ、各支持ブラケットには、１つの独立した荷重ユニットが設けられ、各荷重ユニットは、制御ユニットに電気的に接続される。

本願の別の実施形態は、上述の車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムを用いる、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御方法を提供し、本方法は：
制御ユニットが、定格圧力値に従って荷重ユニットへ制御信号を送信するステップと；
荷重ユニットの油圧シリンダが、制御信号を受信し、かつ試験対象であるリフトユニットに初期圧力として定格圧力値を印加するステップであって；油圧シリンダは、圧力荷重のプロセスの間に、圧力値を、予め設定された定格圧力値の乗数未満の圧力値まで連続的に増加させ、油圧シリンダと接続される圧力センサは、油圧シリンダによって印加される圧力信号を、荷重圧力値を検査するために制御ユニットにリアルタイムでフィードバックするステップと；
制御ユニットが、荷重圧力を制御するために、フィードバック圧力に従って同時に印加圧力値を調整するステップと；
を含む。

好ましい実施形態として、本方法は：油圧シリンダが初期設定圧力値で圧力を負荷すると、変位センサが油圧シリンダの初期変位値を検出して制御ユニットにフィードバックするステップと；油圧シリンダが、圧力を、予め設定された定格圧力値の乗数未満の圧力値となるように印加すると、変位センサが油圧シリンダの第２の変位値を検出して制御ユニットにフィードバックするステップと；制御ユニットが、第２の変位値と初期変位値との差分値を算出し、この差分値を試験対象であるリフトユニットの撓み値の検出として出力するステップと；をさらに含む。

好ましい実施形態として、本方法は：制御ユニットが、試験対象であるリフトユニットに取り付けられるひずみロゼットの応力信号を収集するステップと、制御ユニットの計算モジュールが、予め設定された公式に従って主応力値を計算し、試験対象であるリフトユニットの応力を検査するステップと、をさらに含む。

好ましい実施形態として、応力値を検査するステップにおいて、計算モジュールにおける予め設定された公式は、以下の通りである。

計算モジュールは、順次、上述の予め設定された公式に従って応力値を計算し；ここで、Ｅは、弾性係数であり、ｖは、ポアソン比であり、εは、ひずみロゼットの各方向のひずみであり、ε_ｍａｘは、計算された最大ひずみであり、ε_ｍｉｎは、計算された最小ひずみであり、α_０は、最大主応力とｘ軸との間の角度であり、σ_１は、ε_ｍａｘ方向と一致する応力値であり、σ_２は、ε_ｍｉｎ方向と一致する応力値である。

先行技術と比較して、本願は、以下の利点およびプラス効果を有する：
１．本願の車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムは、車体またはボギー台車を設置できる支持ブラケットを設け、かつ、その支持ブラケットに荷重ユニットを設置することにより、個々に組み立てられる車体またはボギー台車の観測制御を実現し、よって、簡便で単純かつ迅速な試験を行うことができる。
２．本願の車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御方法は、試験対象である荷重ユニットに対して、圧力試験、リフティング撓み試験および応力試験を実行することができ、よって、試験の困難性および試験コストが低減され、かつ試験精度が向上される。

荷重試験観測制御システムの正面斜視図である。 図１における部分Ａの拡大図である。 図１における部分Ｂの拡大図である。 荷重ユニットの上部分解斜視図である。 荷重ユニットの下部分解斜視図である。 観測制御システムの背面斜視図である。 図６の部分拡大図である。 実施形態２の部分正面分解斜視図である。 実施形態２の部分正面図である。 実施形態２の正面図である。 図１０のＣ−Ｃに沿った図である。 ひずみゲージの方向性を示す略図である。 観測制御方法のフローチャートである。

１ 荷重試験観測制御システム
１１ ベース
１１１ 第１のプラットフォーム
１１２ 第２のプラットフォーム
１１３ 支持構造体
１２ 支持ブラケット
１２１ 第１の支柱
１２２ 第２の支柱
１２３ 水平梁
１３ 荷重ユニット
１３１ 油圧シリンダ
１３１１ 固定端
１３１２ ピストン端
１３１３ ジョイント
１３２ 変位センサ
１３２１ 第１の取付部材
１３２２ 第２の取付部材
１３３ 圧力センサ
１３４ センサエンドキャップ
１３５ 接続部材
１３５１ 第１の接続部材
１３５２ 第２の接続部材
１３６ 第１の孔
１３７ 第２の孔
１３８ 第１のボルト
１３９ 第２のボルト
１４０ 第３のボルト
１４ 階段
１４１ 第１の階段
１４２ 第２の階段
１５ ひずみロゼット
２ リフトユニット
２１ 垂直支柱
２２ 支持ヘッド
２２１ カンチレバー端

