[發明專利]多功能輪胎道路檢測裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 201510178345.0
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN104729863B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 莊曄;高學亮;郭孔輝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01M17/02
• 分類號: G01M17/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 趙炳仁

技術領域

本發明涉及一種適用于在室外路況下獲得輪胎特性的檢測裝置及其基于該裝置的輪胎特性測試方法。

背景技術

輪胎是位于車輛與路面之間的唯一部件，輪胎與路面的相互作用決定了車輛的運動狀態。車輛的許多重要性能都與輪胎的特性有關。車輛的操縱穩定性，制動安全性，車輛垂直振動，車輛動力性，都依賴于輪胎特性的研究。因此，輪胎特性研究具有十分重大的現實意義和廣闊的應用前景。

然而輪胎物理結構和輪胎橡膠與各種路面的摩擦特性都非常復雜的，它不僅與速度、垂直壓力有關，而且受路面種類與路面狀況(干路面、冰雪路面、積水路面)的影響。與此同時，在車輛行駛過程中，輪胎的受力狀況、運動狀態以及與路面間的相互作用復雜多變。總而言之，這些因素都極大增加了輪胎特性獲取的難度。

目前，輪胎特性的檢測裝置包括兩類：輪胎室內檢測裝置、輪胎室外檢測裝置。輪胎室內檢測裝置存在的主要問題是：難于模擬實際使用路面狀況(干路面、冰雪路面、積水路面)和使用環境；輪胎室外檢測裝置主要包含單輪檢測裝置和雙輪檢測裝置，存在的主要問題是：針對室外單輪檢測裝置結構復雜，同時單輪導致輪胎在側偏、側傾工況下受力不平衡，針對室外雙輪檢測裝置能夠實現滾阻、滑阻等單一工況，不能實現側偏、側傾及復合工況下的輪胎特性檢測。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有輪胎道路檢測系統和方法存在的缺陷，提出一種多功能輪胎道路檢測裝置及其測試方法。基于該檢測裝置，解決了室內檢測裝置難于模擬實際使用路面狀況(干路面、冰雪路面、積水路面)及使用環境和輪胎室外檢測裝置受力不平衡、檢測工況單一，不能實現側偏、側傾及復合工況下的輪胎特性檢測等問題，同時可以獲取輪胎與實際使用路面間的摩擦系數。

本發明多功能輪胎道路檢測裝置，包括車架、測試輪胎、懸架系統、輪胎轉向機構、牽引車連接結構、制動盤、車輪軸承、制動裝置、非接觸速度傳感器、車輪轉角傳感器、慣量測試單元、轉速傳感器、控制臺、電池；

兩套所述懸架系統以行駛方向為中心對稱的設置在所述車架上，每套懸架系統由減振器組件、轉向連接件、輪胎側傾調節機構和連接臂組成；即，減振器組件的一端固連在車架的支板上，另一端固連在轉向連接件的上端，轉向連接件的下端通過輪胎側傾調節機構與連接臂一端球鉸連接，連接臂的另一端與車架下支撐板鉸連；

轉向連接件與所述的車輪軸承內環固連，所述的制動盤與車輪軸承外環固連；對應于制動盤的所述的制動裝置與轉向連接件固連；所述的測試輪胎通過輪輞同制動盤固連。

兩套所述輪胎轉向機構以行駛方向為中心對稱的設置在所述車架上，每套輪胎轉向機構由傳動套、轉向片、轉向球頭、轉向拉桿組件、轉向接頭和伺服電機、行星減速器、側向力傳感器組成；即，行星減速器固設在車架的上支撐板上，伺服電機與行星減速器的輸入軸驅動連接，行星減速器的輸出軸同傳動套以鍵傳動方式固連，傳動套與轉向片以鍵傳動方式固連，轉向片另一端與轉向球頭一端鉸連，轉向球頭另一端與轉向拉桿組件一端螺紋連接，轉向拉桿組件另一端與側向力傳感器固連，側向力傳感器與轉向接頭固連；轉向接頭另一端與所述的轉向連接件下端鉸連；所述的車輪轉角傳感器設置在伺服電機自由端上；

所述的輪胎側傾調節機構由球鉸梯形調節塊、調節絲桿、調節螺母和鎖緊螺母組成；球鉸梯形調節塊的球頭螺桿同所述轉向連接件固連，并通過鎖緊螺母將球鉸梯形調節塊的球頭螺桿鎖定，球鉸梯形調節塊的梯形導向面的下表面與連接臂梯形導向面的上表面貼合，調節絲杠的一端同球鉸梯形調節塊固連，另一端以螺紋連接方式與連接臂連接，調節螺母同調節絲桿連接。

所述的牽引車連接結構由同步微調組件、連接件、調節板、掛環、焊接支架和拉力傳感器所組成；同步微調組件兩端分別與掛環和連接件固定，拉力傳感器一端同連接件固連，另一端同調節板固連，調節板同焊接支架固連，焊接支架兩端與車架上支撐板固連。

所述的控制臺、電池、慣量測試單元分別固設在車架上支撐板上，所述的非接觸速度傳感器固連在車架下固定板上；

所述的轉速傳感器一端同輪輞方孔過渡配合方式固連，另一端同車輪軸承方孔過渡配合方式固連；

所述的伺服電機與控制臺中的驅動控制板相聯接；

所述的非接觸速度傳感器、車輪轉角傳感器、慣量測試單元、拉力傳感器、側向力傳感器和轉速傳感器通過數據線分別與控制臺中的中央控制器通訊聯接。

在車架上還設置一載沙桶，通過裝沙量以實現檢測裝置輪胎垂直載荷調節。