[發明專利]一種車輛扭力軸動態力學性能測試路面譜采集系統

在審

• 申請號: 201810564152.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN109084987A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 方文敏;王揚彬;白雪蓮;葉艾;余凱平;陳永科;汝艷;張峰;嚴軍;胡瑋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍炮兵防空兵學院
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G01M13/00
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 徐俊杰

本發明涉及履帶式車輛技術領域，具體地，涉及一種車輛扭力軸動態力學性能測試路面譜采集系統，包括第一傾角傳感器和第二傾角傳感器；所述第一傾角傳感器設置在車體頂板上，用于測量車體相對大地的傾轉角度；所述第二傾角傳感器設置在所要測量扭力軸的平衡肘上，如此，本申請提供給的車輛扭力軸動態力學性能測試試驗路面譜采集系統，能夠在地形情況復雜、沖擊較大的跑車狀態下實時自動采集車體及扭力軸相對大地的角度變化，并通過數據處理獲得扭力軸的扭轉角度，解決了現有技術中，由于跑車時地形情況復雜、沖擊較大，目前國內還無人能做扭力軸動態力學性能測試試驗路面譜采集系統的問題。

技術領域：

本發明涉及履帶式車輛技術領域，具體地，涉及一種車輛扭力軸動態力 學性能測試路面譜采集系統。

背景技術：

某些型履帶式車輛底盤行動部分由主動輪、負重輪與懸掛裝置、履帶、 誘導輪及履帶調整器、液氣懸掛及其控制裝置組成。懸掛裝置包括扭桿懸掛 系統和液氣懸掛系統，其中第1、6負重輪為液氣懸掛，第2～5負重輪為扭桿 懸掛。懸掛裝置的作用，一是將負重輪連接在車體上，二是緩和地面對車體 的沖擊、減輕行駛中的震動并加速衰減震動，從而增加履帶式車行駛的平穩 性和機件工作的可靠性，改善乘員的舒適性。而扭力軸是扭桿懸掛系統的重 要傳力部件，它將車體與負重輪相連接，減緩了履帶式車輛所受到的沖擊和 震動。

經過幾年的對該些型履帶式車輛跟蹤研究，發現車輛行駛中，路面情況 復雜，扭力軸處于隨機加載的工作狀態，容易出現扭力軸過載而導致非正常 斷裂情況，故需對其進行動態不同工況下扭力軸轉角分析，研究車體及扭力 軸相對地面的角度變化為尋找扭力軸非正常斷裂原因提供理論依據。

而現有技術中，由于跑車時地形情況復雜、沖擊較大，目前國內還無人 能做扭力軸動態力學性能測試試驗路面譜采集系統，本發明針對履帶式車輛 扭力軸動態力學性能測試試驗路面譜采集系統的需求，研制開發一套扭力軸 動態力學性能測試試驗路面譜采集系統，能夠實時自動采集車體及扭力軸相 對地面的角度變化，并通過數據處理獲得扭力軸的扭轉角度。

發明內容：

本發明克服現有技術的缺陷，提供一種車輛扭力軸動態力學性能測試路 面譜采集系統。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案實現：一種車輛扭力軸動 態力學性能測試路面譜采集系統，包括第一傾角傳感器和第二傾角傳感器； 所述第一傾角傳感器設置在車體頂板上，用于測量車體相對大地的傾轉角度； 所述第二傾角傳感器設置在所要測量扭力軸的平衡肘上，用于測量平衡肘相 對大地的傾轉角；各傾角傳感器測得的數據經由EPEC控制器處理并發送至 筆記本電腦上顯示；所述EPEC控制器、各傾角傳感器的CAN端經由 PCAN-USB卡連接，所述PCAN-USB的USB端連接筆記本電腦，并通過其 軟件PCAN-View發送和接收CAN報文，實時采集記錄相關數據。

優選的，所述EPEC控制器以10Hz的采樣頻率向各傾角傳感器發送采樣 命令并獲得數據。

優選的，各傾角傳感器采用24V供電，輸出數據采用CAN總線傳送數字 量，各傾角傳感器采樣頻率為100Hz。

測量原理：傾角傳感器是以大地作為水平面，因而本系統采用兩組傾角 傳感器，一組用于測量平衡肘相對大地的扭轉角，一組用于測量車體相對大 地的角度，車輛在行駛過程中，車體及平衡肘隨地形不斷變化，傾角傳感器 也實時傳輸角度變化值，兩者之差即為扭力軸在行駛過程中的動態變化值， 從而得到所測負重輪的路面譜數據。

降低測量誤差措施：為得到更好的扭力軸扭轉角度，本系統在硬件和軟 件兩方面采取措施降低誤差值：硬件上對傾角傳感器供電環節設置電源處理 模塊，對傾角傳感器供電進行濾波和瞬態沖擊抑制，防止因為供電電壓波動 和用電回路中的元件狀態切換造成的電壓瞬態沖擊，保證傳感器測量模塊的 供電穩定，從而，增強傳感器穩定性，降低由于電源擾動造成的測量誤差。 軟件上，對各傾角傳感器采樣值進行數字濾波，降低傳感器采樣值的噪聲范 圍。