CN105699097B - 一种平板式可变模拟路面试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板式可变模拟路面试验装置，包括四个路面模拟机构，其分别与四个车轮相接触；所述路面模拟机构包括：主动链轮和从动力链轮；链节，多个链节首尾相连形成一个环形链，所述环形链与主动链轮和从动力链轮啮合；T型槽钢板，其与所述连接固定连接，所述T型槽钢板上设置有贯通T型槽；T型块，其与所述T型槽配合，使所述T型块可拆卸的嵌入到所述T型槽中；凸块，其设置于所述T型块顶端，所述凸块与车轮相接触以实现对汽车路面激励；其中，主动链轮和从动力链轮之间的链节保持水平。本发明提供的平板式可变模拟路面试验装置结构简单，设计合理，可通过改变凸块的形状及排布模拟不同的路面。

Description

一种平板式可变模拟路面试验装置

技术领域

本发明涉及路面模拟试验装置技术领域，特别涉及一种平板式可变模拟路面试验装置。

背景技术

汽车道路试验虽然能全面地反映汽车的性能，但需要特定的场地，且颇费时间的财力。因此，上个世纪60年代发展了一种在室内对整车进行道路模拟试验，此方法及设备随着现随即理论、控制技术及计算机技术的迅速发展，日趋完善，如模拟汽车行驶过程中路面不平度、转向、制动、环境影响以及研究悬架特性的道路模拟系统等等，各种模拟试验台不断研制出来并投入实际应用。

传统的室内激振台试验是通过激振设备给车辆加以一定频率振动的激励来实现的，但有规律的振动与实际错综复杂的路面激励相去甚远。目前，某些整车厂及零部件厂或采用转鼓型路面模拟试验台，但圆形的鼓面激励相较于车辆行驶在平直路面上的激励也有一定出入，模拟精度较低。

因此，为了更好的模拟车辆在实际路面上的激励，寻求一种结构简单、运行高效、模拟精确的室内路面模拟试验方法迫在眉睫。

发明内容

本发明设计开发了一种平板式可变模拟路面试验装置，克服了现有转鼓模拟试验台精度低、难以模拟平直路面的缺陷，实现了对平直路面的精确模拟。

本发明的另一个目的是提供一种可以独立驱动的路面模拟机构，以进行多种不同情况的试验。

本发明提供的技术方案为：

一种平板式可变模拟路面试验装置，包括四个路面模拟机构，其分别与四个车轮相接触；所述路面模拟机构包括：

主动链轮和从动力链轮；

多个链节，多个链节首尾相连形成一个环形链，所述链节之间的铰接点设置有辊轮，所述辊轮支撑在导轨上并沿着导轨运动，以承受载荷，所述辊轮与主动链轮和从动力链轮啮合以使所述环形链移动；

