一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，包括土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统和控制系统，所述单轮测试系统活动设置在所述土槽系统上沿所述土槽系统长度方向往复移动，所述犁松平整系统设置在所述单轮测试系统前部，所述控制系统与所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统电气连接。本实用新型专利技术可模拟车轮不同的受载条件，可控制速度、滑转率等行驶条件，满足不同类型车轮在不同土壤条件下的行驶性能测试，实现测试过程的自动化控制并实时采集和保存相关行驶性能参数；可通过室内试验研究行驶条件因素、车轮相关因素和土壤因素对车辆通过性的影响，具有试验条件和环境因素可控、试验重复性良好、测试精度高等优点。

A soil tank test device for wheel driving performance test

【技术实现步骤摘要】
一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置
本技术涉及一种集电力驱动技术、气压加载技术和PLC控制技术于一体的自动化控制试验设备，尤其涉及一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置。
技术介绍
车辆地面力学是一门研究车轮与地面相互作用的学科，其通过理论、仿真、试验等方法研究在不同土壤条件和行驶条件下行走机构与土壤的相互作用机理，对提高车辆在复杂路面上的通过性、行走机构的结构优化以及各种路面的可行驶性预测与评价具有重要的指导意义。车辆地面力学也是一门理论与试验并重的学科，进行室内土槽试验是研究车轮与土壤相互作用的重要手段，相对于实地测试试验，室内土槽试验具有以下优点：第一，室内土槽试验不受外界自然条件的影响，对试验条件与试验参数可以进行准确控制；第二，土槽试验装置可以准确记录试验过程中的相关性能参数，具有较高的测试精度；第三，由于试验条件的可控性，试验的重复性与可对比性良好；第四，室内土槽试验可缩短研究周期，加快研究进度并节省研究成本。因此开发可模拟不同试验条件的高性能高精度的室内土槽试验装置显得格外重要。在农业机械化领域，土槽试验设备主要用于农业机械及其工作部件的性能测试，中国农业大学等高校和相关农业科研院所先后建立了各种用于农机具性能测试的土槽试验平台，其在模拟田间土壤状态条件下，通过控制农机具的工作速度、耕耘深度和旋转部件的转速，测试农机具在工作过程中所受的力、扭矩等参数并观测农机具的磨损情况，分析被测农机具的工作特点及不同工作条件对农机具性能的影响，从而为农机具的开发与结构优化、农业机械先进技术研究等方面提供指导思想。21世纪初，随着新一轮行星探测热潮的兴起，由于不具备实车实地进行试验的条件，土槽试验是目前研究行星探测车轮与地面相互作用的唯一有效的试验手段。世界各国相继建立了适用于行星探测车轮移动性能测试的土槽试验系统，如美国“火星基础技术计划”资助下建立的麻省理工学院土槽试验系统、“南极陨石搜索计划”资助下建立的卡内基—梅隆大学土槽试验系统和我国北京航空航天大学建立的深空探测专用土槽试验系统。由此可见，目前开发的土槽试验台主要运用于农业机械和行星探测领域，不适用于不同类型车轮在不同土壤条件、车轮加载条件以及行驶条件下的行驶性能测试，为促进车辆地面力学的发展，该种类型的土槽试验设备亟待开发。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提出了一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，该装置能通过载荷加载机构对车轮进行较大范围载荷的加载，以模拟车轮不同的受载条件，通过驱动机构控制车轮速度、滑转率等行驶条件，并能准确测定车轮在行驶时的性能参数，满足不同类型车轮在不同土壤条件下的行驶性能测试，为提高车辆在复杂路面上行驶时的通过性提供理论依据。