[发明专利]一种单轮牵引性能测试装置

说明书

技术领域

本发明属于测试装置领域，特别涉及一种单轮牵引性能测试的装置。

背景技术

单轮牵引性能测试装置应用于测试单个农用或越野车轮胎的牵引性能。轮胎牵引性能与轮胎本身参数、轮胎负荷、地面条件密切相关，研究以上几者之间的关系对深入探讨轮胎-地面相互作用机理，开发新型行走装置，指导轮胎选型有重要意义。牵引力-滑转率实验结果可综合表征以上几者的关系，对进一步揭示轮胎-土壤相互作用机理意义显著。

针对牵引力-滑转率实验开发的单轮实验装置在测试过程中要求实时、独立、准确测量多个方向的力，且施加于装置上多个方向的外载荷不能对测量造成影响。已有单轮实验装置主要包括双平行四连杆式结构和内外框架式结构，但存在由于传感器安装方式、位置不理想或者外载荷间的影响而导致测量准确度下降、测量结果不稳定的问题，其他在此结构上试图提高测量准确度的装置相应的增加了传感器和控制器，使得装置控制复杂困难，成本昂贵。

发明内容

本发明的目的是提出一种单轮牵引性能测试装置，使所有传感器的安装方式和位置均达到理想测量状态，且利用已有传感器数据进行反馈控制，提高测量准确度，节省成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单轮牵引性能测试装置，包括台架1，平行四连杆组3，外框架4，双作用液压油缸5，内框架6，纵向传感器7，测转矩传感器8，侧向传感器9，垂向传感器11，侧向预紧弹簧10、垂向预紧弹簧12，被测轮胎13；其中，

设定被测轮胎13前进方向为X轴，轴向方向为Y轴，竖直向上方向为Z轴的坐标系，O点为被测轮胎13的几何中心，由此建立XOY、XOZ、YOZ三个平面；

其特征在于：

被测轮胎13安装于内框架6上，台架1安装在土槽2上，平行四连杆组3一端通过两铰接点与台架1一侧纵梁连接，另一端通过两铰接点与外框架4连接，且四铰接点处于XOZ面，铰接销轴中心线与该面垂直；

双作用液压油缸5一端铰接于台架1横梁上，另一端与外框架4顶部铰接，且双作用液压油缸5中心轴线处于XOZ面上，两铰接销轴中心线与该面垂直；

外框架4与内框架6通过一对纵向传感器7、一个测转矩传感器8、一对侧向传感器9、一对侧向预紧弹簧10、一对垂向传感器11和一对垂向预紧弹簧12相连接；一对纵向传感器7对称布置于XOZ面两侧，且纵向传感器7的中心线均处于XOY面上；一对侧向传感器9对称布置于YOZ面两侧，且侧向传感器9的中心线均处于XOY面上，一对侧向预紧弹簧10分别布置于被测轮胎13的另一侧相对应侧向传感器9的位置；测转矩传感器8竖直布置于XOZ面上，且测转矩传感器8下端球铰接点处于XOY面上；一对垂向传感器11对称布置于XOZ面两侧，且垂向传感器11的中心线均处于YOZ面上，一对垂向预紧弹簧12分别相对应的布置于垂向传感器11正下方；

液压马达15安装于内框架6侧面钢板上，液压马达15的马达输出轴安装有小链轮16，正下方横梁安装轴承座14，传动轴19安装于轴承座14内轴承上；传动轴19一端安装大链轮18，另一端连接被测轮胎13轮毂；链条17连接小链轮16、大链轮18。

其中，纵向传感器7、测转矩传感器8、侧向传感器9、垂向传感器11中每个传感器两端各球铰连接一挂钩，一侧挂钩安装于内框架6上，另一侧挂钩安装于外框架4上。

其中，侧向预紧弹簧10、垂向预紧弹簧12中每个预紧弹簧两端各挂接一支挂钩螺杆，且两端挂钩螺杆螺纹旋向相反，每个挂钩螺杆上配合安装有螺母座，一侧螺母座安装于内框架6上，另一侧安装于外框架4上。

本发明的有益效果在于：

1、本装置工作过程中所有传感器所测力的方向不受所加载外力大小和地面起伏的影响。

2、本装置工作过程中所有传感器始终受拉力，克服了两端球铰接传感器受压时由于对中性不佳而引起误差的缺点。

3、本装置采用拉压式传感器替代动态转矩传感器间接测量转矩，机构简单，节约空间，降低成本。

4、本装置数据采集系统和控制系统利用传感器实时采集信号作为反馈直接控制液压缸的加载力，无需增加其他传感器及控制装置，系统简单，成本低。

5、本装置框架采用方钢焊接而成，制作简单。

附图说明

图1是本发明的单轮牵引性能测试的装置的结构示意图；

图2是本发明的单轮牵引性能测试的装置的内外框架连接示意图；

图3是本发明的单轮牵引性能测试的装置的内框架各组件布置示意图；