以下、本願を、例示的な実施形態によって具体的に説明する。しかしながら、ある実施形態の要素、構造および特徴が、さらなる記述なしに他の実施形態に効果的に組み込まれ得ることは、理解されるべきである。

本願の記述において、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムの高さ方向が設置後の垂直方向であることは、留意されるべきであり；「上」、「下」、「前」、「後」およびこれらに類似する用語は、単に本願の説明を簡便かつ単純にするために、図面に示された位置関係による位置または位置関係を示すものであって、言及される装置または要素が、特定の方向性でなければならず、特定の方向性で構築されかつ操作されなければならないことを指示または含意するものではなく、よって、本願を限定するものとして解釈されるべきではない。

実施形態１
図１〜図７を参照すると、本願の車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システム１は、車両リフタのリフトユニット２を試験するために使用されてもよく、ベース１１を備え、ベース１１には、支持ブラケット１２が設けられ、支持ブラケット１２には、試験対象であるリフトユニットに荷重力を加えるための荷重ユニット１３が設けられ；荷重ユニット１３は、設定値に従って荷重ユニット１３によって加えられる圧力を制御し得る制御ユニットと電気的に接続され、荷重ユニット１３と制御ユニットとの間には電気接続関係が提供されるが、電気接続関係は一般知識により理解され得るという理由で、図面における制御ユニットの描写を省略している。

車両リフタは、リフトユニット２を備え、リフトユニット２は、ベース１１に直接取り付けられても、支持ブラケット１２に取り付けられてもよいが、後者が選択される場合、支持ブラケット１２はベース１１に設けられるため、リフトユニット２は、支持ブラケット１２の取付座（固定座）を介してベース１１に同時に固定されてもよい。図１には、２つのリフトユニット２が示されており、各リフトユニット２は、垂直支柱２１および支持ヘッド２２を備え、支持ヘッド２２は水平に設けられており、支持ヘッドの一端は垂直支柱２１に接続され、支持ヘッドの他端はカンチレバー端２２１であり、リフトユニット２の構造は、従来技術または周知の事実であると見なされてもよい；図１の右側のリフトユニット２（即ち、部分Ａにおけるリフトユニット）は、ボギー台車のリフトユニットであり、左側のリフトユニット２（即ち、部分Ｂにおけるリフトユニット）は、車体のリフトユニットである。しかしながら、本発明において試験され得るリフトユニットは、これらの２種類に限定されず、２つのみのリフトユニットを備える観測制御システムに限定されるものではなく、実際のニーズに従って、１つ以上のリフトユニットが提供されてもよい。

図１〜図６に示すように、ベース１１は、第１のプラットフォーム１１１と第２のプラットフォーム１１２とを備えてもよく、第１のプラットフォーム１１１は、第２のプラットフォーム１１２に第２の階段１４２を介して接続されてもよい；第２のプラットフォーム１１２は、第１のプラットフォーム１１１より上に、かつ荷重ユニット１３の近くに配置されている；このようにして、荷重ユニット１３は、第２のプラットフォーム１１２に保持されてもよく、または、荷重ユニット１３のコンポーネント（構成部品）が提供されてもよい。リフトユニット２および支持ブラケット１２は、第１のプラットフォーム１１１に取り付けられる。

ベース１１の底部には、支持構造体１１３が設けられてもよく、支持構造体１１３は、荷重試験観測制御システム１全体を安全かつ安定的に支持するために鉄骨フレーム構造体を選択してもよい。支持構造体１１３の底部は、第１のプラットフォーム１１１に第１の階段１４１を介して接続されてもよい；支持構造体１１３は、一般に地上に置かれ、こうして、オペレータは、階段１４を介して、地面と、第１のプラットフォーム１１１と、第２のプラットフォーム１１２との間を歩行することができる。