为了达到上述目的，本技术提供的技术方案如下：一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，包括土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统和控制系统，所述的单轮测试系统活动设置在所述土槽系统上沿所述土槽系统长度方向往复移动，所述犁松平整系统设置在所述单轮测试系统前部，所述控制系统与所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统电气连接，用于控制所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统的动作参数以及相关测试数据的采集、存储、显示和处理。进一步地，所述土槽系统包括土槽体、土槽框架、行驶轨道，所述土槽体呈顶部开口的箱体结构安装在土槽框架所形成的箱体空间内，所述行驶轨道沿长度方向平行设置在土槽框架的两侧上部，所述土槽框架的一侧设置有电气线路轨道槽，所述土槽框架的底部平行设置有若干向两侧延伸的支撑梁，所述支撑梁的两端均支撑脚。进一步地，所述的单轮测试系统包括平台小车、车轮、车轮驱动机构、滑动架机构、外加载荷机构和台车牵引机构，所述平台小车滑动配合的设置在所述行驶轨道上，所述滑动架机构铰接在所述平台小车上，所述车轮驱动机构设置在所述滑动架机构的活动部件上且输出端与车轮驱动连接，所述外加载荷机构一端与平台小车相铰接，另一端作用在所述滑动架机构的滑动部件上；所述的台车牵引机构设置在所述土槽框架上驱动所述平台小车沿所述行驶轨道往复移动。进一步地，所述平台小车包括台车框架、轨道滚轮，所述台车框架由矩形空心管焊接而成，包括加载气缸安装支架与升降气缸安装支架，加载气缸支架与台车框架之间设有加强筋，所述的轨道滚轮安装在台车框架下部四角的内侧与行驶轨道内侧的钢槽相配合；所述的平台小车顶端沿车轮行驶方向与车轮中心轴线方向均设置有配重支座，所述配重支座上安装有配重螺纹杆，所述的配重螺纹杆上设置有可增减的配重块。进一步地，所述车轮驱动机构包括依次连接的驱动电机、行星齿轮减速机、斜齿伞齿减速器、十字滑块联轴器、扭矩传感器、车轮驱动轴、车轮安装盘，所述车轮安装盘与车轮驱动轴之间设有胀套，所述车轮安装盘上设有多组螺丝孔和可替换的中心定位环，所述车轮驱动轴通过两球面轴承和轴承座与所述滑动架机构的活动部件相连接。进一步地，所述的滑动架机构包括铰链支架、两垂直导轨、两组滑块、滑动支架、拉线位移传感器，两垂直导轨，所述铰链支架上端通过铰链铰接在平台小车的上部，所述两垂直导轨平行地设置在所述铰链支架上，所述两组滑块设置在所述滑动支架上且与两垂直导轨滑动配合，所述滑动支架上设置有受所述外加载荷机构作用的承压板；所述的拉线位移传感器固定在平台小车顶端，其移动端与滑动支架相连。进一步地，所述外加载荷机构包括包括空压机、加载气缸、浮动接头和压力传感器，所述的加载气缸通过销轴双耳座连接到平台小车的加载气缸安装支架上，所述加载气缸的加载杆与所述浮动接头相连，所述浮动接头另一端安装压力传感器。进一步地，所述台车牵引机构包括沿长度方向设置在土槽框架的两侧的齿条、固定在所述平台小车两侧且通过齿轮与所述齿条相啮合的牵引电机、蜗轮蜗杆减速机；或者，所述的台车牵引机构包括牵引电机、蜗轮蜗杆减速机、主动轴、从动轴、同步带轮、同步带、深沟球轴承和轴承座、同步带压板，所述主动轴和从动轴通过一对深沟球轴承和轴承座分别安装在所述土槽框架长度方向的两端，两对同步带轮通过胀紧套分别安装在主动轴和从动轴两端，两条同步带分别沿土槽框架的两侧长边与同步带轮配合；所述牵引电机通过电机扭力臂固定在土槽框架一侧，所述牵引电机输出轴通过蜗轮蜗杆减速机连接所述主动轴，所述主动轴的两端通过同步带轮、两同步带与从动轴两端的同步带轮驱动连接带动从动轴转动，所述同步带压板固定在平台小车两侧且与所述同步带啮合，所述从动轴的轴承座与位置可调的滑动板相连，所述滑动板张紧力调节螺栓调节位置。进一步地，所述的犁松平整系统包括升降气缸、犁架、刮板、压板、松土犁，所述松土犁包括长犁和短犁，其安装柄上开有垂直方向的通槽，所述长犁和短犁间隔排列通过螺栓穿过通槽紧固在犁架前侧，所述压板与刮板上也开有垂直方向的通槽并通过螺栓固定在犁架后侧；所述升降气缸上端铰接在所述平台小车前端的升降气缸安装支架上，下端铰接在所述犁架顶端中部，所述犁架两侧与平台小车前部下端活动铰接。