TW201807676A - 振動試驗機 - Google Patents

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小原英洋
西河厚志
坂本昭
原島正吉
中村悠太
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凱威百股份有限公司
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Abstract

[摘要]
提供一種振動試驗機,可對試驗體進行鉛直方向及水平方向之雙方之任意的施振。
[解決手段]為了達成上述目的,本發明的振動試驗機(T),係具備施振機(1),其可對試驗體(B)的前後以鉛直方向及水平方向的四軸來輸入振動,故可對試驗體(B)以鉛直方向及水平方向的雙方任意施振。

Description

振動試驗機
本發明係關於振動試驗機。
以往,作為振動試驗機,例如,有著可對摩托車賦予鉛直方向及前後水平方向的振動來進行試驗者。如上述般的振動試驗機,係以摩托車為對象,將摩托車的車軸作為施振點,來賦予振動。具體來說,振動試驗機,係具備:對前輪側車軸賦予鉛直方向之振動的致動器及賦予水平方向之振動的致動器、以及對後輪側車軸賦予鉛直方向之振動的致動器等三個致動器。
為摩托車的情況,對於振動輸入,懸架前輪的前叉的動作會較大,故在將車輛行進時之車體框架的振動予以重現之際,不需要有對後輪側車軸施加水平方向振動的致動器。
如上述構成的振動試驗機,例如於JPH07140890(A)所揭示般,以三個致動器來對摩托車的車體賦予鉛直方向與水平方向的振動,藉此對車體賦予接近摩托車在實際行進之際從路面所輸入的振動。
但是,以往的振動試驗機,係對前輪側車軸以鉛直方向和水平方向的雙軸來進行施振,而對後輪側車軸僅以鉛直方向的單軸來進行施振,故在實際行進時對於輸入車體之振動的重現有著其界限。
且,在試驗體為腳踏車的情況,由於車體框架有著剛性較高但強度較弱的特徵,故若是只對後輪側的車軸進行單軸的施振的話,有著無法重現實際行進時的振動之問題。
在此,本發明,係為了解決上述問題而成者,其目的在於提供一種振動試驗機,可對試驗體進行鉛直方向及水平方向之雙方之任意的施振。
為了達成上述目的,本發明的振動試驗機,係分別在試驗體之前後的兩個施振點具備施振機,該施振機係賦予鉛直方向以及使前述施振點靠近遠離之水平方向的振動。
1‧‧‧施振機
2‧‧‧負重施加裝置
3‧‧‧架台
3a‧‧‧彈性支撐部
3b‧‧‧基座
4‧‧‧第一施振部
5‧‧‧第二施振部
21‧‧‧支撐框架
21a‧‧‧縱支柱
21b‧‧‧橫樑
21c‧‧‧導引樑
22‧‧‧殼體
22a‧‧‧支撐板
22b‧‧‧蓋
22c‧‧‧導引樑
23‧‧‧安裝台
24‧‧‧支撐台
25‧‧‧把持構件
31‧‧‧車軸
32‧‧‧車軸
33‧‧‧座桿
34‧‧‧車體框架
35‧‧‧頭管
36‧‧‧前叉
41‧‧‧平台
42‧‧‧第一鉛直軸致動器
43‧‧‧第一水平軸致動器
44‧‧‧支柱
45‧‧‧第一變換連結器
46‧‧‧連結桿
47‧‧‧連結桿
51‧‧‧平台
52‧‧‧第二鉛直軸致動器
53‧‧‧第二水平軸致動器
54‧‧‧支柱
55‧‧‧第二變換連結器
56‧‧‧連結桿
57‧‧‧連結桿
X‧‧‧水平方向
Z‧‧‧鉛直方向
T‧‧‧振動試驗機
W‧‧‧砝碼秤錘
M‧‧‧馬達
D‧‧‧緩衝構件
D1‧‧‧第一彈性構件
D2‧‧‧第二彈性構件
B‧‧‧兩輪車輛
圖1為一實施形態中振動試驗機的側視圖。
圖2為一實施形態中振動試驗機的前視圖。
圖3為一實施形態中振動試驗機之負重施加裝置的側視剖面圖。
圖4為一實施形態中振動試驗機之負重施加裝置的前視圖。
圖5為一實施形態中振動試驗機之控制器的構成圖。
圖6為一實施形態中表示振動試驗機之控制器之處理步驟的流程圖。
以下,根據圖示的實施形態,說明本發明。一實施形態的振動試驗機T,係如圖1及圖2所示般,具備施振機1,係將試驗體亦即作為騎乘車輛之兩輪車輛B之前後的車軸31、32作為施振點,來對各車軸31、32以圖1中成為上下方向的鉛直方向(Z軸方向)和圖1中成為左右方向且使兩輪車輛B的車軸31、32彼此靠近遠離的水平方向(X軸方向)進行施振。且,振動試驗機T,為了做出實際有人搭乘在兩輪車輛B的狀態,除了具備對兩輪車輛B的座桿33施加負重的負重施加裝置2之外,還如圖5所示般,具備用來控制施振機1的控制器C。
