专利名称：转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种不同车轮运动定位与速度下的轮胎力学特性试验装置，具体的说是转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机。它可实现轮胎在侧偏运动、垂直加载、侧倾运动、驱动制动及复合条件下轮胎定位，模拟轮胎在高速运转时的各种工况，同时具有模拟道路可变换的装置，从而为研究轮胎在高速时的力学特性提供试验支持。
背景技术：
轮胎力特性是汽车性能分析和设计的基础，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、调校和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。当前的多功能轮胎试验机虽然能进行涉及速度、垂直载荷输入的侧向力和扭矩等多方面测试，但存在的一个主要缺点就是在轮胎运动加载过程中无法保证轮胎与模拟路面接触印迹中心的恒定，即使能通过一定方式修正因印迹中心移动对测试得到的轮胎六分力精度的影响，但印迹中心变动造成的对轮胎运动输入的影响是无法消除的，这将导致最终采集的试验数据无法准确的体现轮胎力学特性，给试验结论的分析和相关设计造成不必要的麻烦；其次路面模拟装置只提供一种模拟路面，更换不同路面时不方便。

发明内容
本发明的目的是要提供一种实现轮胎在侧偏运动、垂直加载、侧倾运动、驱动制动及复合条件下的轮胎精确定位，具有可换道功能，而且能够模拟轮胎在高速运转时的各种工况的转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机，用于测试轮胎的力学特性。本发明的目的是这样实现的，该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、换道机构总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、基座、轮胎与六分力传感器总成，其中
a、所述的轮胎垂直加载运动总成包括加载固定板，直线导轨，通过直线导轨安装在加载固定板上的加载滑板，一端与加载固定板连接、另一端与加载滑板相连的电缸，加载固定板上带有可使固定于加载滑板上的轮胎与六分力传感器总成及制动驱动机构总成穿过的同时避免加载运动中发生接触的挖空部分；
b、所述的轮胎侧倾运动总成包括第一电机、第一电机支撑板、齿轮弧形齿条机构、与加载固定板固连的侧倾连接板、与侧倾连接板通过轴承相连的侧倾支座，电机设置在电机支撑板上，连接侧倾连接板与侧倾支座的轴承轴线形成轮胎侧倾运动轴线Y，弧形齿条的旋转轴线与轮胎侧倾运动轴线Y重合；
c、所述的轮胎侧偏运动总成包括第二电机、第二电机支撑板、齿轮弧形齿条机构、下部有圆周凸台的内套筒、底端与内套筒圆周凸台接触的外套筒，内套筒的圆周凸台和外套筒底端具有可放置滚珠的凹槽；d、所述的换道机构总成包括第三电机、第三电机支撑板、与电机输出轴相连用以改变传动方向的齿轮组、传动轴、支撑传动轴的支撑座、换道滑板、与齿轮组相连推动换道滑板的推动丝杆、换道导轨，电机经由中间各传动组件驱动换道滑板水平往复移动实现换道功能；
e、所述的轮胎与六分力传感器总成包括测试轮胎，连接轮胎与六分力传感器的适配器，六分力传感器。轮胎与六分力传感器总成设置于轮胎垂直加载运动总成的加载滑板上；
f、所述的制动驱动机构总成包括液压马达，设置在液压马达上的带有角位移传感器的皮带传动机构，连接液压马达与六分力传感器转动轴的联轴器；
g、所述的模拟路面总成采用转鼓式双路面结构，通过支撑轴放置在测试轮胎下方，基座的内部。本发明具有以下积极效果和优点
1、本发明采用双路面道路模拟装置，并具有换道机构，易于满足轮胎试验对不同路面参数的要求。2、本发明由于采用以上结构，使轮胎的垂直加载运动、侧倾运动、侧偏运动及制动驱动不产生耦合，使轮胎测试中运动输入的控制更加容易实现，降低试验台成本。3、本发明克服了试验过程中轮胎接地印迹中心改变的缺点，保证了试验结果的精度及可靠性。


图1是摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机的整体结构示意图。
图2是本发明图1中A向投影结构示意图。
图3是本发明运动执行机构的整体结构示意图。
图4是本发明图3中正面投影结构示意图。
图5是本发明图3中背面投影结构示意图。
图6是本发明的轮胎垂直加载运动总成结构示意图。
图7是本发明的轮胎侧倾运动总成和侧偏运动总成结构示意图。
图8是本发明的换道机构总成结构示意图。
图9是本发明的轮胎驱动制动总成与轮胎与六分力传感器总成结构示意图。
图10是本发明所涉及到的相关运动轴线及平面示意图。
具体实施例方式
由附图1、2、3该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、换道机构总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、基座、轮胎与六分力传感器总成，其中
a、图6所示所述的轮胎垂直加载运动总成包括加载固定板14，通过直线导轨22安装在加载固定板14上的加载滑板21，一端固定在连接件12上、另一端与加载滑板21相连的电缸13，连接件12与加载固定板14连接，通过电缸推动装在直线导轨上的加载滑板实现往复直线运动，加载固定板上有挖空部分，可使固定于加载滑板上的轮胎与六分力传感器总成及制动驱动机构总成穿过，并在加载运动中不发生接触。