进一步地，所述的控制系统包括PC计算机、控制柜、安装在所述控制柜内与柜外的控制电路及数据采集模块，所述控制电路包括开关控制电路、车轮驱动控制电路和台车牵引控制电路，所述开关控制电路包含用于检测平台小车到位信号的四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：包括土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统和控制系统，所述的单轮测试系统活动设置在所述土槽系统上沿所述土槽系统长度方向往复移动，所述犁松平整系统设置在所述单轮测试系统前部，所述控制系统与所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统电气连接，用于控制所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统的动作参数以及相关测试数据的采集、存储、显示和处理。

【技术特征摘要】
1.一种适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：包括土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统和控制系统，所述的单轮测试系统活动设置在所述土槽系统上沿所述土槽系统长度方向往复移动，所述犁松平整系统设置在所述单轮测试系统前部，所述控制系统与所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统电气连接，用于控制所述土槽系统、单轮测试系统、犁松平整系统的动作参数以及相关测试数据的采集、存储、显示和处理。2.根据权利要求1所述的适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：所述土槽系统包括土槽体、土槽框架、行驶轨道，所述土槽体呈顶部开口的箱体结构安装在土槽框架所形成的箱体空间内，所述行驶轨道沿长度方向平行设置在土槽框架的两侧上部，所述土槽框架的一侧设置有电气线路轨道槽，所述土槽框架的底部平行设置有若干向两侧延伸的支撑梁，所述支撑梁的两端均支撑脚。3.根据权利要求2所述的适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：所述的单轮测试系统包括平台小车、车轮、车轮驱动机构、滑动架机构、外加载荷机构和台车牵引机构，所述平台小车滑动配合的设置在所述行驶轨道上，所述滑动架机构铰接在所述平台小车上，所述车轮驱动机构设置在所述滑动架机构的活动部件上且输出端与车轮驱动连接，所述外加载荷机构一端与平台小车相铰接，另一端作用在所述滑动架机构的滑动部件上；所述的台车牵引机构设置在所述土槽框架上驱动所述平台小车沿所述行驶轨道往复移动。4.根据权利要求3所述的适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：所述平台小车包括台车框架、轨道滚轮，所述台车框架由矩形空心管焊接而成，包括加载气缸安装支架与升降气缸安装支架，加载气缸支架与台车框架之间设有加强筋，所述的轨道滚轮安装在台车框架下部四角的内侧与行驶轨道内侧的钢槽相配合；所述的平台小车顶端沿车轮行驶方向与车轮中心轴线方向均设置有配重支座，所述配重支座上安装有配重螺纹杆，所述的配重螺纹杆上设置有可增减的配重块。5.根据权利要求3所述的适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：所述车轮驱动机构包括依次连接的驱动电机、行星齿轮减速机、斜齿伞齿减速器、十字滑块联轴器、扭矩传感器、车轮驱动轴、车轮安装盘，所述车轮安装盘与车轮驱动轴之间设有胀套，所述车轮安装盘上设有多组螺丝孔和可替换的中心定位环，所述车轮驱动轴通过两球面轴承和轴承座与所述滑动架机构的活动部件相连接。6.根据权利要求3所述的适用于车轮行驶性能测试的土槽试验装置，其特征在于：所述的滑动架机构包括铰链支架、两垂直导轨、两组滑块、滑动支架、拉线位移传感器，两垂直导轨，所述铰链支架上端通过铰链铰接在平台小车的上部，所述两垂直导轨平行地设置在所述铰链支架上，所述两组滑块设置在所述滑动支架上且与两垂直导轨滑动配合，所述滑动支架上设置有受所述外加载荷机构作用的承压板；所述的拉线位移传感器固定在平台小车顶端，其移动端与滑动支架相连。7.根据权利要求3所述的适用于车轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧孟炎，徐卫潘，何永溢，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44