以下,針對振動試驗機T的各部分進行詳細說明。施振機1,係具備:架台3、安裝於架台3且以兩輪車輛B之前輪側的車軸31為施振點來對鉛直方向及水平方向施加振動的第一施振部4、可移動地安裝在架台3且以兩輪車輛B之後輪側的車軸32為施振點來對鉛直方向及水平方向施加振動的第二施振部5。
試驗體亦即騎乘車輛的兩輪車輛B,係具備以下構件所構成:車體框架34;前叉36,其旋動自如地安裝於設在車體框架34前端的頭管35;車軸31,其設在前叉36 的前端;及車軸32,其設在車體框架34的後側。且,兩輪車輛B之車軸31、32所保持的前輪及後輪係在被拆除的狀態來進行振動試驗。且,車體框架34係具備朝向上方突出的座桿33,於座桿33,安裝有負重施加裝置2,於兩輪車輛B施加有負重。
架台3,係具備複數個彈性支撐部3a、及設在彈性支撐部3a上的基座3b而構成,將由安裝在基座3b上的第一施振部4及第二施振部5所致之施振的振動,以彈性支撐部3a來吸收,使負載不會施加於地面。
第一施振部4,係具備以下構件所構成:平台41,其固定安裝在架台3的基座3b;第一鉛直軸致動器42,其以鉛直方向站立並安裝在平台41且進行伸縮運動;第一水平軸致動器43,其同樣以鉛直方向站立在平台41且可擺動地安裝在平台41來進行伸縮運動;支柱44,其以鉛直方向站立設在平台41;第一變換連結器45,係可旋轉地連結支柱44與第一水平軸致動器43;連結桿46,其可對第一鉛直軸致動器42與車軸31的雙方旋轉且連結兩者;及連結桿47,其可對第一變換連結器45與車軸31的雙方旋轉且連結兩者。
且,第一鉛直軸致動器42及第一水平軸致動器43,在本例中,係伸縮型的油壓伺服缸,藉由來自圖外之油壓源的壓力油供給來進行伸縮動作。
連結桿46係棒狀,其一端以鉸鏈結合於第一鉛直軸致動器42,且另一端以鉸鏈結合成可拆除地連結於車軸 31。
因此,當第一鉛直軸致動器42出現伸縮運動時,透過連結桿46使車軸31被朝向圖1中成為上下方向的鉛直方向施振,而對車軸31賦予鉛直方向的振動。由於連結桿46係可旋轉地連結車軸31及第一鉛直軸致動器42,故即使對車軸31施加水平方向的振動,亦不會影響該振動,可藉由第一鉛直軸致動器42來對車軸31進行鉛直方向的施振。
支柱44,係豎立於平台41,於其前端,可旋轉地安裝有大致三角形狀的第一變換連結器45。第一變換連結器45,在此情況,係將其一頂點的附近鉸鏈結合於支柱44來連結於支柱44,且對支柱44安裝成只允許以鉸鏈結合點為中心來進行旋轉的態樣。
連結桿47係棒狀,其一端並未連結於第一變換連結器45的支柱44及第一水平軸致動器43,而是以鉸鏈結合來連結於剩下的頂點附近。且,連結桿47的另一端,係以鉸鏈結合成可拆除地連結於車軸31。
然後,以含有指向對施振點的車軸31進行施振之水平方向的X軸與第一水平軸致動器43之伸縮運動之軸線所成的面為基準面時,第一水平軸致動器43、第一變換連結器45及連結桿47係各自被連結成只可在基準面上旋轉。
在使第一水平軸致動器43伸長時,藉此使第一變換連結器45對支柱44的鉸鏈結合點以逆時針方向旋轉而將 連結桿47往左方推出,故可使車軸31朝圖1中的左方向驅動。相反地,在使第一水平軸致動器43收縮時,藉此使第一變換連結器45對支柱44的鉸鏈結合點以順時針方向旋轉而將連結桿47往右方拉動,故可使車軸31朝圖1中的右方向驅動。亦即,該第一施振部4中,以第一變換連結器45和支柱44構成曲柄機構,可將第一水平軸致動器43的伸縮運動變換成X軸方向的運動並傳達至施振點亦即車軸31。且,第一變換連結器45,為了在強度方面上有利而成為三角形狀,但亦可為L字狀等之三角形狀以外的形狀。
藉此,當第一水平軸致動器43出現伸縮運動時,藉由第一變換連結器45將第一水平軸致動器43之鉛直方向的伸縮運動變換成X軸方向的往復運動,且透過連結桿47對車軸31於X軸方向施振來賦予振動。由於連結桿47係可旋轉地連結車軸31及第一變換連結器45,故即使對車軸31施加鉛直方向的振動,亦不會影響該振動,可藉由第一水平軸致動器43來對車軸31進行水平方向的施振。
