孔22以及螺栓20螺母18，將6個(gè)車輪7安裝在加載輪架5上，車輪7的輪轂上安裝軸承，車輪7可以繞軸自轉(zhuǎn)，每一個(gè)車輪7的兩側(cè)匹配安裝有軸套19用于將車輪7定位，此種連接方式可更換不同尺寸的車輪7，此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)車輪模擬裝置對(duì)能量采集模塊16在不同速度下的連續(xù)加載。
[0038]參考圖6-9，能量采集模塊16包括方盒26、頂板24、壓力縮放器29、支撐柱32、陶瓷壓電片30和硅膠墊31、方盒26為一面無(wú)蓋的長(zhǎng)方體或正方體金屬盒子，無(wú)蓋一面采用頂板24蓋住，頂板24下方通過(guò)固定于方盒26四面的四個(gè)支撐柱32支撐，方盒26底部有邊長(zhǎng)為95mm、高度20mm、壁厚5mmm的正方形空腔，該空腔內(nèi)自下而上依次為娃膠墊31、若干枚陶瓷壓電片30、硅膠墊31和壓力縮放器29的底部，壓力縮放器29的上部為一段圓柱體，該圓柱體與頂板24所開圓孔間隙配合，圓柱體上平面與頂板24上表面平齊，壓力縮放器29的底部為四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，壓力縮放器29的底部通過(guò)上層的硅膠墊31加載在陶瓷壓電片30上；與兩個(gè)加載輪架5對(duì)應(yīng)，設(shè)置兩個(gè)能量采集模塊16對(duì)稱置于托盤11內(nèi)，能量采集模塊16底部四個(gè)角部開設(shè)有4個(gè)通孔圖中未示出，托盤11底部對(duì)應(yīng)處也開設(shè)有相同規(guī)格的通孔，二者以螺栓連接固定；
[0039 ]加載裝置包括以螺栓固定于底座1上的立式液壓缸13、托盤11、光軸12、滑套15、壓力傳感器28，光軸12通過(guò)固定支撐座14固定在底座10上，立式液壓缸13通過(guò)托盤上的通孔27采用螺栓25與托盤11底部固定在一起，滑套15固定在托盤11的兩邊上，滑套15套在光軸12上，這樣托盤就可以沿著光軸12上下滑動(dòng)，從圖7和圖9中可以看出，圖7右側(cè)的能量采集模塊16還設(shè)置一壓力傳感器28，該壓力傳感器固定于壓力縮放器29頂部開設(shè)的一凹槽內(nèi)，用于測(cè)量加載壓力，另一側(cè)的能量采集模塊16內(nèi)可以不設(shè)置壓力傳感器28。
[0040]數(shù)據(jù)采集和分析裝置包括能量采集卡、數(shù)據(jù)采集儀、計(jì)算機(jī)。
[0041 ]參考圖10，支撐橫梁6包括支撐光軸33、橫梁35和筋板34，用槽鋼制作的兩根豎直支撐光軸33與用槽鋼制作的橫梁35相焊接，筋板34焊接在支撐光軸33和橫梁35之間的夾角位置，增加支撐橫梁6的穩(wěn)定性，橫梁35中部開設(shè)有通孔用以固定深溝球軸承36的軸承座37，軸承座37內(nèi)安裝有深溝球軸承36，傳動(dòng)主軸8套在深溝球軸承36內(nèi)，可以自由傳動(dòng)。
[0042]變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)I的輸出端直接與二級(jí)斜齒輪減速器2連接，二級(jí)斜齒輪減速器2輸出軸通過(guò)柱銷聯(lián)軸器3與傳動(dòng)主軸8連接，將變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)I的輸出動(dòng)力傳遞至加載輪架5，在傳動(dòng)主軸8的對(duì)稱位置安裝有深溝球軸承座4，用以支撐加載輪架5。
[0043]加載輪架5正下方與兩個(gè)能量采集模塊16對(duì)齊，能量采集模塊16頂板24上所開圓孔的直徑與車輪7輪胎輪寬一致，這樣車輪能量能夠充分作用在壓力縮放器29的頂部。
[0044]能量采集模塊16中有兩層硅膠墊31，其中一層硅膠墊31先置于方盒26底部定位邊界內(nèi)，鋪設(shè)平整后將若干枚陶瓷壓電片30依次放置于硅膠墊31上且放置平整，放置完畢后，再將另外一層硅膠墊31鋪設(shè)在陶瓷壓電片30上，齊整后將壓力縮放器29置于第二層硅膠墊31上且與方盒26底部定位邊界為間隙配合，壓力縮放器29頂部與方盒26上頂板24間不可接觸，需有一定間隙，間隙處用密封圈密封防水。
[0045]本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行路面能量采集測(cè)試的方法，
[0046]I)將兩個(gè)能量采集模塊16對(duì)稱固定于托盤11兩端，其中一個(gè)能量采集模塊16中設(shè)置壓力傳感器28;
[0047]2)加載輪架5上任意一對(duì)車輪7的輪胎與能量采集模塊16上頂板24上所開圓孔對(duì)齊；
[0048]3)對(duì)立式液壓缸13加壓，推動(dòng)托盤11向上運(yùn)動(dòng)使得能量采集模塊16與輪胎7接觸并壓緊，當(dāng)壓力傳感器28測(cè)得壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)停止加壓；