T型槽钢板，其与所述链节固定连接，所述T型槽钢板上设置有T型槽；

T型块，其与所述T型槽配合，使所述T型块可拆卸的嵌入到所述T型槽中；

凸块，其设置于所述T型块顶端，所述凸块与车轮相接触以实现对汽车路面激励；

其中，主动链轮和从动力链轮之间的链节保持水平。

优选的是，所述凸块通过螺纹与T型块上部相连接。

优选的是，所述路面模拟机构还包括支架，其中部铰接在T型块上方，所述支架外侧以铰接点为中心均布至少两个凸块。

优选的是，其特征在于，还包括：

双输出轴变频调速电机，其设置有两个输出端；

输出轴，其设置有两个，分别与双输出轴变频调速电机的两个输出端固定连接；

传动轴，其通过一对啮合的锥齿轮与所述输出轴连接，并且所述传动轴与所述主动链轮固定连接，以将双输出轴变频调速电机输出的动力传递给主动链轮。

优选的是，所述T型槽钢板上设置有至少两个相互平行的T型槽。

优选的是，还包括：

驱动电机；

分动器，其与所述驱动电机连接；

两个双轴动力分配器，所述驱动电机通过分动器将动力分配给前后两个双轴动力分配器，所述双轴动力分配器具有两个输出轴，分别与两个路面模拟机构连接。

优选的是，所述双轴动力分配器包括：

输入轴，其沿径向延伸出一圆盘，所述圆盘上固定有第一传动筒和第二传动筒；

第一输出轴，其连接上端开口的第一腔，第一腔内固定有第三传动筒，所述第一输出轴与输入轴配合，使圆盘将第一腔的上开口密闭，并且使第一传动筒位于第一腔内，第一传动筒与第三传动筒交替布置；第一腔内设置有磁性流体和第一励磁线圈；

第二输出轴，其连接上端开口的第二腔，第二腔内固定有第四传动筒，所述第二输出轴与输入轴配合，使圆盘将第二腔的上开口密闭，并且使第二传动筒位于第二腔内，第二传动筒与第四传动筒交替布置；第二腔内设置有磁性流体和第二励磁线圈。优选的是，所述路面模拟机构还包括支架，其中部铰接在T型块上方，所述支架外侧以铰接点为中心均布至少两个凸块。

优选的是，所述支架呈三角形或Y型，在三个顶点处分别固定一个凸块。

优选的是，所述支架的旋转轴的轴线方向与链节前进的方向平行。

优选的是，所述支架由步进电机驱动，以将某一凸块置于所述T型块的正上方。

优选的是，所述支架旋转轴处同轴固定连接一蜗轮，蜗轮下方设置有蜗杆，所述蜗轮和蜗杆相啮合，所述T型块内部设置有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮下边缘低于T型块的底面，在T型槽钢板的T型槽内设置有第二传动齿轮，当T型块嵌入到T型槽内时能够使第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合，所述第一传动齿轮和蜗杆之间设置有中间传动齿轮，以将第一传动齿轮的运动传递给蜗杆。

优选的是，T型槽钢板和T型块之间设置有卡锁机构，以将T型槽钢板和T型块进行固定；所述卡锁机构包括：

卡槽，其设置在所述T型块的侧面；

卡爪，其设置在T型槽内，所述卡爪前端设置有一斜面，所述卡爪能够与所述卡槽配合，以将T型块和T型槽钢板进行固定；所述卡爪上还设置有解锁槽；

解锁杆，其与所述解锁槽配合，以将所述卡爪从所述卡槽中移出从而使T型块和T型槽钢板解锁。

本发明的有益效果：本发明采用上述结构，由双输出轴变频调速电机驱动四个路面模拟机构，用于模拟路面的凸块通过螺纹连接于T型槽钢板内的T型块上，T型槽钢板传动时，随动的凸块对试验车辆进行激励。该试验台结构简单，设计合理，可通过改变凸块的形状及排布模拟不同的路面。平板式的试验装置有足够的长度和宽度，因此可以适应车型轴距或轮距的改变。本发明新增一种可以实现轴间异步、轮间异步，常同步的装置，每个路面模拟试验机构可以独立驱动，可模拟多种工况。

附图说明

图1为本发明所述的平板式可变模拟路面试验装置总体结构示意图。

图2为本发明所述的路面模拟机构俯视图。

图3为本发明所述的路面模拟机构主视图。

图4为本发明所述的T型块和凸块安装位置示意图。

图5为本发明所述的驱动机构另一实施例的总体结构示意图。

图6为本发明所述的双轴动力分配器结构示意图。

图7为另一实施例中T型块和凸块安装位置示意图。

图8为另一实施例中T型块内传动机构结构示意图。

图9为本发明所述的卡锁机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种平板式可变模拟路面试验装置，用于模拟汽车在道路上行驶。所述板式可变模拟路面试验装置包括四个路面模拟机构110和驱动机构。