第二施振部5,係具備以下構件所構成:平台51,其相對於架台3的基座3b安裝成可沿著兩輪車輛B之前後的X軸方向移動;第二鉛直軸致動器52,其以鉛直方向站立並安裝在平台51且進行伸縮運動;第二水平軸致動器53,其同樣以鉛直方向站立在平台51且可擺動地安裝在平台51來進行伸縮運動;支柱54,其以鉛直方向站立 設在平台51;第二變換連結器55,係可旋轉地連結支柱54與第二水平軸致動器53;連結桿56,其可對第二鉛直軸致動器52與車軸32的雙方旋轉且連結兩者;及連結桿57,其可對第二變換連結器55與車軸32的雙方旋轉且連結兩者。
平台51,雖未詳細圖示,但係相對於架台3透過線性導件等而被安裝,且允許相對於架台3之朝X軸方向的移動,且,藉由搭載於架台3的馬達M而可朝X軸方向驅動。此外,平台51,在振動試驗中可固定於架台3,可限制朝X軸方向的移動。藉此,因應試驗體亦即兩輪車輛B之施振點間的距離,亦即,因應車軸31、32間的距離來在X軸方向調節相對於第二施振部5之架台3的位置,可使第二施振部5位在適合兩輪車輛B的位置。藉此,不依賴兩輪車輛B的全長,便能將第二施振部5定位在適當位置,可將第一施振部4與第二施振部5分別安裝在兩輪車輛B的施振點,可進行振動試驗。
且,第二鉛直軸致動器52及第二水平軸致動器53,在本例中,係伸縮型的油壓伺服缸,藉由來自圖外之油壓源的壓力油供給來進行伸縮動作。
連結桿56係棒狀,其一端以鉸鏈結合於第二鉛直軸致動器52,且另一端以鉸鏈結合成可拆除地連結於車軸32。
而且,當第二鉛直軸致動器52出現伸縮運動時,透過連結桿56使車軸32被朝向圖1中成為上下方向的鉛直 方向施振,而對車軸32賦予鉛直方向的振動。由於連結桿56係可旋轉地連結車軸32及第二鉛直軸致動器52,故即使對車軸32施加水平方向的振動,亦不會影響該振動,可藉由第二鉛直軸致動器52來對車軸32進行鉛直方向的施振。
支柱54,係豎立於平台51,於其前端,可旋轉地安裝有大致三角形狀的第二變換連結器55。第二變換連結器55,在此情況,係將其一頂點的附近鉸鏈結合於支柱54來連結於支柱54,且對支柱54安裝成只允許以鉸鏈結合點為中心來進行旋轉的態樣。
連結桿57係棒狀,其一端並未連結於第二變換連結器55的支柱54及第二水平軸致動器53,而是以鉸鏈結合來連結於剩下的頂點附近。且,連結桿57的另一端,係以鉸鏈結合成可拆除地連結於車軸32。
然後,以含有指向對施振點的車軸32進行施振之水平方向的X軸與第二水平軸致動器53之伸縮運動之軸線所成的面為基準面時,第二水平軸致動器53、第二變換連結器55及連結桿57係各自被連結成只可在基準面上旋轉。
與第一施振部4同樣地,該第二施振部5中,亦以第二變換連結器55和支柱54構成曲柄機構,可將第二水平軸致動器53的伸縮運動變換成X軸方向的運動並傳達至施振點亦即車軸31。且,第二變換連結器55,為了在強度方面上有利而成為三角形狀,但亦可為L字狀等之三角 形狀以外的形狀。
藉此,當第二水平軸致動器53出現伸縮運動時,藉由第二變換連結器55將第二水平軸致動器53之鉛直方向的伸縮運動變換成X軸方向的往復運動,且透過連結桿57對車軸32於X軸方向施振來賦予振動。且,由於連結桿57係可旋轉地連結車軸32及第二變換連結器55,故即使對車軸32施加鉛直方向的振動,亦不會影響該振動,可藉由第二水平軸致動器53來對車軸32進行水平方向的施振。
且,前述之各致動器42、43、52、53,雖未圖示,但是其為周知的油壓伺服缸,具備有:缸體和在缸體內滑動自如地插入並將缸體內區劃成伸側室和壓側室的活塞;插通至缸體內且與活塞連結的輸出桿;及連接於可對伸側室與壓側室之一方供給壓力油的泵且另一方連通於槽的方向切換閥。各致動器42、43、52、53,可採用單桿型或雙桿型之任一者。各致動器42、43、52、53,係藉由對伸側室之壓力油的供給而可伸長動作,且藉由對壓側室之壓力油的供給而可收縮動作。另外,各致動器42、43、52、53,係將兩室連通於槽並使壓力油的供給停止等來使負重無法發揮,而實現幾乎沒有抵抗地藉由外力自由伸縮的無負載狀態。且,各致動器42、43、52、53的具體構造,並不限於前述者,只要可實現無負載狀態的話,亦可採用其他構造。且,各致動器42、43、52、53,可為以電動或空氣壓來驅動的致動器,即使是該情況,亦得注意 到可實現前述無負載狀態。
然後,第一變換連結器45與第二變換連結器55,係分別對支柱44、54設置成相同朝向。藉此,第一施振部4及第二施振部5的第一水平軸致動器43及第二水平軸致動器53,係全部都被配置在支柱44、54之驅動方向亦即X軸方向兩側的其中一方側,亦即,圖1中支柱44、54的右側。且,第一水平軸致動器43及第二水平軸致動器53,亦可被配置在支柱44、54之驅動方向兩側之中與上述相反側之圖1中的左側。