支持ブラケット１２は、第１の支柱１２１と、第２の支柱１２２とを備えてもよく、水平梁１２３が、第１の支柱１２１と第２の支柱１２２との間に設けられる。試験対象であるリフトユニット２は、ベース１１または支持ブラケット１２に取り付けられ、リフトユニット２の支持ヘッド２２は、第１の支柱１２１と第２の支柱１２２との間に配置され、かつ水平梁１２３の下に配置される；荷重ユニット１３は、水平梁１２３の底端に取り付けられ、かつ水平梁１２３と支持ヘッド２２との間に配置される；具体的には、（図２、図３および図７に示すように）荷重ユニット１３は、水平梁１２３と支持ヘッド２２のカンチレバー端２２１との間に配置される。

図２〜図５を組み合わせると、荷重ユニット１３は、油圧シリンダ１３１を備え、油圧シリンダ１３１の固定端１３１１（即ち、油圧シリンダのシリンダバレル端）は、支持ブラケット１２に取り付けられ、ピストン端は、試験対象であるリフトユニット２に近接し、油圧シリンダ１３１のピストン端の底部には、油圧シリンダの荷重圧力を検出できる圧力センサ１３３が設けられる。圧力センサ１３３は、圧力センサ１３３により検出される圧力信号を制御ユニットへ送信するために制御ユニットに接続される。

具体的には、荷重ユニット１３は、油圧シリンダ１３１を備え、油圧シリンダ１３１の固定端１３１１は、水平梁１２３の下に取り付けられ、ピストン端１３１２の下端には、ジョイント１３１３も設けられていてもよく、ジョイント１３１３は、ジョイントが油圧シリンダ１３１からの圧力を均等に分散するために使用され得るように平坦な円筒形であってもよく、よって、ジョイント１３１３の上端は、ピストン端の底部に固定的に接続されてもよい。

ジョイント１３１３の下には、圧力センサ１３３が設けられ、圧力センサ１３３の下端には、センサエンドキャップ１３４も設けられていてもよく、例えば、圧力センサ１３３をセンサエンドキャップ１３４に固定するために、第３のボルト１４０が使用されてもよい；センサエンドキャップ１３４は、試験対象であるリフトユニット２と接触し、これにより、圧力センサ１３３が保護され、かつ試験対象であるリフトユニット２に直接接触する圧力センサ１３３によって生じる摩擦を低減することができる；同時に、センサエンドキャップ１３４は、試験対象であるリフトユニット２の形状と一致するように構成され、それにより、力の伝達が容易になる。

荷重ユニット１３は、接続部材１３５をさらに備え、ここで、２つの接続部材１３５が設けられてもよく、２つの接続部材１３５は、好ましくは、圧力センサ１３３に対して対称に設けられてもよい；各接続部材１３５は、第１の接続部材１３５１と、第２の接続部材１３５２とに分けられ、これらの部材は何れも「Ｌ」形鋼板として選択されてもよい；第１の接続部材１３５１の上端は、ジョイント１３１３に固定され、例えば、固定には、第２のボルト１３９が使用される；ジョイント１３１３が設けられない場合、第１の接続部材１３５１の上端は、ピストン端に固定されてもよい；第２の接続部材１３５２の下端は、センサエンドキャップ１３４に固定される；センサエンドキャップ１３４が設けられない場合、第２の接続部材１３５２は、圧力センサ１３３に取り付けられてもよい；第１の接続部材１３５１には、第１の孔１３６が設けられ、第２の接続部材１３５２には、第１の孔１３６と整合する第２の孔１３７が設けられる；第２の孔１３７および第１の孔１３６内には、第１のボルト１３８等の固定部材が設けられ、これにより、第１の接続部材１３５１と第２の接続部材１３５２とが一緒に取り付けられる；第１の孔１３６および第２の孔１３７の少なくとも一方は、縦長の孔であり、よって、圧力が印加されていない場合、圧力センサ１３３は自動的に落下し、ジョイント１３１３と接触しないようになる；圧力が印加されると、固定部材（第１のボルト１３８）は、長孔に沿って移動し、よって、ジョイント１３２と圧力センサ１３３とが嵌合されて圧力を伝達する；図２〜図５に示すように、第１の孔１３６は、縦長の孔であり、よって、接続される接続部材１３５の長さは、垂直方向に調整可能である。

さらに、圧力センサ１３３がより敏感に圧力を感じ取れるように、ピストン端の底部の下端面またはジョイント１３１３の下端面、圧力センサ１３３の上端面及び下端面、センサエンドキャップ１３４の上端面及び下端面、並びに試験対象であるリフトユニット２の接触面は、互いに整合する平面として設けられ、こうして、油圧シリンダ１３１の荷重圧力は、試験対象であるリフトユニット２に、より直接的に伝達され得る。