所述驱动机构包括双输出轴变频调速电机121、输出轴122、锥齿轮123以及传动轴124。所述双输出轴变频调速电机121具有双轴输出的功能，其分别与两个输出轴122连接，将动力传递给两个输出轴122。输出轴122的通过一对相啮合的锥齿轮123将动力传递给传动轴124，传动轴124与输出轴122向垂直，通过这一对相啮合的锥齿轮123实现了旋转方向的转换。由于输出轴122有两个，故传动轴124也设置有两个。

四个路面模拟机构110分别设置在两个传动轴124的两侧，传动轴124将动力传递给路面模拟机构110，使路面模拟机构110进行工作实现对路面的模拟。

如图2、图3所示，所述路面模拟机构110包括主动链轮111、从动链轮112、链节113、辊轮114、支撑轴115、T型槽钢板116、T型块117以及凸块118。

所述主动链轮111与传动轴124同轴固定连接，使主动链轮111能够在传动轴124的带动下旋转。多个链节113首尾相连，形成一个环形链。辊轮114安装于链节113的内侧，相邻两个辊轮114以链节彼此间隔开。辊轮114为支撑辊轮，与支撑轴115连接用于承受载荷。辊轮114支撑在导轨上并沿着导轨运动，辊轮114通过其支撑轴115与T型槽钢板116连接，从而在辊轮114沿导轨移动时，T型槽钢板116一起移动。

T型槽钢板116的上设置多条贯通的T型槽，T型块117能够与T型槽相配合，使T型块117嵌于T型槽内。

如图4所示，所述T型块117上安装有凸块118。所述凸块118与T型块117采用螺纹固定连接。所述的凸块118用于模拟路面，通过改变凸块118的形状及排布对试验车辆产生激励，使之与车辆在实际路面上所受激励接近。

当双输出轴变频调速电机121工作，通过输出轴122、锥齿轮123、以及传动轴124将动力传递给主动链轮111，进而主动链轮111带动环形链移动。位于上方的环形链保持水平，车轮与路面模拟机构110的上表面接触，对试验车辆实现激励。通过调整双输出轴变频调速电机121的转速可以使试验车辆实现不同转速。为了保证试验时车辆在水平方向不发生移动，需要在试验台前后端布置系留装置。

上述的平板式的试验装置更适合各种车型的轴距，因为对于转鼓式试验台一旦车型轴距改变进行轮胎与转鼓的对中比较困难，但是本发明提供的平板式可变模拟路面试验装置有足够的长度和宽度，可以适应车型轴距或轮距的改变。

如图5所示，在另一实施例中，所述驱动机构包括驱动电机151、分动器152、双轴动力分配器140。

所述驱动电机151通过分动器152将动力分配给前后两个双轴动力分配器140。所述双轴动力分配器140具有两个输出轴，分别与两个路面模拟机构110连接。

如图6所示，所述双轴动力分配器140包括输入轴141、第一输出轴142、第二输出轴143、第一传动筒144、第二传动筒145、第三传动筒146、第四传动筒147、第一励磁线圈148以及第二励磁线圈149。

输入轴141沿径向延伸出一圆盘，第一传动筒144和第二传动筒145均固定在圆盘上并且第一传动筒144和第二传动筒145与输入轴141同轴，第一传动筒144设置于靠近输入轴141轴线处，第二传动筒145设置在第一传动筒144的外侧。

第一输出轴142连接有上段开口的第一腔，第一腔内固定有第三传动筒146，第一输出轴142与输入轴141相配合，使圆盘将第一腔的上开口密闭。并且使第一传动筒144位于第一腔内。第一传动筒144和第三传动筒146交替布置，它们之间留有一定的缝隙。在第一腔内充有磁性流体，在第一腔内还设置有第一励磁线圈148。当第一励磁线圈148通电后，使磁性流体的性质改变，将第一传动筒144和第三传动筒146固定在一起，从而使第一输出轴142能够将旋转的动力传递给第一输出轴142。