且,各鉛直軸致動器42、52亦使用相同規格者。此外,各水平軸致動器43、53的規格係相同,且連結桿46、47的長度、將各變換連結器45、55之水平軸致動器43、53的伸縮運動變換至往車軸31、32之X軸方向之運動之際的槓桿比為相等。
然後,該振動試驗機T中,第一變換連結器45與第二變換連結器55,係分別設置成相同朝向,使第一水平軸致動器43及第二水平軸致動器53被配置在支柱44、54之驅動方向兩側中的一方側。因此,在將兩輪車輛B往圖1中的右側同步移動的情況,只要將第一水平軸致動器43與第二水平軸致動器53以相同量朝收縮側行進即可。相反地,在往圖1中的左側同步移動的情況,只要將第一水平軸致動器43與第二水平軸致動器53以相同量朝伸長側行進即可。藉此,在各水平軸致動器43、53的行進位置為相同位置的情況,會注意使車軸31、32之X軸 方向的相對位置不變化。因此,即使各水平軸致動器43、53被關閉而成為無負載狀態並藉由兩輪車輛B的重量而成為最收縮,車軸31、32之X軸方向的相對位置亦不會變化。
此外,在欲改變施振點亦即車軸31、32之X軸方向的距離時,只要各水平軸致動器43、53的行進量沒有不同即可,可控制各水平軸致動器43、53的行進量來對試驗體亦即兩輪車輛B作用負重。
且,使各鉛直軸致動器42、52伸縮來將施振點亦即車軸31、32往鉛直方向驅動時,使雙方的水平軸致動器43、53同步伸縮的話,可不對兩輪車輛B作用X軸方向的負重而使兩輪車輛B上下運動。
藉此,即使鉛直軸致動器42、52及水平軸致動器43、53被關閉而成為無負載狀態而變成最收縮狀態,車軸31、32之Z軸方向及X軸方向的相對位置亦不會變化,可無負擔地將兩輪車輛B移動至最下方且不會傷到兩輪車輛B。
藉此,根據該振動試驗機T,能夠監視作用於車軸31、32的負重,沒有必要實施將其回授的負重控制,控制器C,只要對各致動器42、43、52、53進行變位控制便足矣。藉此,沒有必要使控制從變位控制緩衝切換至負重控制故容易控制,且不需要稱重傳感器或歪曲感測器等的設置,故在成本面上亦較有利。
此外,將全致動器42、43、52、53的油壓全部關閉 而成為無負載狀態,並使全致動器42、43、52、53成為最收縮狀態的情況,各致動器42、43、52、53彼此不會互相擠壓拉扯。因此,本例的振動試驗機T中,可安全進行試驗體亦即兩輪車輛B的裝卸作業。且,即使因故障導致各致動器42、43、52、53被全部關閉,由於各致動器42、43、52、53彼此不會干涉對方的動作,故可將兩輪車輛B迅速移動至最下方。
且,在第一水平軸致動器43及第二水平軸致動器53配置在支柱44、54之驅動方向兩側之中一方側時可享受前述的優點,但第一水平軸致動器43及第二水平軸致動器53的配置並不限於此。
接著,針對負重施加裝置2進行說明。如圖3所示般,具備:對騎乘車輛亦即兩輪車輛B的座桿33施加負重的砝碼秤錘W、以及設置在座桿33與砝碼秤錘W之間的緩衝構件D。
更詳細來說,負重施加裝置2,係具備以下構件所構成:支撐框架21,其設在架台3之基座3b上;殼體22,其相對於支撐框架21被安裝成可往兩輪車輛B的前後方向亦即X軸方向移動,且收容砝碼秤錘W及緩衝構件D;安裝台23,其旋轉自如地被安裝於座桿33;支撐台24,其於前後方向移動自如地被安裝在安裝台23;緩衝構件D,其疊層於支撐台24;以及砝碼秤錘W,其疊層於緩衝構件D。
支撐框架21,係如圖1及圖2所示般,具備以下構 件所構成:四個縱支柱21a,其分別設置在兩輪車輛B之左右的前後;四個橫樑21b,其跨接在各縱支柱21a的中間;以及一對導引樑21c,其跨接於設在兩輪車輛B前後之一個縱支柱21a的上端來安裝。
殼體22,係如圖2及圖4所示般,具備:設在兩輪車輛B的左右且從兩輪車輛B的前後方向觀看時呈L字狀的一對支撐板22a;以及安裝在支撐板22a彼此之上端的蓋22b。然後,各支撐板22a的下端係各自透過線性導件22c而連結於配置在下方的導引樑21c(參照圖1),殼體22,係成為可往圖1中的左右方向亦即兩輪車輛B的前後方向移動。
安裝台23,係鉸鏈結合於把持座桿33的把持構件25,而允許兩輪車輛B之往前後方向的旋轉,亦即在圖3中繞著貫穿紙面之軸的旋轉。