圧力センサ１３３は、制御ユニット（不図示）と電気的に接続されていることから、圧力センサ１３３は、検出された圧力信号を制御ユニットへ送信し、制御ユニットは、圧力信号を検出し、同時に、制御ユニットは、さらに、圧力信号により伝達される圧力値に従って油圧シリンダ１３１の荷重圧力を制御して、試験対象であるリフトユニットに対する制御ユニットの圧力検出および荷重試験を実現する。要約すると、制御ユニットは、少なくとも、圧力信号を収集できる圧力収集モジュールと、圧力信号値を出力できる圧力出力モジュールと、油圧シリンダ１３１により印加される圧力を制御できる圧力制御モジュールとを備え、これらは全て、制御ユニットと電気的に接続される。

実施形態２
実施形態１を基礎として、図８〜図１１を参照すると、油圧シリンダ１３１には、変位センサ１３２がさらに設けられ、変位センサ１３２の上端は、固定端１３１１に設けられ、変位センサ１３２の下端は、ジョイント１３１３に（ジョイントが利用不可であれば、ピストン端部に）設けられる；例えば、固定端を取り囲む第１の取付部材１３２１は、変位センサ１３２の上端を固定するために固定端１３１１に設けられていてもよい；第２の取付部材１３２２は、変位センサ１３２の下端を固定するためにジョイント１３１３に設けられていてもよい；第２の取付部材１３２２は、鋼板であってもよく、ジョイント１３１３に、ボルト、ネジまたはこれらに類似するものを介して固定される。

変位センサ１３２は、油圧シリンダ１３１の変位信号を検出するために使用されることから、変位センサ１３２は、好ましくはプルロープ変位センサである；変位センサ１３２は、変位センサ１３２により検出される変位信号を制御ユニットへ送信するために、制御ユニットに電気的に接続される。要約すると、制御ユニットは、少なくとも、変位信号を収集できる変位収集モジュールと、変位信号値を出力できる変位出力モジュールとを備え、上述のモジュールは全て、制御ユニットに電気的に接続される。

実施形態３
実施形態１または実施形態２を基礎として、制御ユニットは、試験対象であるリフトユニット２に取り付けられるひずみゲージと電気的に接続され、ひずみゲージは、リフトユニットの垂直支柱２１に、支持ヘッド２２と垂直支柱２１との接続部に近接して取り付けられる；図７、図１１および図１２に示すように、３つのひずみゲージは、４５゜の角度で分散されるひずみロゼットを形成し、ひずみロゼットは、ｘ軸、ｙ軸、およびｘ軸と４５゜の角度であるｕ軸にそれぞれ取り付けられ、ｘ軸は、リフトユニットの横方向であり、且つ、支持ヘッド２１のカンチレバー端２２１側へ向けられ、ｙ軸は、リフトユニットの縦方向であり、且つ、接続部へ向けられ、ｕ軸は、ｘ軸とｙ軸との間に配置される；ひずみゲージは、（図１の正面図に関して）垂直支柱２１の左側及び右側に取り付けられ得ることが分かる。制御ユニットは、ひずみロゼットの３つの軸の圧力値を収集できる収集モジュールと、ひずみロゼットの圧力値に従って、試験対象であるリフトユニットの主応力値を計算できる計算モジュールと、計算モジュールにおける主応力値を出力できる制御モジュールとを備える；収集モジュールは、計算モジュールに電気的に接続され、計算モジュールは、制御モジュールに電気的に接続される。

上記において、計算モジュールによって試験対象であるリフトユニットの主応力値を計算するための公式は、以下の通りである。

計算モジュールは、順次、予め設定された公式に従って主応力値を計算し、ここで、Ｅは、弾性係数であり、ｖは、ポアソン比であり、εは、ひずみロゼットの各方向のひずみであり、ε_ｍａｘは、計算された最大ひずみであり、ε_ｍｉｎは、計算された最小ひずみであり、α_０は、（図１２に示すように）最大主ひずみとｘ軸との間の角度であり、σ_１は、ε_ｍａｘの方向と一致する主応力値であり、σ_２は、ε_ｍｉｎの方向と一致する主応力値である。