第二输出轴143连接有上段开口的第二腔，第二腔内固定有第四传动筒147，第二输出轴143与输入轴141相配合，使圆盘将第二腔的上开口密闭。并且使第二传动筒145位于第二腔内。第二传动筒145和第四传动筒147交替布置，它们之间留有一定的缝隙。在第二腔内充有磁性流体，在第二腔内还设置有第二励磁线圈149。当第二励磁线圈149通电后，使磁性流体的性质改变，将第二传动筒145和第四传动筒147固定在一起，从而使第一输出轴142能够将旋转的动力传递给第二输出轴143。

作为一种优选的，从分动器152分出的动力直接传递给输入轴141，使输入轴141旋转，输入轴141的轴线纵向布置。根据实际需求使第一励磁线圈148和第二励磁线圈149通电，使动力经输入轴141传递到第一输出轴142和第二输出轴143上，第二输出轴143套在第一输出轴142的外侧，第一输出轴142和第二输出轴143分别通过一对锥齿轮将动力传递给左右两侧的两个路面模拟机构110。

在另一种优选中，分动器152输出的动力经过一对锥齿轮传递给输入轴141，使输入轴141旋转，并且输入轴141轴线呈横向布置。根据实际需求使第一励磁线圈148和第二励磁线圈149通电，使动力经输入轴141传递到第一输出轴142和第二输出轴143上，第二输出轴143套在第一输出轴142的外侧，第一输出轴142和第二输出轴143分别通过一对圆柱齿轮将动力传递给左右两侧的两个路面模拟机构110。

传统试验台的传动系统都是“工”字或“H”型结构模式，只能实现同步驱动或单轴驱动。本发明新增一种可以实现轴间异步、轮间异步，常同步的装置，每个路面模拟试验机构可以独立驱动，可模拟多种工况。

如图7所示，在另一实施例中，所述T型块117上方设置有多个凸块118，作为一种优选的，T型块117上方设置有三个凸块118a、118b、118c，这三个凸块118a、118b、118c分别固定安装在支架119上，所述支架119呈三角行或Y形，三个凸块118a、118b、118c分别位于支架119的三个顶点上。所述支架119的中心处铰接在T型块117的上方，使支架119能够绕着铰接旋转，以将三个凸块118a、118b、118c中的一个置于T型块117的正上方，使一个T型块117上有不同的路面激励。所述支架119由一个微型步进电机控制，实现不同的凸块选择。并且所述支架119旋转轴的轴线方向与链节113前进的方向平行，这样布置使车轮接触凸块时不会带动支架119旋转。

如图8所示，在另一实施例中，所述支架119旋转轴处同轴固定连接一蜗轮161，蜗轮161下方设置有蜗杆162，所述蜗轮161和蜗杆162相啮合，所述T型块117内部设置有第一传动齿轮163，所述第一传动齿轮163下边缘低于T型块117的底面，在T型槽钢板116的T型槽内设置有第二传动齿轮，当T型块117嵌入到T型槽内时能够使第一传动齿轮163和第二传动齿轮啮合，所述第一传动齿轮163和蜗杆162之间设置有中间传动齿轮164，以将第一传动齿轮的运动传递给蜗杆。当需要变换不同的凸块118时，位于T型槽钢板116内的驱动电机工作带动第二传动齿轮转动，进而带动第一传动齿轮163通过中间传动齿轮164、蜗杆162和蜗轮161带动支架119转动一定的角度，使其他凸块置于T型块117的正上方。采用蜗轮161和蜗杆162进行传动也利用了蜗轮蜗杆传动机构的自锁特定。

在一个T型块117上设置有多个凸块的好处是能够延长模拟路面的周期。假如一个T型块117上只能设置一个凸块，那么当链节运动一周以后就完成了一个路面模拟周期，继续进行试验只是能够检验数据的重复性，或者汽车的抗疲劳性能，不能很好的反映出实际路面的状况，因为在这一个周期内模拟路面的长度过短，其长度正好等于环形链的周长。而在本实施例中，在一个T型块117上设置有多个凸块，当链节运动一周以后，T型块117上的凸块进行了改变，链节继续运动不是重复之前的路面，而是新的路况，也就延长了模拟路面的周期，能够更好的反映出实际路面的情况。

