[發(fā)明專利]一種車輛單輪圓形土槽試驗裝置

在審

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• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113092137A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉超;許普凱;馬建鵬;付志洋;蘭一瑾
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01M17/013
• 分類號: G01M17/013
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 岳東升;楊帥峰

一種車輛單輪圓形土槽試驗裝置，包括土槽外壁系統(tǒng)、土槽內壁系統(tǒng)、中央升降系統(tǒng)、中央轉動臺架系統(tǒng)、加載平臺系統(tǒng)、車輪測試系統(tǒng)。車輪測試系統(tǒng)設置在中央轉動臺架系統(tǒng)一端，中央轉動臺架系統(tǒng)設置在中央升降系統(tǒng)上，中央升降系統(tǒng)安裝在土槽內壁系統(tǒng)上，車輪測試系統(tǒng)可以在土槽內進行圓周運動，中央轉動臺架系統(tǒng)可以帶動車輪測試系統(tǒng)持續(xù)旋轉，加載平臺系統(tǒng)可進行加載。土槽方便更換土壤。本發(fā)明可對不同結構、尺寸的車輪在不同速度、不同半徑、負載、土壤及車輪滑轉率等條件下進行車輪沉陷量、掛鉤牽引力、驅動扭矩、負載等參數(shù)進行實時測試。該套設備適用范圍廣，占地面積小，環(huán)境可控，可持續(xù)高速測試，便于安裝與拆卸，測試精度高。

技術領域

本發(fā)明涉及電力驅動技術，涉及星球探索領域、農(nóng)用機械領域，具體涉及一種測試車輪通過性能的圓形土槽試驗臺。

背景技術

傳統(tǒng)的土槽試驗臺多為直線形，設備占用面積大，測試繁瑣，測試速度及時間有限，測試的車輪通用性較差。隨著車輛地面力學的發(fā)展，各式各樣結構的車輪逐漸被關注。為方便對可持續(xù)性高速運動情況下不同結構的車輪在復雜結構地面，包括低重力環(huán)境下車輪的通過性情況，因此一種測試通用性高的圓形可持續(xù)高速測試的土槽實驗裝置尤為重要。

目前，針對單輪的土槽試驗裝置主要是如中國專利文獻CN105043788A所提到的驅動支架通過導軌拖曳實現(xiàn)測試的土槽試驗臺和如中國專利文獻CN104316300A所提到的涉及農(nóng)業(yè)機械性能試驗的土槽試驗臺。這類試驗裝置能夠測試行駛中掛鉤牽引力、沉陷量和車輛滑轉率等參數(shù)，但不能實現(xiàn)長時間持續(xù)性測試，也不能開展高速測試。針對中國專利文獻CN107084234B所提到的旋轉式環(huán)形土槽試驗臺驅動機構，這類試驗裝置的測試機構只能實現(xiàn)固定半徑的圓周運動，且結構復雜，不利于后期維護。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種適用于測試車輪性能的圓形土槽試驗臺裝置，該裝置能通過加載系統(tǒng)模擬重力環(huán)境對車輪進行配重，模擬不同車輪的不同環(huán)境條件下，在圓形土槽內進行圓周持續(xù)運轉，準確測得車輪以不同滑轉率行進過程中掛鉤牽引力、驅動扭矩等性能參數(shù)。為車輪于崎嶇地面上持續(xù)性行駛通過性的聽過提高提供實驗平臺，尤其對于星球車來說，模擬車輪在模擬星球表面的持續(xù)性運轉有重要意義。

本發(fā)明創(chuàng)新設計方案如下：

一種圓形土槽試驗臺測試裝置包括土槽外壁系統(tǒng)、土槽內壁系統(tǒng)、中央升降系統(tǒng)、中央轉動臺架系統(tǒng)、加載平臺系統(tǒng)、車輪測試系統(tǒng)。車輪測試系統(tǒng)設置在中央轉動臺架系統(tǒng)一端，中央轉動臺架系統(tǒng)設置在中央升降系統(tǒng)上，旋轉動力由安裝在中央升降系統(tǒng)上的驅動裝置提供。中央升降系統(tǒng)安裝在土槽內壁系統(tǒng)上，車輪測試系統(tǒng)可以在土槽內進行圓周運動，動力由其上的驅動裝置提供。中央轉動臺架系統(tǒng)可以帶動車輪測試系統(tǒng)持續(xù)高速旋轉，加載平臺系統(tǒng)可以對車輪測試系統(tǒng)進行加載。

所述土槽外壁系統(tǒng)包括八塊土槽外壁板，其中有四個土槽外壁板具帶出沙門，一個土槽外壁板具有出入門，每個外壁板由兩端外壁固定桿桿支撐，水泥地基具有斜度。

所述土槽內壁系統(tǒng)包括八塊土槽內壁板、四根土槽中心立柱、一個上支撐架，用于支撐其它系統(tǒng)。

所述四聯(lián)動升降機系統(tǒng)包括第一電機、第一換向器、升降機、絲杠、升降臺面，由一個第一電機經(jīng)第一換向器，由四個升降機帶動四個絲杠對升降臺面進行升降。

所述中央轉動臺架系統(tǒng)包括第二電機、第一減速器、電磁離合器、傳動軸，轉動臺，臺架圓錐滾子軸承、臺架、四連桿機構。四連桿機構擺動角度不同可實現(xiàn)不同圓周運動直徑下車輪的運動。傳動軸外套兩個深溝球軸承，兩軸承外接一個套筒。臺架包括四個焊接軸支座，八根直矩管和四個連接直矩管的短矩形管，短矩形管通過軸和焊接軸支座連接在一起，短矩形管兩端通過螺栓連接兩根直矩管，方便可拆卸。四連桿機構兩端的直矩管通過軸和配重連接架連接，以此來懸掛加載系統(tǒng)，其中一端的加載系統(tǒng)下連接著車輪測試系統(tǒng)。

所述加載系統(tǒng)，通過四連桿機構兩端第一配重連接架和第二配重連接架中間的杠鈴軸增減杠鈴片實現(xiàn)加載與配重，杠鈴片用脹緊套緊固。