此外,於該安裝台23上,透過沿著兩輪車輛B之前後方向所設置的線性導件26而安裝有支撐台24。該支撐台24,係藉由線性導件26,而可相對於安裝台23往兩輪車輛B的前後方向移動。支撐台24,係在殼體22之各支撐板22a的內側藉由沿著鉛直方向設置的線性導件27而安裝成於鉛直方向移動自如。藉此,支撐台24,僅允許相對於殼體22之鉛直方向的移動。
然後,於支撐台24的上方,疊層有緩衝構件D。緩衝構件D,在本例中,係由作為彈性構件的第一彈性構件D1與第二彈性構件D2所構成。第一彈性構件D1及第二 彈性構件D2,均以圓盤狀的合成樹脂所形成。且,第一彈性構件D1與第二彈性構件D2,具備不同的衰減特性,在此例中,第二彈性構件D2具備比第一彈性構件D1還高的衰減性。然後,圖示中,係以兩個第一彈性構件D1夾住重疊的第二彈性構件D2來構成緩衝構件D。
作為形成第一彈性構件D1的合成樹脂,例如,使用橡膠或聚氨酯橡膠等即可,作為形成第二彈性構件D2的合成樹脂,例如,使用軟質的聚氨酯泡綿等之發揮低反彈性且高衰減性者即可。且,第一彈性構件D1與第二彈性構件D2,在本例中,係分別設置有兩個,但該等的疊層片數為任意。且,緩衝構件D的構造,並不限於此,例如,亦可為中介在砝碼秤錘W與支撐台24之間的彈簧或油壓減震器,或是將彈簧與油壓減震器串連或並聯配置者來構成,亦可為彈簧與發揮高衰減性的合成樹脂,或是,合成樹脂與油壓減震器來構成。
砝碼秤錘W,係疊層設置於緩衝構件D。具體來說,砝碼秤錘W,係由以下構件所構成:在殼體22之各支撐板22a的內側藉由沿著鉛直方向設置的線性導件27而安裝成於鉛直方向移動自如的滑動件28;以及疊層安裝於滑動件28之複數個板件29。亦即,砝碼秤錘W,僅允許相對於殼體22之鉛直方向的移動。
板件29,係調整疊層片數,而可調整砝碼秤錘W的全體重量。且,於板件29設有孔,其可允許豎立設置於滑動件28之螺栓28a的插通,板件29係藉由螺合於螺栓 28a的螺帽28b而可將板件29固定在滑動件28。
然後,在進行兩輪車輛B的振動試驗之際,與兩輪車輛B之座桿33的位置一起將殼體22相對於支撐框架21前後移動而移動至最適合將座桿33安裝於把持構件25的位置。然後,在將把持構件25安裝於座桿33之後,將殼體22固定成相對於支撐框架21不會移動。在將殼體22固定於支撐框架21之際,只要採用螺栓締結等各種的構造即可。如上述般固定殼體22之後,由施振機1對兩輪車輛B賦予振動來實行振動試驗。
殼體22,係被固定在支撐框架21,但兩輪車輛B的座桿33在因施振機1而振動時,把持構件25係與座桿33一同往鉛直方向、水平方向(X軸方向)移動及往兩輪車輛B的前後方向旋轉變位。安裝台23,係鉸鏈結合於把持構件25,故座桿33之兩輪車輛B之前後方向的旋轉振動不會傳達至安裝台23。且,安裝台23,係與把持構件25一起往鉛直方向及水平方向移動,但支撐台24係相對於安裝台23可於水平方向移動,故安裝台23之水平方向的振動不會傳達至支撐台24。支撐台24,係藉由殼體22而允許鉛直方向的移動,故藉由安裝台23之鉛直方向的振動使支撐台24亦於鉛直方向振動。支撐台24之鉛直方向的振動,係被緩衝構件D吸收而抑制往砝碼秤錘W的傳達,但砝碼秤錘W亦藉由殼體22而允許鉛直方向的移動,故可往鉛直方向振動。如上述般,負重施加裝置2,係即使兩輪車輛B被施振機1賦予振動而改變姿勢, 砝碼秤錘W亦僅往鉛直方向移動,而經常對座桿33作用朝向鉛直下方的負重。由於安裝台23可對座桿33旋動,且砝碼秤錘W係對於座桿33藉由線性導件26容許前後方向的移動,且藉由線性導件27容許鉛直方向的移動,故可對座桿33作用朝鉛直下方的負重。
由於如上述般構成負重施加裝置2,故在兩輪車輛B被施振機1賦予往上突起的衝擊負重之際,緩衝構件D會吸收衝擊,故兩輪車輛B對砝碼秤錘W之振動的傳達會被緩和。在此,在砝碼秤錘以鐘擺式安裝於座桿之以往的負重施加裝置中,若對兩輪車輛B作用有往上突起的衝擊負重時,於砝碼秤錘W會作用有加速度並因慣性而對座桿施加朝向下方推下的衝擊負重。本實施形態的負重施加裝置2中,係藉由緩衝構件D來抑制由兩輪車輛B側對砝碼秤錘W之振動的傳達,故即使對兩輪車輛B賦予往上突起的衝擊負重,亦能減輕因砝碼秤錘W之慣性所致之推下兩輪車輛B的衝擊負重。因此,根據負重施加裝置2,能夠對兩輪車輛B賦予:近似於人實際乘坐在兩輪車輛B來跨越高低差之際由人對兩輪車輛B所施加之負重狀態的負重。於是,根據負重施加裝置2,能夠對作為騎乘車輛的兩輪車輛B賦予接近人類模型的負重。
