CN113702226B - 一种模拟路面标线磨损的车轮组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟路面标线磨损的车轮组件，旨在提供一种能模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损工况的模拟路面标线磨损的车轮组件。它包括机架和若干根立柱，立柱的一侧设有车轮本体，车轮本体与立柱转动连接，立柱上设有若干块相互平行的连接杆，立柱通过连接杆与机架活动连接，机架位于立柱相对应的另一侧，机架上设有气缸一，气缸一位于立柱的端部，气缸一的一端与机架转动连接，气缸一的另一端与立柱转动连接。本发明的有益效果是：能模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损工况；有利于提高车轮本体对标线的滚动磨损和滑动磨损的精准度；有利于车轮能够对标线进行连续测试，且占地面积小。

Description

一种模拟路面标线磨损的车轮组件

技术领域

本发明涉及车轮相关技术领域，尤其是指一种模拟路面标线磨损的车轮组件。

背景技术

道路标线是设置在路面上的、提供道路信息的线条、箭头、文字、立面标记、突起标线和轮廓标等标识，检测其在不同路况、不同环境下、受到不同载重的车轮作用而发生磨损的程度，具有非常重要的意义，为道路维护周期、标线用材、标线耐久度、标线施工情况等问题提供依据；车轮在不同工况、不同路况、不同载重下与路面作用而产生的磨损情况，是评价车轮使用寿命、车轮质量等重要指标，建立车轮和标线磨损模拟试验设备，可以在实验室加速预测轮胎和标线的寿命，检验磨损情况，避免道路试验，使整个试验过程安全、可靠、迅速、结果可量化鉴定。

由于汽车高速转弯时会产生离心力，一侧的车轮压力增加的同时与路面发生侧滑，而现有的模拟实验装置无法模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损的工况。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中现有的模拟实验装置无法模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损工况的不足，提供了一种能模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损工况的模拟路面标线磨损的车轮组件。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种模拟路面标线磨损的车轮组件，它包括机架和若干根立柱，所述立柱的一侧设有车轮本体，所述车轮本体与立柱转动连接，所述立柱上设有若干块相互平行的连接杆，所述立柱通过连接杆与机架活动连接，所述机架位于立柱相对应的另一侧，所述机架上设有气缸一，所述气缸一位于立柱的端部，所述气缸一的一端与机架转动连接，所述气缸一的另一端与立柱转动连接。

所述立柱的一侧设有车轮本体，所述车轮本体与立柱转动连接，所述立柱上设有若干块相互平行的连接杆，所述立柱通过连接杆与机架活动连接，所述机架位于立柱相对应的另一侧，所述机架上设有气缸一，所述气缸一位于立柱的端部，所述气缸一的一端与机架转动连接，所述气缸一的另一端与立柱转动连接。机架在驱动电机的作用下带动车轮本体旋转，车轮本体沿着标线滚动，以测试车轮本体对标线的滚动磨损；气缸一对车轮本体实施加载压力，便于测试在不同压力下，车轮本体对标线的滚动磨损，与此同时，车轮本体在若干块连接杆的作用下向机架的一侧滑行，便于测试车轮本体对标线的滑动磨损，进而可以实现模拟车轮本体在高速转弯处于离心状态时对标线磨损的工况，达到了能模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损工况的目的；若干块连接杆相互平行，有利于立柱始终呈竖直状态，保证车轮本体始终垂直于路面并与标线充分接触，有利于提高车轮本体对标线的滚动磨损和滑动磨损的精准度。

作为优选，所述机架的形状为圆形，所述机架的边缘设有若干根与立柱一一相对应的安装梁，若干根安装梁沿机架的圆周方向均匀分布，所述安装梁的左侧与机架连接，所述立柱位于安装梁的右侧，所述立柱通过连接杆与安装梁活动连接。机架在驱动电机的驱动下自传的同时，带动边缘处的若干个车轮本体做圆周运动，更真实地模拟汽车转弯时车轮对标线的磨损工况，同时这样设计有利于车轮能够对标线进行连续测试，且占地面积小。

作为优选，所述连接杆共有四块，其中两块连接杆位于安装梁的前侧，另外两块连接杆位于安装梁的后侧，所述连接杆的一端与立柱转动连接，所述连接杆的另一端与安装梁转动连接，所述安装梁、立柱和安装梁同一侧面上的两块连接杆构成一个平行四边形结构。气缸一作用于立柱上对车轮本体施加压力时，平行四边形结构有利于立柱始终呈竖直状态，保证车轮本体始终垂直于路面并与标线充分接触，有利于提高车轮本体对标线的滚动磨损和滑动磨损的精准度。

