六自由度轮胎试验机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种六自由度轮胎试验机，该试验机包括水平肩臂、竖直躯干、运动执行测力机构、制动驱动装置，模拟路面装置、信号处理装置、基座，所述的水平肩臂与竖直躯干相固连构成机体，水平肩臂与竖直躯干构成的机体通过多个横向和纵向设置的运动执行测力机构连接于基座上，制动驱动装置设置在竖直躯干上，制动驱动装置与水平肩臂之间设置有距离调整机构，在水平肩臂和竖直躯干构成的机体的下面基座上设置有模拟路面装置。本实用新型专利技术结构简单合理、价格低廉，不仅能够再现轮胎的各种运行工况，而且能够测定轮胎六个自由度运动参数及其与地面六分力的关系。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机动车轮胎测试装置，具体的说是一种六自由度轮胎试验机，它可再现轮胎的各种运行工况，同时还能并测定六个自由度运动参数及其与地面六分力的关系。
技术介绍
轮胎力特性是汽车性能分析与设计的基础，轮胎力学特性试验机是轮胎的特性建模以及整车性能集成、调校与开发的关键测试设备之一，它可再现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度运动参数及其与地面六分力的关系，它是汽车动力学仿真设计关键数据的来源。早期的轮胎特性试验机除了模仿路面与车轮的相对运动外(有时还模仿制动与驱动过程)，通常要实现转向与侧倾运动，并通过六分力传感器进行轮胎的六分力测定，这种试验机通常通过控制轮胎姿态和控制路面姿态相并行合成的方式实现模仿路面与车轮的相对运动，这种试验机的结构复杂。此外，由于存在前述缺点，不仅结构复杂，并且轮胎六个自由度运动参数的必需采用六分力传感器测定，由于价格十分昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种结构简单合理、价格低廉、能够再现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度运动参数及其与地面六分力的关系的六自由度轮胎试验机。本专利技术的目的是这样实现的，该试验机包括水平肩臂、竖直躯干、运动执行测力机构、制动驱动装置，模拟路面装置、信号处理装置、基座，所述的水平肩臂与竖直躯干相固连构成机体，水平肩臂与竖直躯干构成的机体通过多个横向和纵向设置的运动执行测力机构连接于基座上，制动驱动装置设置在竖直躯干上，制动驱动装置与水平肩臂之间设置有距离调整机构，在水平肩臂和竖直躯干构成的机体的下面基座上设置有模拟路面装置。所述的水平肩臂上带有两个向外伸出的臂体，臂体的伸出方向是水平同向伸出或反向伸出。所述的运动执行测力机构包括作动缸，设置在作动缸一端的轴向力传感器，连接轴向力传感器的万向节，设置在作动缸另一端的万向节，与万向节连接的转轴；所述的运动执行测力机构带有轴向力传感器一端通过万向节连接于水平肩臂或竖直躯干上，另一端通过转轴连接于基座上。所述的制动驱动装置包括滑板，平行对称设置在滑板一侧的四个滑块、设置在滑板上的伺服电机和带轮、设置伺服电机和带轮之间在同步带。所述的模拟路面装置采用用于模拟低速的平板式、用于模拟高速的转鼓式或平带式三种结构形式。所述的竖直躯干的垂直方向安有上下平行的导轨，滑板通过其上平行对称设置的四个滑块与竖直躯干上的导轨连接。-->在所述滑板和水平肩臂之间设置有锁定机械锁。在所述作动缸是其上带有测量作动缸长度传感器的作动缸。所述滑板上轮胎连接端采用直接通过轴连接或通过设置在其上的六分力传感器连接两种结构形式。所述的水平肩臂后侧和两个臂体端部与基座之间垂直设置有三个运动执行测力机构；竖直躯干的下面和侧面与基座之间水平设置有三个运动执行测力机构。本专利技术具有以下优点和积极效果：1、本专利技术由于采用上述结构，所以结构简单合理、价格低廉，成本低，易于制造。2、本专利技术可再现轮胎的各种运行工况，同时还能并测定六个自由度运动参数及其与地面六分力的关系，推动国内轮胎试验机的发展，并达到国际领先水平。附图说明图1是平板式六自由度轮胎试验机整体结构示意图。图2是本专利技术图1中A向投影示意图。图3是本专利技术图1中B向投影示意图。图4是本专利技术水平肩臂采用短的臂体、模拟路面装置采用转鼓式结构的另一实施方式结构示意图。图5是本专利技术图4中C向投影示意图。图6是本专利技术图4中D向投影示意图。图7是本专利技术水平肩臂采用反向设置的臂体、模拟路面装置采用平带式结构的另一实施方式结构示意图。图8是本专利技术图7中E向投影示意图。图9是本专利技术图4中F向投影示意图。图10是本专利技术制动驱动装置结构示意图。图11是本专利技术运动执行测力机构结构示意图。图12是本专利技术不安装六分力传感器的制动驱动装置结构示意图。图13、14是本专利技术安装六分力传感器的制动驱动装置结构示意图。图15、16、17是本专利技术水平肩臂与竖直躯干构成的机体与被测轮胎的不同位置变化结构示意图。