[发明专利]多自由度车辆动力学试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆动力学试验平台，尤其涉及一种同时具有路面模拟、静载荷模拟、动载荷模拟功能的多自由度车辆动力学试验平台。

背景技术

车辆动力学包括纵向、横向和垂向3个方向上平动与旋转共6个自由度的动力学。目前车辆动力学测试与研究所采用的方法主要有实车道路试验、计算机仿真和台架试验。实车道路试验需要大的试验场地，并且极限工况试验具有很大风险因而难以实施，试验测试成本也高；计算机仿真方法需要建立车辆及其部件的准确数学模型，实现难度大，同时仍需要进行实车道路试验或台架试验加以验证；台架试验方法能够在很大程度上克服实车道路试验与计算机仿真方法的不足，在车辆动力学测试与研究领域得到广泛应用。目前的车辆动力学试验平台一般以单一的纵向、横向或垂向动力学的测试与研究为主，有些试验平台可同时进行多自由度的车辆动力学测试，但无法同时模拟车辆静载荷变化、动载荷和路面激励的综合动力学效应，且无法实现对车辆转弯行驶时出现的大轮胎侧偏角的模拟，未见同时具有路面模拟、静载荷模拟、动载荷模拟功能的多自由度车辆动力学测试与研究的试验平台。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的不足，提出一种同时具有路面模拟、静载荷模拟、动载荷模拟功能的多自由度车辆动力学测试与研究的试验平台。

本发明是通过如下技术措施实现的：一种多自由度车辆动力学试验平台，包括带轴向力传感器的双出杆垂向加载液压缸、上角度传感器、加载支架、车轮固定支架、测控系统、滚筒、码盘、转速传感器、左滚筒支架、右滚筒支架、转盘、滚珠支架、滚珠、中桶壁、中桶面、位置伺服液压缸、连杆、下中心轴、上中心轴、六自由度Stewart平台、下角度传感器、轴承端盖、下轴承、转矩传感器、上轴承、滚筒中心轴、外转子电机、六分力传感器、内部带轴承的连接装置、左后对中滚子支架、右后对中滚子支架、左前对中滚子支架、右前对中滚子支架、对中滚子升降器、后对中滚子、前对中滚子、滑块。加载支架固定安装在地基上，滑块安装在加载支架上并可沿加载支架上的导轨移动，带轴向力传感器的双出杆垂向加载液压缸的缸筒固定安装在滑块上，带轴向力传感器的双出杆垂向加载液压缸的上活塞杆安装在滑块中的圆柱形滑套内并可在圆柱形滑套内做旋转和轴向移动，上角度传感器安装在带轴向力传感器的双出杆垂向加载液压缸的上活塞杆和滑块之间，带轴向力传感器的双出杆垂向加载液压缸的下活塞杆通过车轮固定支架与内部带轴承的连接装置连接，后对中滚子由左后对中滚子支架和右后对中滚子支架支承，前对中滚子由左前对中滚子支架和右前对中滚子支架支承，左后对中滚子支架和左前对中滚子支架均与左滚筒支架铰接，右后对中滚子支架和右前对中滚子支架均与右滚筒支架铰接，左后对中滚子支架、右后对中滚子支架、左前对中滚子支架、右前对中滚子支架可在对中滚子升降器的作用下同步运动，对中滚子升降器两端分别与左滚筒支架和左前对中滚子支架铰接，滚筒中心轴固定安装在左滚筒支架和右滚筒支架上，码盘固定安装在外转子电机的转子上，转速传感器固定安装在滚筒中心轴上，外转子电机的定子与滚筒中心轴固定连接，外转子电机的转子通过六分力传感器与滚筒固连，左滚筒支架和右滚筒支架固定安装在转盘上，转盘与中桶面之间有环形布置且可自由滚动的滚珠，滚珠放在滚珠支架的圆孔中，上中心轴与转盘同轴固定连接，上中心轴通过转矩传感器与下中心轴固定连接，中桶面与中桶壁固定连接，中桶壁与六自由度Stewart平台固定连接，六自由度Stewart平台固定安装在地基上，上中心轴与中桶面之间安装有上轴承，下中心轴与中桶面之间安装有下轴承，与下轴承配合的轴承端盖固定安装在中桶面上，下角度传感器安装在下中心轴与轴承端盖之间，下中心轴与连杆固定连接，连杆与位置伺服液压缸的活塞杆之间铰接，位置伺服液压缸与中桶壁之间铰接，转盘可在位置伺服液压缸的作用下旋转，带轴向力传感器的双出杆垂向加载液压缸、位置伺服液压缸、上角度传感器、下角度传感器、转矩传感器、六自由度Stewart平台、对中滚子升降器、外转子电机、六分力传感器、转速传感器均与测控系统电连接。

上述提到的六自由度Stewart平台可以采用六个液压伺服油缸驱动，每个液压伺服油缸上安装有轴向力传感器和位移传感器，可以测量液压输出力和活塞位移，进而计算六自由度Stewart平台的6维动、静态负载力和上平台的空间位置，这个六自由度Stewart平台是公知的。

上述提到的六分力传感器也是公知的，可以测量直角坐标系3个平动和3个旋转方向上的共6个分力。