[0049]4)陶瓷壓電片30輸出引線與能量采集卡輸入端連接，調(diào)定能量采集卡輸出電壓數(shù)值選項(xiàng)保證能量采集卡輸出電壓為預(yù)定值，能量采集卡輸出端與數(shù)據(jù)采集儀相連接，數(shù)據(jù)采集儀連接計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)；
[0050]5)開啟變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)I，通過(guò)變頻器改變加載輪架5轉(zhuǎn)速，路面能量采集系統(tǒng)運(yùn)行，計(jì)算機(jī)分析路面能量采集容量及效率。
[0051]可以更換不同規(guī)格的輪胎和相應(yīng)規(guī)格的能量采集模塊16以模擬不同車輛加載的情況。通過(guò)改變立式液壓缸13的壓力，模擬不同載重量的工況。
[0052]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括基架、固定在基架上的動(dòng)力裝置、車輪模擬裝置、能量采集模塊(16)、加載裝置以及數(shù)據(jù)采集和分析裝置;動(dòng)力裝置為車輪模擬裝置提供車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，以模擬車輪碾壓的實(shí)際工況;能量采集模塊(16)與加載裝置連接，加載裝置為能量采集模塊(16)提供加載，將能量采集模塊壓緊在車輪模擬裝置的車輪上，以模擬不同加載力的實(shí)際工況;數(shù)據(jù)采集和分析裝置采集能量采集模塊的能量采集容量及效率數(shù)據(jù)并加以分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，車輪模擬裝置包括兩個(gè)加載輪架(5)、用于支撐加載輪架(5)的軸承座(4)、用于連續(xù)對(duì)能量采集模塊(16)加載的車輪(7)和傳動(dòng)主軸(8)，兩個(gè)加載輪架(5)對(duì)稱安裝在支撐橫梁(6)的兩側(cè);加載輪架(5)是以兩塊圓盤形的加載輪架輪板(21)與加載輪架套筒(23)焊接固定在一起，構(gòu)成車輪(7)安裝骨架，加載輪架輪板(21)設(shè)計(jì)為輪輻式結(jié)構(gòu)以減輕加載輪架(5)的自身重量，兩塊加載輪架輪板(21)的圓周上均勻開設(shè)多個(gè)軸通孔(22)，通過(guò)該多個(gè)軸通孔(22)以及螺栓(20)螺母(18)，將多個(gè)車輪(7)安裝在加載輪架(5)上，車輪(7)的輪轂上安裝軸承，車輪(7)可以繞軸自轉(zhuǎn)，每一個(gè)車輪(7)的兩側(cè)匹配安裝有軸套(19)用于將車輪(7)定位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，能量采集模塊(16)包括方盒(26)、頂板(24)、壓力縮放器(29)、支撐柱(32)、陶瓷壓電片(30)和硅膠墊(31)、方盒(26)為一面無(wú)蓋的長(zhǎng)方體或正方體盒子，無(wú)蓋一面采用頂板(24)蓋住，頂板(24)下方通過(guò)固定于方盒(26)四面的四個(gè)支撐柱(32)支撐，方盒(26)底部有一空腔，該空腔內(nèi)自下而上依次為硅膠墊(31)、若干枚陶瓷壓電片(30)、硅膠墊(31)和壓力縮放器(29)，壓力縮放器(29)的上部為一段圓柱體，該圓柱體與頂板(24)所開圓孔間隙配合，圓柱體上平面與頂板(24)上表面平齊，壓力縮放器(29)的底部為四棱臺(tái)結(jié)構(gòu)，壓力縮放器(29)的底部通過(guò)上層的硅膠墊(31)加載在陶瓷壓電片(30)上;設(shè)置兩個(gè)能量采集模塊(16)與兩個(gè)加載輪架(5)對(duì)應(yīng)，兩個(gè)能量采集模塊(16)對(duì)稱置于托盤(11)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)力裝置包括安裝在電機(jī)支撐光軸(9)上的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)(I)、與變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)(I)連接的二級(jí)斜齒輪減速器(2)、與二級(jí)斜齒輪減速器(2)輸出軸連接的柱銷聯(lián)軸器(3)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，加載裝置包括以螺栓固定于底座(10)上的立式液壓缸(13)、托盤(11)、光軸(12)、滑套(15)、壓力傳感器28，光軸(12)通過(guò)固定支撐座(14)固定在底座(10)上，立式液壓缸(13)通過(guò)托盤上的通孔(27)和螺栓(25)與托盤(11)底部固定在一起，滑套(15)固定在托盤(11)的兩邊上，滑套(15)套在光軸(12)上，這樣托盤就可以沿著光軸(12)上下滑動(dòng)，其中一個(gè)能量采集模塊(16)內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器(28)，該壓力傳感器固定于壓力縮放器(29)頂部開設(shè)的一凹槽內(nèi)，用于測(cè)量加載壓力。