作为优选，所述安装梁的顶部设有安装板，所述连接杆位于安装梁的底部，所述安装板与安装梁相互垂直，所述安装板的一端与安装梁的右侧固定连接，所述安装板的另一端与立柱的位置相对应且与气缸一转动连接，所述安装梁的底部端面到车轮本体中心的垂直距离小于车轮本体的半径，防止安装梁与地面接触，使得车轮本体能与标线充分接触，所述安装梁上设有加强筋，有利于提高安装板与安装梁的连接结构强度，所述加强筋分别与安装梁和安装板固定连接。气缸一作用于立柱的端部对车轮本体施加压力时，气缸一分别与安装板和立柱转动连接，有利于实现车轮本体在连接杆的作用下向机架所在的一侧滑行，便于测试车轮本体对标线的滑动磨损。

作为优选，所述车轮本体的直径大于立柱的长度，有利于车轮本体与标线充分接触，所述车轮本体的中心设有转轴，所述转轴的一端与车轮本体转动连接，所述转轴的另一端与立柱的中心固定连接，所述立柱上设有气缸二，所述气缸二与立柱可拆卸连接，所述气缸二的输出端上设有弹性伸缩轴，所述弹性伸缩轴的一端与气缸二的输出端连接，所述弹性伸缩轴的另一端设有刹车块，所述车轮本体上设有与刹车块相匹配的刹车槽，所述刹车槽的形状为弧形，所述刹车槽的弧心位于车轮本体的中心。当需要测试车轮本体在刹车状态下对标线的滑动磨损时，气缸二启动，使得刹车块作用于车轮本体上，此时弹性伸缩轴处于收缩状态，车轮本体继续旋转，刹车块逐渐滑入刹车槽内，弹性伸缩轴由原来的收缩状态逐渐伸展，直至刹车块得到刹车槽的限位为止，车轮本体锁止，从而也有利于模拟汽车刹车时车轮对标线的磨损工况；刹车槽的弧心位于车轮本体的中心，便于车轮本体旋转时，刹车块能够逐渐滑入刹车槽内。

作为优选，所述弹性伸缩轴包括轴筒和轴杆，所述轴筒的一端与气缸二的输出端连接，所述轴筒的另一端固定有与轴杆相匹配的限位环，所述轴杆的一端贯穿限位环位于轴筒内，所述轴杆位于轴筒内的一端设有限位块，所述限位块的直径大于限位环的内径，所述限位块上设有弹簧，所述轴杆通过弹簧与轴筒的内侧壁弹性连接，所述轴杆的另一端与刹车块连接。本发明中气缸二位于机架和立柱之间最佳，并安装于立柱的侧面，此时弹性伸缩轴贯穿立柱与刹车块连接，通过刹车块与刹车槽相匹配对车轮本体起到锁止作用，这样设计有利于提高弹性伸缩轴的强度，延长弹性伸缩轴的使用寿命。

作为优选，所述车轮本体的中心设有轮座，所述轮座与车轮本体可拆卸连接，所述转轴的一端位于轮座内且设有若干个轴承，所述转轴分别通过若干个轴承与轮座转动连接，所述刹车槽位于轮座上。转轴分别通过若干个轴承与轮座转动连接，有利于车轮本体转动时减小与转轴之间的摩擦力，使得车轮本体的转动更为顺畅。

作为优选，所述轮座包括管体、罩体和法兰，所述车轮本体套设于管体上，所述管体的一端远离立柱，所述管体的另一端靠近立柱，所述罩体与管体远离立柱的一端可拆卸连接，所述法兰与管体靠近立柱的一端固定连接且形成一体，所述管体通过法兰与车轮本体可拆卸连接，所述法兰的一侧与管体固定连接，所述法兰相对应的另一侧中心设有油封座，所述油封座与法兰可拆卸连接，所述油封座的中心设有油封本体，所述转轴的一端贯穿油封本体位于管体内且分别通过若干个轴承与管体转动连接。车轮本体通过法兰与轮座上的管体可拆卸连接，有利于实验人员根据测试需要更换不同型号的车轮本体进行实验，从而有利于根据不同的工况，提高实验数据的精准度。