且,在緩衝構件D以衰減特性不同的彈性構件所構成的情況,由施振機1對兩輪車輛B賦予衝擊負重之際,藉由衰減性低的第一彈性構件D1吸收振動,來抑制兩輪車輛B的振動對砝碼秤錘W的傳達,且將第一彈性構件D1 之振動吸收後之砝碼秤錘W的振動,藉由衰減性高的第二彈性構件D2來抑制,而可防止砝碼秤錘W的浮動。
且,第一彈性構件D1及第二彈性構件D2(彈性構件),係由合成樹脂所形成,故砝碼秤錘W與支撐台24之間的設置較簡單,只要變更成不同的樹脂材料或形成方法,便可簡單形成衰減特性不同的彈性構件。
此外,緩衝構件D,係疊層複數個第一彈性構件D1及第二彈性構件D2(彈性構件)所構成,故可調整第一彈性構件D1及第二彈性構件D2之各自的疊層片數。藉由該彈性構件之疊層片數的調整,在承受到來自座桿33之往上突起的衝擊負重之際,可協調對砝碼秤錘W的振動傳達特性與砝碼秤錘W的振動衰減特性。因此,可更進一步將接近人類模型的負重施加於騎乘車輛的兩輪車輛B。
且,負重施加裝置2,係具備:安裝台23,其在座桿33被安裝成可往兩輪車輛B的前後方向旋轉;支撐台24,其在安裝台23被安裝成可於前後方向移動;緩衝構件D,其疊層於支撐台24上;以及砝碼秤錘W,其疊層於緩衝構件D。因此,負重施加裝置2,即使藉由施振機1對兩輪車輛B施加鉛直方向、前後之水平方向的振動及前後方向的旋轉振動,亦經常對座桿33作用有朝鉛直下方之砝碼秤錘W的負重,賦予更進一步接近人類模型的負重。
此外,本例中,負重施加裝置2係具備殼體22,其 收容砝碼秤錘W與緩衝構件D與支撐台24,而僅容許砝碼秤錘W與支撐台24之鉛直方向的移動,且安裝於架台3,故亦能防止兩輪車輛B往左右方向的傾倒。而且,殼體22係相對於架台3可朝兩輪車輛B的前後方向移動,故亦可對應於座桿33之位置不同的兩輪車輛B,將殼體22移動至適當的位置來將負重施加裝置2安裝於兩輪車輛B。
接著,控制器C,係如圖5所示般,具備:行進感測器S1、S2、S3、S4,其用來檢測各致動器42、43、52、53的位移;控制部61,其用來驅動控制各致動器42、43、52、53;距離演算部62,其根據行進感測器S1、S2、S3、S4所檢測出之各致動器42、43、52、53的位移,來求出車軸31、32間的直線距離LL;以及停止判斷部63,其根據以距離演算部62所求出之車軸31、32間的直線距離LL,來判斷是否該停止各致動器42、43、52、53的驅動。
控制部61,係監視各致動器42、43、52、53的位移,依照事先輸入之對兩輪車輛B賦予的振動資料對兩輪車輛B賦予振動的方式,來控制驅動各致動器42、43、52、53。藉此,控制器C,係驅動控制各致動器42、43、52、53,來對兩輪車輛B的車軸31、32賦予振動,而進行振動試驗。
距離演算部62,係根據由行進感測器S1、S2、S3、S4所檢測出之各致動器42、43、52、53的位移,來求出 車軸31、32間的直線距離LL。車軸31,係藉由第一鉛直軸致動器42與第一水平軸致動器43的施振,容許Z軸方向與X軸方向的位移,但限制住圖1中貫穿紙面方向之Y軸方向的移動,故僅在ZX面內移動。且,在車軸32,亦藉由第二鉛直軸致動器52與第二水平軸致動器53的施振,容許Z軸方向與X軸方向的位移,但限制住Y軸方向的移動,故僅在ZX面內移動。只要根據第一施振部4之各致動器42、43的位移來求出車軸31之ZX面上的ZX座標,且根據第二施振部5之各致動器52、53的位移來求出車軸32之ZX面上的ZX座標的話,便能求出車軸31、32間的直線距離LL。如上述般,距離演算部62,係在振動試驗中,經常根據各致動器42、43、52、53的位移來求出施振點間距離、亦即車軸31、32間的直線距離LL。
在此,當受到來自第一施振部4與第二施振部5的負重時,兩輪車輛B之車軸31、32間的直線距離LL,係從並未受到第一施振部4與第二施振部5之負重之情況的兩者之距離(無負載距離)開始變化。當車軸31、32間的直線距離LL變得比無負載距離LU還長時,於兩輪車輛B作用有使車軸31、32分離的拉伸負重,當前述直線距離LL變得比無負載距離LU還短時,於兩輪車輛B作用有使車軸31、32靠近的壓縮負重。藉由該拉伸負重與壓縮負重,對構成兩輪車輛B的零件所作用的應力成為超過各零件的容許應力之狀態時,零件會塑性變形,因情況還 會斷裂。藉由兩輪車輛B之各構成零件的設計,來決定零件不會損傷之範圍內的最大引用負重和最大壓縮負重,引用負重和壓縮負重,係藉由施振點間距離來明確地求出。亦即,兩輪車輛B可容許之最大拉伸負重所作用之車軸31、32間的最大長度Lmax、與兩輪車輛B可容許之最大壓縮負重所作用之車軸31、32間之距離的最小長度Lmin,係由兩輪車輛B之構成零件的設計規格而事先求出。