如图9所示，在另一实施例中，在T型槽钢板116和T型块117之间设置有卡锁机构，以将T型槽钢板116和T型块117进行固定。

所述卡锁机构包括卡槽131、卡爪132和解锁杆133。其中卡槽131设置在所述T型块117的侧面。卡爪132设置在T型槽钢板116的T型槽内，卡爪132的前端设置有一斜面，卡爪132中部设置有解锁槽，解锁杆133插入到解锁槽内。卡爪132和T型槽钢板116之间设置有弹簧134，使卡爪132在弹簧134作用下向外伸出，当T型块117插入到T型槽中时，T型块117的后部碰触到卡爪132的斜面，将卡爪132向内顶回，直到T型块117插入到T型槽最深处时，此时卡槽131正好对准卡爪132位置，卡爪132在弹簧134作用下伸出插入到卡槽131中，从而将T型槽钢板116和T型块117锁死。当需要开锁时，按动解锁杆133通过解锁杆133将卡爪132向内顶回，然后将T型块117从T型槽中取出。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，包括四个路面模拟机构，其分别与四个车轮相接触；所述路面模拟机构包括：

主动链轮和从动力链轮；

多个链节，多个链节首尾相连形成一个环形链，所述链节之间的铰接点设置有辊轮，所述辊轮支撑在导轨上并沿着导轨运动，以承受载荷，所述辊轮与主动链轮和从动力链轮啮合以使所述环形链移动；

T型槽钢板，其与所述链节固定连接，所述T型槽钢板上设置有T型槽；

T型块，其与所述T型槽配合，使所述T型块可拆卸的嵌入到所述T型槽中；

凸块，其设置于所述T型块顶端或者所述路面模拟机构还包括支架，其中部铰接在T型块上部，所述支架外侧以铰接点为中心均布至少两个凸块，所述凸块与车轮相接触以实现对汽车路面激励；

其中，主动链轮和从动力链轮之间的链节保持水平。

2.根据权利要求1所述的平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，还包括：

双输出轴变频调速电机，其设置有两个输出端；

输出轴，其设置有两个，分别与双输出轴变频调速电机的两个输出端固定连接；

传动轴，其通过一对啮合的锥齿轮与所述输出轴连接，并且所述传动轴与所述主动链轮固定连接，以将双输出轴变频调速电机输出的动力传递给主动链轮。

3.根据权利要求1所述的平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，所述T型槽钢板上设置有至少两个相互平行的T型槽。

4.根据权利要求3所述的平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，还包括：

驱动电机；

分动器，其与所述驱动电机连接；

两个双轴动力分配器，所述驱动电机通过分动器将动力分配给前后两个双轴动力分配器，所述双轴动力分配器具有两个输出轴，分别与两个路面模拟机构连接。

5.根据权利要求4所述的平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，所述双轴动力分配器包括：

输入轴，其沿径向延伸出一圆盘，所述圆盘上固定有第一传动筒和第二传动筒；

第一输出轴，其连接上端开口的第一腔，第一腔内固定有第三传动筒，所述第一输出轴与输入轴配合，使圆盘将第一腔的上开口密闭，并且使第一传动筒位于第一腔内，第一传动筒与第三传动筒交替布置；第一腔内设置有磁性流体和第一励磁线圈；

第二输出轴，其连接上端开口的第二腔，第二腔内固定有第四传动筒，所述第二输出轴与输入轴配合，使圆盘将第二腔的上开口密闭，

并且使第二传动筒位于第二腔内，第二传动筒与第四传动筒交替布置；第二腔内设置有磁性流体和第二励磁线圈。

6.根据权利要求5所述的平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，所述支架呈三角形或Y型，在三个顶点处分别固定一个凸块。

7.根据权利要求5所述的平板式可变模拟路面试验装置，其特征在于，所述支架的旋转轴的轴线方向与链节前进的方向平行。