作为优选，所述刹车槽位于法兰设有油封座的一侧上，所述刹车块由橡胶制成，有利于增加刹车块与刹车槽侧壁之间的摩擦力，所述刹车块中间的宽度与刹车槽的宽度相同，所述刹车块的宽度从中间向两端逐渐减小，这样设计有利于车轮本体无论是正转还是反转，对刹车块滑入刹车槽均能起到导向作用，同时利于车轮本体的减速。

作为优选，所述刹车槽的两端均设有与刹车块相匹配的卸载槽，所述卸载槽的一端与刹车槽相连通，所述卸载槽的另一端封闭，所述卸载槽的宽度大于刹车块中间的宽度。刹车块通过其端部滑入刹车槽内时，车轮本体得到减速，当刹车块通过刹车槽滑入到卸载槽内时，刹车块与卸载槽封闭的一端相接触，利于实现车轮本体完全锁止、无法继续旋转，此时卸载槽的宽度大于刹车块中间的宽度有利于刹车块在气缸二的作用下退出卸载槽，便于下次重复使用。

本发明的有益效果是：能模拟汽车高速转弯时车轮对标线磨损工况；有利于提高车轮本体对标线的滚动磨损和滑动磨损的精准度；有利于车轮能够对标线进行连续测试，且占地面积小；有利于模拟汽车刹车时车轮对标线的磨损工况；车轮本体的转动顺畅；有利于实验人员根据测试需要更换不同型号的车轮本体进行实验，从而有利于根据不同的工况，提高实验数据的精准度；车轮本体无论是正转还是反转，刹车块的外形设计对刹车块滑入刹车槽均能起到导向作用，同时利于车轮本体的减速；利于实现车轮本体完全锁止、无法继续旋转；便于下次重复使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图2中D处的结构放大图；

图4是图1中E处的结构放大图；

图5是图1中A-A的剖视图；

图6是图5中C处的结构放大图；

图7是图6中F处的结构放大图；

图8是图4中B-B的剖视图。

图中：1. 机架，2. 立柱，3. 车轮本体，4. 连接杆，5. 气缸一，6. 安装梁，7. 安装板，8. 加强筋，9. 转轴，10. 气缸二，11. 弹性伸缩轴，12. 刹车块，13. 刹车槽，14. 轴筒，15. 轴杆，16. 限位环，17. 限位块，18. 弹簧，19. 轮座，20. 轴承，21. 管体，22. 罩体，23. 法兰，24. 油封座，25. 油封本体，26. 卸载槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2和图3所述的实施例中，一种模拟路面标线磨损的车轮组件，它包括机架1和若干根立柱2，立柱2的一侧设有车轮本体3，车轮本体3与立柱2转动连接，立柱2上设有若干块相互平行的连接杆4，立柱2通过连接杆4与机架1活动连接，机架1位于立柱2相对应的另一侧，机架1上设有气缸一5，气缸一5位于立柱2的端部，气缸一5的一端与机架1转动连接，气缸一5的另一端与立柱2转动连接。

如图1、图2和图3所示，机架1的形状为圆形，机架1的边缘设有若干根与立柱2一一相对应的安装梁6，若干根安装梁6沿机架1的圆周方向均匀分布，安装梁6的左侧与机架1连接，立柱2位于安装梁6的右侧，立柱2通过连接杆4与安装梁6活动连接。

如图3和图4所示，连接杆4共有四块，其中两块连接杆4位于安装梁6的前侧，另外两块连接杆4位于安装梁6的后侧，连接杆4的一端与立柱2转动连接，连接杆4的另一端与安装梁6转动连接，安装梁6、立柱2和安装梁6同一侧面上的两块连接杆4构成一个平行四边形结构。

如图3、图5和图6所示，安装梁6的顶部设有安装板7，连接杆4位于安装梁6的底部，安装板7与安装梁6相互垂直，安装板7的一端与安装梁6的右侧固定连接，安装板7的另一端与立柱2的位置相对应且与气缸一5转动连接，安装梁6的底部端面到车轮本体3中心的垂直距离小于车轮本体3的半径，安装梁6上设有加强筋8，加强筋8分别与安装梁6和安装板7固定连接。

如图6、图7和图8所示，车轮本体3的直径大于立柱2的长度，车轮本体3的中心设有转轴9，转轴9的一端与车轮本体3转动连接，转轴9的另一端与立柱2的中心固定连接，立柱2上设有气缸二10，气缸二10与立柱2可拆卸连接，气缸二10的输出端上设有弹性伸缩轴11，弹性伸缩轴11的一端与气缸二10的输出端连接，弹性伸缩轴11的另一端设有刹车块12，车轮本体3上设有与刹车块12相匹配的刹车槽13，刹车槽13的形状为弧形，刹车槽13的弧心位于车轮本体3的中心。