因此,在振動試驗中監視車軸31、32間的直線距離LL,當直線距離LL成為最大長度Lmax以上或最小長度Lmin以下的情況,使各致動器42、43、52、53成為無負載狀態的話,就不會對兩輪車輛B作用有過剩的負重。亦即,只要在兩輪車輛B在受到塑性變形等的損傷之前,使各致動器42、43、52、53成為可以外力自由進行伸縮的狀態,來使兩輪車輛B不會被作用有超過其以上之最大容許拉伸負重或最大容許壓縮負重的負重即可。
因此,控制器C,係具備停止判斷部63。停止判斷部63,係當由距離演算部62所求出的直線距離LL減去無負載距離LU的差ε成為預先設定的閥值α以上或是閥值β以下時,對控制部61輸出停止訊號。控制部61在接收到停止訊號時,關閉對各致動器42、43、52、53的電流供給,而成為可以外力自由進行伸縮的無負載狀態。
閥值α,係從最大容許拉伸負重所作用之車軸31、32間距離Lmax減去無負載距離LU的值,再減去安全餘裕 的值,為具有正值的閥值。且,閥值β,係從最大容許壓縮負重所作用之車軸31、32間距離Lmin減去無負載距離LU的值,再加上安全餘裕的值,為具有負值的閥值。在閥值α與閥值β的設定中考量安全餘裕的話,在以停止判斷部63的停止訊號使控制部61讓各致動器42、43、52、53成為無負載狀態為止的期間,可確實防止容許負重以上的負重施加於兩輪車輛B。亦即,只要直線距離LL在未達閥值α且超過閥值β的範圍內的話,可不對試驗體亦即兩輪車輛B造成損傷來進行振動試驗,未達閥值α且超過閥值β的範圍為正常範圍。相對於此,當直線距離LL超過前述正常範圍時,亦即,成為閥值α以上或閥值β以下時,控制器C,係使各致動器42、43、52、53成為無負載狀態,來防止試驗體亦即兩輪車輛B的損傷。且,在閥值α與閥值β的設定之際,沒有考量安全餘裕的情況,閥值α=Lmax-LU,閥值β=Lmin-LU。
具體來說,如圖6的流程圖所示般,於控制器C,將從最大容許拉伸負重所作用之車軸31、32間距離減去無負載距離的值,再減去安全餘裕的值,作為正側的閥值α來輸入(步驟F1)。且,於控制器C,將從最大容許壓縮負重所作用之車軸31、32間距離減去無負載距離的值,再加上安全餘裕的值,作為負側的閥值β來輸入(步驟F1)。
控制器C,係為了進行兩輪車輛B的振動試驗而上升至施振中立位置。施振中立位置,係對兩輪車輛B的施振 點亦即車軸31、32賦予振動,且將該等施振點配置在試驗中施加之振動行進之中心的位置。
為了進行振動試驗,在將兩輪車輛B配置於施振中立位置的狀態時,於兩輪車輛B不會作用有鉛直方向和水平方向的負重,此時之車軸31、32間的距離為無負載距離。在此,控制器C,係從此時之車軸31、32的ZX座標辨識出無負載距離LU(步驟F2)。
然後,控制器C,開始振動試驗,在試驗中經常求出車軸31、32間的直線距離LL(步驟F3)。接著,控制器C,求出所求得之車軸31、32間的直線距離LL與無負載距離LU之間的差ε(步驟F4)。且,控制器C,判斷差ε的值是否為閥值α以上或閥值β以下(步驟F5)。然後,在步驟F5的判斷中,若差ε的值為閥值α以上,或是閥值β以下的情況,移至步驟F6,若非該情況,則移至步驟F7。步驟F6中,控制器C,因為有可能損傷兩輪車輛B,故使各致動器42、43、52、53成為無負載狀態,除去對兩輪車輛B之各致動器42、43、52、53的負重。另一方面,在步驟F7中,控制C,因為沒有損傷兩輪車輛B的可能性,故繼續試驗而持續控制各致動器42、43、52、53,對兩輪車輛B施振來賦予振動。
如上述般,振動試驗機T中,在試驗體的前後藉由鉛直方向及水平方向的四軸而可輸入振動,故可對試驗體以鉛直方向及水平方向的雙方任意施振。藉此,根據振動試驗機T,可正確模擬出有可能實際輸入試驗體的振動來進 行施振,可實行實效性更高的振動試驗或疲勞試驗。且,即使是將具有車體框架34之剛性高但強度弱之特徵的腳踏車作為試驗體,亦可以四軸來輸入振動,故能夠正確地重現出實際行進時的振動來對試驗體賦予振動。