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，支撐橫梁(6)包括支撐光軸(33)、橫梁(35)和筋板(34)，筋板(34)固定連接在支撐光軸(33)和橫梁(35)之間的夾角位置，橫梁(35)中部開設(shè)有通孔用以固定深溝球軸承(36)的軸承座(37)，軸承座(37)內(nèi)安裝有深溝球軸承(36)，傳動(dòng)主軸(8)套在深溝球軸承(36)內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，加載輪架(5)正下方與兩個(gè)能量采集模塊(16)對(duì)齊，頂板(24)上所開圓孔的直徑與車輪(7)輪胎輪寬一致，這樣車輪能量能夠充分作用在壓力縮放器(29)的頂部。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行路面能量采集測(cè)試的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將兩個(gè)能量采集模塊(16)對(duì)稱固定于托盤(11)兩端，其中一個(gè)能量采集模塊(16)中設(shè)置壓力傳感器(28); 2)加載輪架(5)上任意一對(duì)車輪(7)的輪胎與能量采集模塊(16)上頂板(24)上所開圓孔對(duì)齊； 3)對(duì)立式液壓缸(I3)加壓，推動(dòng)托盤(11)向上運(yùn)動(dòng)使得能量采集模塊(I 6)與輪胎(7)接觸并壓緊，當(dāng)壓力傳感器(28)測(cè)得壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)停止加壓； 4)陶瓷壓電片(30)輸出引線與能量采集卡輸入端連接，調(diào)定能量采集卡輸出電壓數(shù)值選項(xiàng)保證能量采集卡輸出電壓為預(yù)定值，能量采集卡輸出端與數(shù)據(jù)采集儀相連接，數(shù)據(jù)采集儀連接計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)； 5)開啟變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)(I)，通過(guò)變頻器改變加載輪架(5)轉(zhuǎn)速，路面能量采集系統(tǒng)運(yùn)行，計(jì)算機(jī)分析路面能量采集容量及效率。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，更換不同規(guī)格的輪胎和相應(yīng)規(guī)格的能量采集模塊(16)以模擬不同車輛加載的情況。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過(guò)改變立式液壓缸(13)的壓力，模擬不同載重量的工況;調(diào)節(jié)加載輪架(5)轉(zhuǎn)速以模擬不同速度路面的能量采集工況。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種路面能量采集測(cè)試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括基架、固定在基架上的動(dòng)力裝置、車輪模擬裝置、能量采集模塊(16)、加載裝置以及數(shù)據(jù)采集和分析裝置；動(dòng)力裝置為車輪模擬裝置提供車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，以模擬車輪碾壓的實(shí)際工況；能量采集模塊(16)與加載裝置連接，加載裝置為能量采集模塊(16)提供加載，將能量采集模塊壓緊在車輪模擬裝置的車輪上，以模擬不同加載力的實(shí)際工況；數(shù)據(jù)采集和分析裝置采集能量采集模塊的能量采集容量及效率數(shù)據(jù)并加以分析。適用于模擬車輛在路面行駛過(guò)程中路面能量采集的工況，用于檢測(cè)路面能量采集系統(tǒng)隨汽車載重、速度變化時(shí)能量采集容量和效率。
【IPC分類】G01M17/02
【公開號(hào)】CN105699101
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610056420
【發(fā)明人】彭玉興, 王亞棟, 朱真才, 周公博, 史志遠(yuǎn), 曹國(guó)華, 劉送永, 李偉
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日