上記式（１）、（２）、（３）から、主ひずみの値および方向が得られ、次に、式（４）および（５）に従って主応力の値σ１およびσ２が計算され、構造体の信頼性を判断するための基礎が提供される。上述のひずみ収集および応力計算プロセスは、制御ユニット内のプログラム設定により自動的に、より高い精度で完了されてもよい。

ｎ個のひずみロゼットが設けられると仮定すれば、試験対象であるリフトユニットへ初期設定の圧力値が印加されると、ひずみロゼット１からひずみロゼットｎが各々初期値を記録するために順次接続される；圧力が、予め設定された定格荷重の乗数未満の圧力値まで連続的に印加されると、順次接続されるひずみロゼット１からひずみロゼットｎまでが、各々、この時点で試験対象であるパーツのｎ個のひずみ値を記録しかつ計算する。

実施形態４
車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御方法は、上述の車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムのうちの何れかを使用し、かつ具体的には、以下のステップを含む：制御ユニットが、初期設定の圧力値に従って荷重ユニットへ制御信号を送信する；荷重ユニットの油圧シリンダが制御信号を受信し、試験対象であるリフトユニットへ初期圧力を印加する（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）；圧力荷重のプロセスの間に、油圧シリンダは、圧力値を、予め設定された定格圧力値の乗数未満の圧力値まで連続的に増加させ（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）、圧力荷重のプロセスの間に、油圧シリンダの圧力センサが、油圧シリンダにより印加される圧力信号を、荷重圧力値を検出するために制御ユニットへリアルタイムでフィードバックする（Ｓ８）；制御ユニットが、荷重圧力を制御するために、印加圧力値をフィードバック圧力に基づいて同時に調整する（Ｓ６、Ｓ７）。

圧力を負荷する場合、試験対象であるリフトユニットの制御および観測は、圧力センサのリアルタイムセンシング（リアルタイム検出）および制御ユニットによる油圧シリンダの圧力のＰＩＤ調整によって実現される。

同時に、本願の観測制御方法は、試験対象であるリフトユニットの撓みも試験してもよく、ある具体的な試験方法は、さらに、以下のステップを含む：油圧シリンダが初期設定圧力値で圧力を印加すると、変位センサが油圧シリンダの初期変位値を検出し、制御ユニットに、具体的には制御ユニット内の撓み検出ユニットにフィードバックし、次に、変位値がＡとして記録される（Ｓ４）；油圧シリンダが予め設定された定格圧力値の乗数未満の圧力値まで圧力を加えると、変位センサが、油圧シリンダの第２の変位値を検出し、制御ユニット（撓み検出ユニット）にフィードバックし、次に、変位値がＢとして記録される（Ｓ９）；制御ユニットが、第２の変位値と初期変位値との差分値を算出し、この差分値を試験対象であるリフトユニットの撓み値の検出として出力し、即ち、変位値Ｂから変位値Ａを差し引いて得られる値がまさに試験対象であるリフトユニットの撓み値である。

同時に、本願は、試験対象であるリフトユニットの応力を検査してもよく、さらに、以下のステップを含む：制御ユニットが、試験対象であるリフトユニットに取り付けられるひずみロゼットのひずみ信号を収集し、制御ユニットの計算モジュールが、予め設定された公式に従って主応力値を計算し、試験対象であるリフトユニットの応力を検査する。

応力値を検査するステップにおいて、計算モジュールにおける予め設定された公式は、以下の通りである。

計算モジュールは、順次、上述の予め設定された公式に従って主応力値を計算し、ここで、Ｅは、弾性係数であり、ｖは、ポアソン比であり、εは、ひずみロゼットの各方向の応力値であり、σは、主応力値である。

すなわち、主ひずみの値および方向は式（１）（２）（３）から得られ、次に、主応力の値σ１およびσ２は式（４）（５）により計算され、試験対象であるリフトユニットの信頼性を判断するための基礎が提供される。上述のひずみ収集プロセスおよび応力計算プロセスは、制御ユニットにより自動的に完了される。