b、图7所示所述的轮胎侧倾运动总成包括第一电机19、固定在侧倾支座四上的第一电机支撑板18、与电机轴相连的第一齿轮沈及第一弧形齿条25构成的齿轮齿条机构、 与加载固定板14固连的侧倾连接板15、与侧倾连接板通过轴承相连的侧倾支座29，电机设置在电机支撑板上，第一弧形齿条25与侧倾连接板15连接。连接侧倾连接板与侧倾支座的轴承轴线形成轮胎侧倾运动轴线Y，弧形齿条的旋转轴线与轮胎侧倾运动轴线Y重合，通过第一电机带动由齿轮、弧形齿条构成的齿轮齿条机构绕轮胎侧倾运动轴线Y转动。c、图7所示所述的轮胎侧偏运动总成包括第二电机17、固定在侧倾支座四上的第二电机支撑板16、与电机轴相连的第二齿轮观及第二弧形齿条四构成的齿轮齿条机构、 下部有圆周凸台的内套筒M、侧倾支座四与内套筒对连接，底端与内套筒圆周凸台接触的外套筒23，第二弧形齿条四与外套筒23连接，内套筒的圆周凸台和外套筒底端具有可放置滚珠的凹槽，凹槽内放置滚珠以实现两者的相对转动。外套筒相对于内套筒的摆动可促使垂直加载运动总成、侧倾运动总成、制动驱动总成及轮胎与六分力传感器总成绕轮胎侧偏运动轴线X摆动，进而实现轮胎的侧偏运动。d、图8所示所述的换道机构总成包括第三电机5、固定在基座1上的第三电机支撑板4、与电机输出轴相连用以改变传动方向的齿轮组6、传动轴9、支撑传动轴的支撑座8、 换道滑板10、与齿轮组相连推动换道滑板的推动丝杆7、换道导轨11，电机经由中间各传动组件驱动换道滑板水平往复移动实现换道功能。e、图6、9所示所述的轮胎与六分力传感器总成包括被测试轮胎20、连接被测试轮胎与六分力传感器30的适配器四，六分力传感器30，调整适配器的厚度可保证轮胎在胎宽方向的中分面α通过轮胎侧倾运动轴线Y，以保证轮胎侧倾测试时印迹中心不变。轮胎与六分力传感器总成与轮胎垂直加载运动总成的加载滑板21连接。f、图9所示所述的制动驱动机构总成包括液压马达31，设置在液压马达上的带有角位移传感器32的皮带传动机构，连接液压马达与六分力传感器转动轴的联轴器33。液压马达正转实现轮胎的驱动，反转实现轮胎的制动，通过皮带轮传动的角位移传感器测量轮胎滚动速度。g、所述的模拟路面总成采用转鼓式双路面结构3，在鼓面上设置的两条模拟路面的摩擦系数不同，通过支撑轴放置在测试轮胎下部，基座的内部。图10所示所述的轮胎侧倾运动轴线Y位于转鼓水平切平面β内，轮胎侧倾运动轴线Y与轮胎侧偏运动轴线X的相交于一点P，调整适配器四的厚度可保证轮胎12在胎宽方向的中分面α经过P点，使轮胎接地印迹中心与P点重合，确保轮胎测试中印迹中心恒定。
权利要求
1.一种转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机，其特征在于该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、换道机构总成、轮胎驱动制动总成、 模拟路面总成、基座、轮胎与六分力传感器总成，其中a、所述的轮胎垂直加载运动总成包括加载固定板，直线导轨，通过直线导轨安装在加载固定板上的加载滑板，一端与加载固定板连接、另一端与加载滑板相连的电缸，加载固定板上带有可使固定于加载滑板上的轮胎与六分力传感器总成及制动驱动机构总成穿过的同时避免加载运动中发生接触的挖空部分；b、所述的轮胎侧倾运动总成包括第一电机、第一电机支撑板、齿轮弧形齿条机构、与加载固定板固连的侧倾连接板、与侧倾连接板通过轴承相连的侧倾支座，电机设置在电机支撑板上，连接侧倾连接板与侧倾支座的轴承轴线形成侧倾轴线Y，弧形齿条的旋转轴线与侧倾轴线Y重合；c、所述的轮胎侧偏运动总成包括第二电机、第二电机支撑板、齿轮弧形齿条机构、下部有圆周凸台的内套筒、底端与内套筒圆周凸台接触的外套筒，内套筒的圆周凸台和外套筒底端具有可放置滚珠的凹槽；d、所述的换道机构总成包括第三电机、第三电机支撑板、与电机输出轴相连用以改变传动方向的齿轮组、传动轴、支撑传动轴的支撑座、换道滑板、与齿轮组相连推动换道滑板的推动丝杆、换道导轨，电机经由中间各传动组件驱动换道滑板水平往复移动实现换道功能；e、所述的轮胎与六分力传感器总成包括测试轮胎，连接轮胎与六分力传感器的适配器，六分力传感器，轮胎与六分力传感器总成设置于轮胎垂直加载运动总成的加载滑板上；f、所述的制动驱动机构总成包括液压马达，设置在液压马达上的带有角位移传感器的皮带传动机构，连接液压马达与六分力传感器转动轴的联轴器；g、所述的模拟路面总成采用转鼓式双路面结构，通过支撑轴放置在测试轮胎下方，基座的内部。
2.根据权利要求1所述的一种转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机，其特征在于 所述的轮胎侧倾运动轴线Y位于转鼓水平切平面β内，轮胎侧倾运动轴线Y与轮胎侧偏运动轴线X的相交于一点P，调整适配器的厚度可保证轮胎在胎宽方向的中分面α经过P点， 使轮胎接地印迹中心与P点重合，确保轮胎侧偏侧倾复合运动测试中印迹中心恒定。
全文摘要
本发明涉及一种转盘侧偏式可换道轮胎力学特性试验机，该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、换道机构总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、基座、轮胎与六分力传感器总成，本发明实现轮胎在侧偏运动、垂直加载、侧倾运动、驱动制动及复合条件下的轮胎精确定位，具有可换道功能，而且能够模拟轮胎在高速运转时的各种工况，用于测试轮胎的力学特性。
文档编号G01M17/02GK102279111SQ201110254768
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者付民政, 卢荡, 潘乙山, 王大伟, 郭孔辉, 颜亮 申请人:吉林大学