如图7所示，弹性伸缩轴11包括轴筒14和轴杆15，轴筒14的一端与气缸二10的输出端连接，轴筒14的另一端固定有与轴杆15相匹配的限位环16，轴杆15的一端贯穿限位环16位于轴筒14内，轴杆15位于轴筒14内的一端设有限位块17，限位块17的直径大于限位环16的内径，限位块17上设有弹簧18，轴杆15通过弹簧18与轴筒14的内侧壁弹性连接，轴杆15的另一端与刹车块12连接。

如图6和图7所示，车轮本体3的中心设有轮座19，轮座19与车轮本体3可拆卸连接，转轴9的一端位于轮座19内且设有若干个轴承20，转轴9分别通过若干个轴承20与轮座19转动连接，刹车槽13位于轮座19上。

如图6和图7所示，轮座19包括管体21、罩体22和法兰23，车轮本体3套设于管体21上，管体21的一端远离立柱2，管体21的另一端靠近立柱2，罩体22与管体21远离立柱2的一端可拆卸连接，法兰23与管体21靠近立柱2的一端固定连接且形成一体，管体21通过法兰23与车轮本体3可拆卸连接，法兰23的一侧与管体21固定连接，法兰23相对应的另一侧中心设有油封座24，油封座24与法兰23可拆卸连接，油封座24的中心设有油封本体25，转轴9的一端贯穿油封本体25位于管体21内且分别通过若干个轴承20与管体21转动连接。

如图7和图8所示，刹车槽13位于法兰23设有油封座24的一侧上，刹车块12由橡胶制成，刹车块12中间的宽度与刹车槽13的宽度相同，刹车块12的宽度从中间向两端逐渐减小。

如图8所示，刹车槽13的两端均设有与刹车块12相匹配的卸载槽26，卸载槽26的一端与刹车槽13相连通，卸载槽26的另一端封闭，卸载槽26的宽度大于刹车块12中间的宽度。

机架1在驱动电机的作用下自传的同时带动车轮本体3座圆周运动，车轮本体3沿着标线滚动，以测试车轮本体3对标线的滚动磨损；气缸一5对车轮本体3实施的加载压力为0~500Kg范围内可调，气缸一5对车轮本体3实施加载压力时，便于测试在不同压力下，车轮本体3对标线的滚动磨损，与此同时，车轮本体3在连接杆4的作用下向机架1的一侧滑行，便于测试车轮本体3对标线的滑动磨损，进而可以实现模拟车轮本体3在高速转弯处于离心状态时对标线磨损的工况。

当需要测试车轮本体3在刹车状态下对标线的滑动磨损时，气缸二10启动，气缸二10通过弹性伸缩轴11使得刹车块12作用于车轮本体3上，此时弹性伸缩轴11处于收缩状态，车轮本体3继续旋转，刹车块12逐渐滑入刹车槽13内，弹性伸缩轴11由原来的收缩状态逐渐伸展，当车轮本体3的中间部分卡进刹车槽13内时，车轮本体3得到减速，当刹车块12通过刹车槽13滑入到卸载槽26内时，刹车块12与卸载槽26封闭的一端相接触，车轮本体3完全锁止，以模拟汽车刹车时车轮本体3对路面标线磨损的工况。

上述实验过程中，车轮本体3的线速度和对路面标线的碾压次数可通过PLC中央控制器、标线上的传感器及驱动电机上的变频器来设定，并通过标线上的传感器和PLC中央控制器实时显示、打印和保存；车轮本体3上的加载压力同样可通过PLC中央控制器、气缸一5和标线上的传感器来设定并实时显示。

Claims (7)