具体实施方式由附图1、2、3所示：该试验机包括水平肩臂1、竖直躯干2、运动执行测力机构3、制动驱动装置4，模拟路面装置5、信号处理装置6、基座7，所述的水平肩臂1与竖直躯干3相固连构成机体，水平肩臂1与竖直躯干2构成的机体通过多个横向和纵向设置的运动执行测力机构3连接于基座7上，制动驱动装置4设置在竖直躯干2上；所述制动驱动装置4与水平肩臂1之间设置有距离调整机构8，距离调整机构8的升降，可使制动驱动装置4相对竖直躯干2滑动从而安装不同型号的轮胎，被试轮胎的转轴安装在制动驱动装置4上，通过距离调整机构8调节；在水平肩臂1和竖直躯干2构成的机体的下面基座7上设置有模拟路面装置5。-->所述的水平肩臂1上带有两个向外伸出的臂体9，臂体9的伸出方向是水平同向伸出(如图1、4所示)或反向伸出(如图7所示)。如图11所示：所述的运动执行测力机构3包括作动缸10，设置在作动缸一端的轴向力传感器11，连接轴向力传感器11的万向节12，设置在作动缸10另一端的万向节13，与万向节13连接的转轴；所述的运动执行测力机构3带有轴向力传感器11一端通过万向节12连接于水平肩臂2或竖直躯干3上，另一端通过转轴连接于基座7上。所述作动缸10是其上带有测量作动缸长度传感器的作动缸。如图10、12、13、14所示：所述的制动驱动装置4包括滑板15，平行对称设置在滑板15一侧的四个滑块16、设置在滑板15上的可提供驱动力和制动力的专用伺服电机17和带轮18、设置伺服电机17和带轮18之间在同步带19，专用伺服电机17通过带传动将制动力或驱动力提供给轮胎20，从而实现对轮胎20的制动与驱动控制。所述的竖直躯干3的垂直方向安有上下平行的导轨，滑板15通过其上平行对称设置的四个滑块16与竖直躯干上的导轨连接。在所述滑板15和水平肩臂2之间设置有锁定机械锁21，锁定机械锁21将滑板15与机体的位置固定。所述滑板15上轮胎连接端采用直接通过轴连接或通过设置在其上的六分力传感器22链接两种结构形式。所述的模拟路面装置5采用用于模拟低速的平板式(图1所示)、用于模拟高速的转鼓式(图4所示)或平带式(图7所示)三种结构形式。由附图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示：所述的水平肩臂1后侧和两个臂体9端部与基座7之间垂直设置有三个运动执行测力机构3；竖直躯干2的下面和侧面与基座7之间水平设置有三个运动执行测力机构3，水平的三个运动执行测力机构3设置在接近轮胎接地面的高度，以便更精确地测定接地面上的纵向力、侧向力与回正力矩。改变垂直的三个运动执行测力机构3上作动缸10的长度可使台体与车轮产生上下、侧倾和纵倾三方向运动。改变水平的三个运动执行测力机构3上作动缸10的长度可使台体与车轮产生纵向、侧向和绕垂直轴转动三方向运动。通过测得的六个作动缸10长度可算得其六个运动端点的位置和轮胎的六个自由度运动状态，再根据测得各作动缸轴向力数值可算得作用在轮胎上的六分力，从而求得轮胎的运动力特性。如图15、16、17所示：水平肩臂1与竖直躯干2构成的机体包括三种方案。双点划线为轮胎19的中分面，单点划线为运动执行测力机构3的中心线；附图15表示水平肩臂1上前后两个运动执行测力机构3的中心线分立于轮胎19的中分面两侧的机体结构形式。图16所示水平肩臂1上前后两个运动执行测力机构3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度轮胎试验机，其特征在于：该试验机包括水平肩臂、竖直躯干、运动执行测力机构、制动驱动装置，模拟路面装置、信号处理装置、基座，所述的水平肩臂与竖直躯干相固连构成机体，水平肩臂与竖直躯干构成的机体通过多个横向和纵向设置的运动执行测力机构连接于基座上，制动驱动装置设置在竖直躯干上，制动驱动装置与水平肩臂之间设置有距离调整机构，在水平肩臂和竖直躯干构成的机体的下面基座上设置有模拟路面装置。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度轮胎试验机，其特征在于：该试验机包括水平肩臂、竖直躯干、运动执行测力机构、制动驱动装置，模拟路面装置、信号处理装置、基座，所述的水平肩臂与竖直躯干相固连构成机体，水平肩臂与竖直躯干构成的机体通过多个横向和纵向设置的运动执行测力机构连接于基座上，制动驱动装置设置在竖直躯干上，制动驱动装置与水平肩臂之间设置有距离调整机构，在水平肩臂和竖直躯干构成的机体的下面基座上设置有模拟路面装置。2.根据权利要求1所述的一种六自由度轮胎试验机，其特征在于：所述的水平肩臂上带有两个向外伸出的臂体，臂体的伸出方向是水平同向伸出或反向伸出。3.根据权利要求1所述的一种六自由度轮胎试验机，其特征在于：所述的运动执行测力机构包括作动缸，设置在作动缸一端的轴向力传感器，连接轴向力传感器的万向节，设置在作动缸另一端的万向节，与万向节连接的转轴；所述的运动执行测力机构带有轴向力传感器一端通过万向节连接于水平肩臂或竖直躯干上，另一端通过转轴连接于基座上。4.根据权利要求1所述的一种六自由度轮胎试验机，其特征在于：所述的制动驱动装置包括滑板，平行对称设置在滑板一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭孔辉，杨杰，
申请(专利权)人：长春孔辉汽车科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]