[發明專利]一種單輪牽引性能測試裝置

無效

• 申請號: 201310478217.9
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103487264A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 宋正河;武秀恒;謝斌;朱忠祥;毛恩榮
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01M17/02
• 分類號: G01M17/02
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

技術領域

本發明屬于測試裝置領域，特別涉及一種單輪牽引性能測試的裝置。

背景技術

單輪牽引性能測試裝置應用于測試單個農用或越野車輪胎的牽引性能。輪胎牽引性能與輪胎本身參數、輪胎負荷、地面條件密切相關，研究以上幾者之間的關系對深入探討輪胎-地面相互作用機理，開發新型行走裝置，指導輪胎選型有重要意義。牽引力-滑轉率實驗結果可綜合表征以上幾者的關系，對進一步揭示輪胎-土壤相互作用機理意義顯著。

針對牽引力-滑轉率實驗開發的單輪實驗裝置在測試過程中要求實時、獨立、準確測量多個方向的力，且施加于裝置上多個方向的外載荷不能對測量造成影響。已有單輪實驗裝置主要包括雙平行四連桿式結構和內外框架式結構，但存在由于傳感器安裝方式、位置不理想或者外載荷間的影響而導致測量準確度下降、測量結果不穩定的問題，其他在此結構上試圖提高測量準確度的裝置相應的增加了傳感器和控制器，使得裝置控制復雜困難，成本昂貴。

發明內容

本發明的目的是提出一種單輪牽引性能測試裝置，使所有傳感器的安裝方式和位置均達到理想測量狀態，且利用已有傳感器數據進行反饋控制，提高測量準確度，節省成本。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種單輪牽引性能測試裝置，包括臺架1，平行四連桿組3，外框架4，雙作用液壓油缸5，內框架6，縱向傳感器7，測轉矩傳感器8，側向傳感器9，垂向傳感器11，側向預緊彈簧10、垂向預緊彈簧12，被測輪胎13；其中，

設定被測輪胎13前進方向為X軸，軸向方向為Y軸，豎直向上方向為Z軸的坐標系，O點為被測輪胎13的幾何中心，由此建立XOY、XOZ、YOZ三個平面；

其特征在于：

被測輪胎13安裝于內框架6上，臺架1安裝在土槽2上，平行四連桿組3一端通過兩鉸接點與臺架1一側縱梁連接，另一端通過兩鉸接點與外框架4連接，且四鉸接點處于XOZ面，鉸接銷軸中心線與該面垂直；

雙作用液壓油缸5一端鉸接于臺架1橫梁上，另一端與外框架4頂部鉸接，且雙作用液壓油缸5中心軸線處于XOZ面上，兩鉸接銷軸中心線與該面垂直；

外框架4與內框架6通過一對縱向傳感器7、一個測轉矩傳感器8、一對側向傳感器9、一對側向預緊彈簧10、一對垂向傳感器11和一對垂向預緊彈簧12相連接；一對縱向傳感器7對稱布置于XOZ面兩側，且縱向傳感器7的中心線均處于XOY面上；一對側向傳感器9對稱布置于YOZ面兩側，且側向傳感器9的中心線均處于XOY面上，一對側向預緊彈簧10分別布置于被測輪胎13的另一側相對應側向傳感器9的位置；測轉矩傳感器8豎直布置于XOZ面上，且測轉矩傳感器8下端球鉸接點處于XOY面上；一對垂向傳感器11對稱布置于XOZ面兩側，且垂向傳感器11的中心線均處于YOZ面上，一對垂向預緊彈簧12分別相對應的布置于垂向傳感器11正下方；

液壓馬達15安裝于內框架6側面鋼板上，液壓馬達15的馬達輸出軸安裝有小鏈輪16，正下方橫梁安裝軸承座14，傳動軸19安裝于軸承座14內軸承上；傳動軸19一端安裝大鏈輪18，另一端連接被測輪胎13輪轂；鏈條17連接小鏈輪16、大鏈輪18。

其中，縱向傳感器7、測轉矩傳感器8、側向傳感器9、垂向傳感器11中每個傳感器兩端各球鉸連接一掛鉤，一側掛鉤安裝于內框架6上，另一側掛鉤安裝于外框架4上。

其中，側向預緊彈簧10、垂向預緊彈簧12中每個預緊彈簧兩端各掛接一支掛鉤螺桿，且兩端掛鉤螺桿螺紋旋向相反，每個掛鉤螺桿上配合安裝有螺母座，一側螺母座安裝于內框架6上，另一側安裝于外框架4上。

本發明的有益效果在于：

1、本裝置工作過程中所有傳感器所測力的方向不受所加載外力大小和地面起伏的影響。

2、本裝置工作過程中所有傳感器始終受拉力，克服了兩端球鉸接傳感器受壓時由于對中性不佳而引起誤差的缺點。

3、本裝置采用拉壓式傳感器替代動態轉矩傳感器間接測量轉矩，機構簡單，節約空間，降低成本。

4、本裝置數據采集系統和控制系統利用傳感器實時采集信號作為反饋直接控制液壓缸的加載力，無需增加其他傳感器及控制裝置，系統簡單，成本低。

5、本裝置框架采用方鋼焊接而成，制作簡單。

附圖說明

圖1是本發明的單輪牽引性能測試的裝置的結構示意圖；

圖2是本發明的單輪牽引性能測試的裝置的內外框架連接示意圖；

圖3是本發明的單輪牽引性能測試的裝置的內框架各組件布置示意圖；