1.一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，包括机架（1）和若干根立柱（2），所述立柱（2）的一侧设有车轮本体（3），所述车轮本体（3）与立柱（2）转动连接，所述立柱（2）上设有若干块相互平行的连接杆（4），所述立柱（2）通过连接杆（4）与机架（1）活动连接，所述机架（1）位于立柱（2）相对应的另一侧，所述机架（1）上设有气缸一（5），所述气缸一（5）位于立柱（2）的端部，所述气缸一（5）的一端与机架（1）转动连接，所述气缸一（5）的另一端与立柱（2）转动连接，所述车轮本体（3）的直径大于立柱（2）的长度，所述车轮本体（3）的中心设有转轴（9），所述转轴（9）的一端与车轮本体（3）转动连接，所述转轴（9）的另一端与立柱（2）的中心固定连接，所述立柱（2）上设有气缸二（10），所述气缸二（10）与立柱（2）可拆卸连接，所述气缸二（10）的输出端上设有弹性伸缩轴（11），所述弹性伸缩轴（11）的一端与气缸二（10）的输出端连接，所述弹性伸缩轴（11）的另一端设有刹车块（12），所述车轮本体（3）上设有与刹车块（12）相匹配的刹车槽（13），所述刹车槽（13）的形状为弧形，所述刹车槽（13）的弧心位于车轮本体（3）的中心；所述机架（1）的形状为圆形，所述机架（1）的边缘设有若干根与立柱（2）一一相对应的安装梁（6），若干根安装梁（6）沿机架（1）的圆周方向均匀分布，所述安装梁（6）的左侧与机架（1）连接，所述立柱（2）位于安装梁（6）的右侧，所述立柱（2）通过连接杆（4）与安装梁（6）活动连接；所述连接杆（4）共有四块，其中两块连接杆（4）位于安装梁（6）的前侧，另外两块连接杆（4）位于安装梁（6）的后侧，所述连接杆（4）的一端与立柱（2）转动连接，所述连接杆（4）的另一端与安装梁（6）转动连接，所述安装梁（6）、立柱（2）和安装梁（6）同一侧面上的两块连接杆（4）构成一个平行四边形结构。

2.根据权利要求1所述的一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，所述安装梁（6）的顶部设有安装板（7），所述连接杆（4）位于安装梁（6）的底部，所述安装板（7）与安装梁（6）相互垂直，所述安装板（7）的一端与安装梁（6）的右侧固定连接，所述安装板（7）的另一端与立柱（2）的位置相对应且与气缸一（5）转动连接，所述安装梁（6）的底部端面到车轮本体（3）中心的垂直距离小于车轮本体（3）的半径，所述安装梁（6）上设有加强筋（8），所述加强筋（8）分别与安装梁（6）和安装板（7）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，所述弹性伸缩轴（11）包括轴筒（14）和轴杆（15），所述轴筒（14）的一端与气缸二（10）的输出端连接，所述轴筒（14）的另一端固定有与轴杆（15）相匹配的限位环（16），所述轴杆（15）的一端贯穿限位环（16）位于轴筒（14）内，所述轴杆（15）位于轴筒（14）内的一端设有限位块（17），所述限位块（17）的直径大于限位环（16）的内径，所述限位块（17）上设有弹簧（18），所述轴杆（15）通过弹簧（18）与轴筒（14）的内侧壁弹性连接，所述轴杆（15）的另一端与刹车块（12）连接。

4.根据权利要求1所述的一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，所述车轮本体（3）的中心设有轮座（19），所述轮座（19）与车轮本体（3）可拆卸连接，所述转轴（9）的一端位于轮座（19）内且设有若干个轴承（20），所述转轴（9）分别通过若干个轴承（20）与轮座（19）转动连接，所述刹车槽（13）位于轮座（19）上。

5.根据权利要求4所述的一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，所述轮座（19）包括管体（21）、罩体（22）和法兰（23），所述车轮本体（3）套设于管体（21）上，所述管体（21）的一端远离立柱（2），所述管体（21）的另一端靠近立柱（2），所述罩体（22）与管体（21）远离立柱（2）的一端可拆卸连接，所述法兰（23）与管体（21）靠近立柱（2）的一端固定连接且形成一体，所述管体（21）通过法兰（23）与车轮本体（3）可拆卸连接，所述法兰（23）的一侧与管体（21）固定连接，所述法兰（23）相对应的另一侧中心设有油封座（24），所述油封座（24）与法兰（23）可拆卸连接，所述油封座（24）的中心设有油封本体（25），所述转轴（9）的一端贯穿油封本体（25）位于管体（21）内且分别通过若干个轴承（20）与管体（21）转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，所述刹车槽（13）位于法兰（23）设有油封座（24）的一侧上，所述刹车块（12）由橡胶制成，所述刹车块（12）中间的宽度与刹车槽（13）的宽度相同，所述刹车块（12）的宽度从中间向两端逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的一种模拟路面标线磨损的车轮组件，其特征是，所述刹车槽（13）的两端均设有与刹车块（12）相匹配的卸载槽（26），所述卸载槽（26）的一端与刹车槽（13）相连通，所述卸载槽（26）的另一端封闭，所述卸载槽（26）的宽度大于刹车块（12）中间的宽度。