且,振動試驗機T中,在施振點間的距離超脫預先設定的正常範圍時,關閉各致動器42、43、52、53而使施振機1成為無負載狀態,故不會有施加使試驗體受到損傷之負重的情況。以往的振動試驗機中,係取代後輪側車軸之對水平方向施振的致動器,將反作用力治具與後輪側車軸以連結棒來連結且拘束水平方向的動作,並以三軸施振,使兩輪車輛不會作用有無法預期之水平方向的壓縮或是拉伸負重。相對於此,本振動試驗機T中,即使對試驗體以4軸施振,亦不會對試驗體作用超過容許負重的負重,故可不傷害試驗體來進行安全的振動試驗。
此外,本例的振動試驗機T中,施振機1,係具有:架台3、以及安裝在架台3且對施振點中的一方予以施振的第一施振部4與對另一方施振的第二施振部5,第二施振部5對架台3安裝成可朝試驗體的前後方向移動。藉此,不依賴試驗體的全長,便可將試驗體適當地安裝在振動試驗機T來實行振動試驗。且,並非第二施振部5,而是使第一施振部4對架台3安裝成可朝試驗體的前後方向移動亦可,將第一施振部4與第二施振部5之雙方安裝成可朝試驗體的前後方向移動亦可。
且,本例的振動試驗機T中,第一施振部4之第一鉛 直軸致動器42及第一水平軸致動器43、以及第二施振部5之第二鉛直軸致動器52與第二水平軸致動器53,係於鉛直方向豎立設置。由於全致動器42、43、52、53係如上述般於鉛直方向豎立,故可使振動試驗機T之圖1中的左右方向長度變短,可小型化。
以上,雖詳細說明了本發明之較佳的實施形態,但只要不超脫申請專利範圍的話,可進行改造、變形及變更。
1‧‧‧施振機
2‧‧‧負重施加裝置
3‧‧‧架台
3a‧‧‧彈性支撐部
3b‧‧‧基座
4‧‧‧第一施振部
5‧‧‧第二施振部
21‧‧‧支撐框架
21a‧‧‧縱支柱
21b‧‧‧橫樑
21c‧‧‧導引樑
22‧‧‧殼體
22a‧‧‧支撐板
22b‧‧‧蓋
22c‧‧‧導引樑
23‧‧‧安裝台
24‧‧‧支撐台
25‧‧‧把持構件
31‧‧‧車軸
32‧‧‧車軸
33‧‧‧座桿
34‧‧‧車體框架
35‧‧‧頭管
36‧‧‧前叉
41‧‧‧平台
42‧‧‧第一鉛直軸致動器
43‧‧‧第一水平軸致動器
44‧‧‧支柱
45‧‧‧第一變換連結器
46‧‧‧連結桿
47‧‧‧連結桿
51‧‧‧平台
52‧‧‧第二鉛直軸致動器
53‧‧‧第二水平軸致動器
54‧‧‧支柱
55‧‧‧第二變換連結器
56‧‧‧連結桿
57‧‧‧連結桿
X‧‧‧水平方向
Z‧‧‧鉛直方向
T‧‧‧振動試驗機
W‧‧‧砝碼秤錘
M‧‧‧馬達
D‧‧‧緩衝構件
D1‧‧‧第一彈性構件
D2‧‧‧第二彈性構件
B‧‧‧兩輪車輛

Claims (6)

  1. 一種振動試驗機,其特徵為:分別在試驗體之前後的兩個施振點具備施振機,該施振機係賦予鉛直方向以及使前述施振點靠近遠離之水平方向的振動。
  2. 如請求項1所述之振動試驗機,其中,當前述施振點間的距離超脫預先設定的正常範圍時,使前述施振機成為無負載狀態。
  3. 如請求項1所述之振動試驗機,其中,前述施振機,係具有:架台;第一施振部,其安裝於前述架台且對前述施振點之中的一方進行施振;及第二施振部,其安裝於前述架台且對前述施振點之中的另一方進行施振,前述第一施振部與前述第二施振部之中的至少一方係對於前述架台安裝成可往前述試驗體的前後方向移動。
  4. 如請求項3所述之振動試驗機,其中,前述第一施振部,係具有:第一鉛直軸致動器,其可伸縮運動且於鉛直方向豎立設置且對前述施振點進行鉛直方向的施振;第一水平軸致動器,其可伸縮運動且於鉛直方向豎立設置;及第一變換連結器,係將第一水平軸致動器的伸縮運動 變換成前述施振點之前述水平方向的往復運動,前述第二施振部,係具有:第二鉛直軸致動器,其可伸縮運動且於鉛直方向豎立設置且對前述施振點進行鉛直方向的施振;第二水平軸致動器,其可伸縮運動且於鉛直方向豎立設置;及第二變換連結器,係將第二水平軸致動器的伸縮運動變換成前述施振點之前述水平方向的往復運動。
  5. 如請求項4所述之振動試驗機,其中,使前述第一變換連結器及前述第二變換連結器設置成相同朝向。
  6. 如請求項1所述之振動試驗機,其中,前述試驗體為兩輪車輛,且具有負重施加裝置,係分別容許:將安裝於前述兩輪車輛之座桿的砝碼秤錘相對於前述座桿之朝前述兩輪車輛之前後方向的旋轉、往前後方向的移動及鉛直方向的移動。
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