具体的には、システムが初期設定圧力値であるべき圧力を加えると、複数のひずみロゼット（例えば、ひずみロゼット１〜ひずみロゼットｎ）は、順次、制御ユニット内に設けられる複数の応力トランスミッタ（応力検出ユニット）に接続されて、別々に初期値を記録してもよい（Ｓ５）；システムが圧力を予め設定された定格荷重の乗数未満の圧力値まで連続的に加えると、複数の応力トランスミッタに順次接続されるひずみロゼット１〜ひずみロゼットｎは、その時点の試験対象であるｎ個のパーツのひずみ値を記録し、計算する（Ｓ１０）。応力トランスミッタは、安価であって、再利用可能であり、試験コストが節約される。

上述において、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムおよび方法は、荷重圧力観測制御、リフト柱の撓み試験および主要部品の応力試験を実行するために使用されてもよく、これにより、試験の困難さおよび試験コストが低減され、かつ試験精度が高まる。

一方で、本願では、観測制御システムにタッチスクリーンも設けられていてもよく、制御ユニットがタッチスクリーンに接続される。観測制御システムにコマンドを送る必要がある場合、タッチスクリーンは、制御ユニットの制御信号の送信をタッチスクリーンを介してさらに制御するように操作されてもよい；より直観的である様々な圧力値、撓み値および応力の大きさおよび変化などが直観的にも見ることができる。

実施形態５
この実施形態は、実施形態４の付加的な説明として使用されるものであり、具体的には、図１３を参照すると、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御方法は、具体的には、以下のステップを含む：

Ｓ１：制御ユニットが、荷重ユニットへ圧力制御信号を送る；

Ｓ２：荷重ユニットが制御信号を受信し、荷重ユニットの油圧シリンダが試験対象であるリフトユニットに圧力を加える；

Ｓ３：印加圧力が初期設定圧力値に達したかどうかが検出される；達していなければ、Ｓ１に戻る；達していれば、次のステップに進む；このステップは、油圧シリンダにより印加される圧力信号を制御ユニットにリアルタイムでフィードバックする圧力センサによって実現されてもよい；

ここで、ステップＳ１〜Ｓ３は、初期設定圧力値に到達するよう設定される；初めに与えられる圧力値が初期設定圧力値であれば、フィードバックステップは、適宜簡略化されてもよい；

Ｓ４：変位センサが初期変位を検出して、（制御ユニット内に配置される）撓み検出ユニットへフィードバックする；

Ｓ５：ひずみロゼットが、初期ひずみを（制御ユニット内に配置される）応力検出ユニットへ送信する；

ここで、Ｓ４およびＳ５は、デバイスの具体的な設定に従って並列ステップとして選択されてもよい。

Ｓ６：制御ユニットが、圧力制御信号を荷重ユニットへ送る。

Ｓ７：荷重ユニットが制御信号を受信し、荷重ユニットの油圧シリンダが、試験対象であるリフトユニットに圧力を加える；

Ｓ８：印加圧力が定格圧力値の乗数未満の圧力値に達したかどうかが検出される；達していなければ、Ｓ６に戻る；達していれば、次のステップに進む；このステップも、油圧シリンダにより印加される圧力信号を制御ユニットへリアルタイムでフィードバックする圧力センサによって実現されてもよい；

Ｓ９：変位センサが変化した変位を検出して、（制御ユニット内に配置される）撓み検出ユニットへフィードバックする；

Ｓ１０：ひずみロゼットが、変化したひずみを（制御ユニット内に配置される）応力検出ユニットへ送信する。

ここで、ステップＳ９およびＳ１０は、ステップＳ４およびＳ５に対応する；即ち、Ｓ４なしにＳ９は存在せず、Ｓ５なしにＳ１０は存在しない；Ｓ９およびＳ１０は、並列関係にあってもよい；

Ｓ１１：収集された圧力、撓みおよびひずみデータが処理される。

Claims (11)

1. 組み立てられた車両リフタリフトユニット（２）を試験するために使用され得る、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御システムであって、ベース（１１）と前記ベース（１１）に設けられた支持ブラケット（１２）とを備え、
   試験対象である前記リフトユニット（２）は前記ベース（１１）又は前記支持ブラケット（１２）に取り付けられ、
   試験対象である前記リフトユニット（２）は、支持ヘッド（２２）と、垂直支柱（２１）とを備え、
   前記支持ブラケット（１２）には、試験対象である前記リフトユニット（２）に荷重力を加えるための荷重ユニット（１３）が設けられ、
   前記荷重ユニット（１３）は、前記荷重ユニット（１３）によって加えられる圧力を設定値に従って制御できる制御ユニットと電気的に接続され、
   前記支持ブラケット（１２）は、第１の支柱（１２１）と、第２の支柱（１２２）とを備え、これらは共に、前記ベース（１１）に設けられ；前記第１の支柱（１２１）と前記第２の支柱（１２２）との間には、水平梁（１２３）が設けられ；試験対象である前記リフトユニット（２）は、前記第１の支柱（１２１）と前記第２の支柱（１２２）との間に配置され、かつ前記水平梁（１２３）の下に配置され；前記荷重ユニット（１３）は、前記水平梁（１２３）に取り付けられ、かつ前記水平梁（１２３）と試験対象である前記リフトユニット（２）との間に配置され、
   前記荷重ユニット（１３）は、油圧シリンダ（１３１）を備え、前記油圧シリンダ（１３１）の固定端（１３１１）は、前記水平梁（１２３）の下に取り付けられ、前記油圧シリンダのピストン端（１３１２）および前記ピストン端の下端に設けられたジョイント（１３１３）は、試験対象である前記リフトユニット（２）に近い側にあり；圧力センサ（１３３）が、前記ジョイント（１３１３）より下に配置され、前記圧力センサ（１３３）は、前記圧力センサ（１３３）によって検出される圧力信号を前記制御ユニットへ送信するために前記制御ユニットに接続され；前記ジョイント（１３１３）と前記圧力センサ（１３３）とは、接続部材（１３５）を介して可動に接続されることを特徴とする、荷重試験観測制御システム。
2. 前記接続部材（１３５）は、第１の接続部材（１３５１）と第２の接続部材（１３５２）とを備え；前記第１の接続部材（１３５１）の上端は、前記ピストン端の底部または前記ジョイント（１３１３）に固定され、前記第２の接続部材（１３５２）の下端は、前記圧力センサ（１３３）に取り付けられ；前記第１の接続部材（１３５１）には、第１の孔（１３６）が設けられ、前記第２の接続部材（１３５２）には、前記第１の孔（１３６）に整合する第２の孔（１３７）が設けられ；前記第１の接続部材（１３５１）および前記第２の接続部材（１３５２）は、前記第１の孔（１３６）および前記第２の孔（１３７）に固定部材を設けることにより共に取り付けられ；前記第１の孔（１３６）または前記第２の孔（１３７）の少なくとも一方は、縦長の孔であることを特徴とする、請求項１に記載の荷重試験観測制御システム。
3. 前記圧力センサ（１３３）の下端には、センサエンドキャップ（１３４）が設けられ；前記第２の接続部材（１３５２）の下端は、前記センサエンドキャップ（１３４）に取り付けられることを特徴とする、請求項２に記載の荷重試験観測制御システム。
4. 前記油圧シリンダ（１３１）には、前記油圧シリンダ（１３１）の変位信号を検出するために使用される変位センサ（１３２）が装備されることを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の荷重試験観測制御システム。
5. 前記変位センサ（１３２）の上端は、前記固定端（１３１１）に取り付けられ、前記変位センサ（１３２）の下端は、前記ピストン端の底部または前記ジョイント（１３１３）に取り付けられ；前記制御ユニットは、変位信号を収集できる変位収集モジュールと、変位信号値を出力できる変位出力モジュールとをさらに備え、これらのモジュールは、前記制御ユニットと電気的に接続されることを特徴とする、請求項４に記載の荷重試験観測制御システム。
6. 前記制御ユニットは、試験対象である前記リフトユニット（２）に取り付けられたひずみゲージと電気的に接続され、前記ひずみゲージは、４５゜の角度分布を有する３次元ひずみロゼット（１５）を形成し；前記制御ユニットは、前記ひずみロゼット（１５）の３次元応力値を収集できる収集モジュールと、前記ひずみロゼット（１５）の応力値に従って、試験対象である前記リフトユニット（２）の主応力値を計算できる計算モジュールと、前記計算モジュールにおける前記主応力値を出力できる制御モジュールとを備え；前記収集モジュールは、前記計算モジュールに電気的に接続され、前記計算モジュールは、前記制御モジュールに電気的に接続されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の荷重試験観測制御システム。
7. 前記ひずみゲージは、試験対象である前記リフトユニット（２）の前記垂直支柱（２１）に、かつ前記垂直支柱（２１）と前記支持ヘッド（２２）との接続部の近くに設けられ；３つのひずみゲージは、１つのひずみロゼット（１５）を形成し、前記ひずみロゼット（１５）は、水平に設けられた第１のひずみゲージと、垂直に設けられた第２のひずみゲージと、前記水平方向と前記垂直方向との間に配置された第３のひずみゲージとを備え；前記第１のひずみゲージが配置されるｘ軸は、前記支持ヘッド（２２）のカンチレバー端（２２１）へ向けられ、前記第２のひずみゲージが配置されるｙ軸は、前記支持ヘッド（２２）と前記垂直支柱（２１）との接続方向へ向けられ、前記第３のひずみゲージが配置されるｕ軸は、前記ｘ軸と前記ｙ軸との間に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の荷重試験観測制御システム。
8. 請求項１から５のいずれか１項に記載の荷重試験観測制御システムを用いる、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御方法であって、
   前記制御ユニットが、初期設定圧力値に従って前記荷重ユニット（１３）に制御信号を送信するステップと；
   前記荷重ユニット（１３）の前記油圧シリンダ（１３１）が、前記制御信号を受信し、かつ試験対象である前記リフトユニット（２）に初期圧力として前記初期設定圧力値を印加するステップと；
   前記油圧シリンダ（１３１）が、圧力荷重プロセスの間に、圧力値を、予め設定された定格圧力値の乗数未満の圧力値まで連続的に増加し、前記油圧シリンダ（１３１）と接続される前記圧力センサ（１３３）が、前記油圧シリンダ（１３１）により印加される圧力信号を、荷重圧力値を検出するために前記制御ユニットへリアルタイムでフィードバックするステップと；
   前記制御ユニットが、前記荷重圧力値を制御するために、印加圧力値をフィードバック圧力に従って同時に調整するステップと；
   を含むことを特徴とする、荷重試験観測制御方法。
9. 請求項６又は７に記載の荷重試験観測制御システムを用いる、車両リフタリフトユニットの荷重試験観測制御方法であって、
   前記制御ユニットが、初期設定圧力値に従って前記荷重ユニット（１３）に制御信号を送信するステップと；
   前記荷重ユニット（１３）の前記油圧シリンダ（１３１）が、前記制御信号を受信し、かつ試験対象である前記リフトユニット（２）に初期圧力として前記初期設定圧力値を印加するステップと；
   前記油圧シリンダ（１３１）が、圧力荷重プロセスの間に、圧力値を、予め設定された定格圧力値の乗数未満の圧力値まで連続的に増加し、前記油圧シリンダ（１３１）と接続される前記圧力センサ（１３３）が、前記油圧シリンダ（１３１）により印加される圧力信号を、荷重圧力値を検出するために前記制御ユニットへリアルタイムでフィードバックするステップと；
   前記制御ユニットが、前記荷重圧力値を制御するために、印加圧力値をフィードバック圧力に従って同時に調整するステップと；
   前記油圧シリンダ（１３１）が前記初期設定圧力値で圧力を負荷すると、変位センサ（１３２）が前記油圧シリンダ（１３１）の初期変位値を検出して前記制御ユニットにフィードバックするステップと；前記油圧シリンダ（１３１）が予め設定された前記定格圧力値の乗数未満の圧力値となるよう圧力を印加すると、前記変位センサ（１３２）が前記油圧シリンダ（１３１）の第２の変位値を検出して前記制御ユニットにフィードバックするステップと；前記制御ユニットが、前記第２の変位値と前記初期変位値との差分値を算出し、前記差分値を試験対象である前記リフトユニット（２）の撓み値の検出として出力するステップと；を含むことを特徴とする、荷重試験観測制御方法。
10. 前記制御ユニットが、試験対象である前記リフトユニット（２）に取り付けられたひずみロゼット（１５）の応力信号を収集するステップと；前記制御ユニットの計算モジュールが、予め設定された公式に従って主応力値を計算し、試験対象である前記リフトユニット（２）の応力値を検査するステップと；をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の荷重試験観測制御方法。
11. 前記応力値を検査するステップにおいて、前記計算モジュールにおける予め設定された前記公式は、以下の通りであり、
    
    前記計算モジュールは、順次、予め設定された前記公式に従って前記応力値を計算し；ここで、Ｅは、弾性係数であり、ｖは、ポアソン比であり、εは、前記ひずみロゼットの各方向のひずみ値であり、σは、主応力値であることを特徴とする、請求項１０に記載の荷重試験観測制御方法。