冰雪路面动态加载实验设备制造技术

冰雪路面动态加载实验设备，属于路面加载实验设备技术领域。包括：加载装置，放置在地面上并对车轮总成施加载荷，模拟车辆加载；车轮总成，安装在加载装置上；转盘，设置在车轮总成下方，能够旋转用于模拟车辆前进。本发明专利技术可应用于模拟不同材料路面在特定降雪环境和荷载条件下的路面波纹生成情况，可实现通过实验结果来制定相应的交通控制方案或为除去”雪搓板“提供基础理论支持，解决了现有设备大型化，实验不易实施的缺点。本发明专利技术采用的加载装置可以解决加载重物在实验过程中失稳掉落的风险；借助环形实验装置使得施加的荷载更加真实；创新设计嵌套弹簧结构解决了施加力时实现了恒力作用，并解决了以往加载时可能造成的固定位移问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
冰雪路面动态加载实验设备


[0001]本专利技术属于路面加载实验设备
，具体涉及一种冰雪路面动态加载实验设备。

技术介绍

[0002]现有的路面加载设备加载方式通过施加不同重量重物的方式来改变向路面施加的荷载从而改变荷载振动频率。例如，论文Fundamental study on spontaneous corrugation pattern on dry sand due to moving vehicle中公开了“一种静态加载实验装置”，其通过在弹簧上方放置不同重量大小的砝码改变施加荷载的大小，从而改变固有频率。这种加载方式存在着缺陷，由于放置的重物固定在弹簧上方，在速度过快，震动幅度过大时可能会导致砝码掉落，危险性比较高。并且砝码的重量是固定的，因此可加载的范围选择比较少。又比如，往复式移动加载装置，对路面施加荷载时的连续性较差，与真实路面荷载存在一定的差别，并且加载大小无法控制。
[0003]另外，重物加载时，因路面撞击向车轮施加力，二弹簧上方的重物重量不够，导致车轮向上运动，引起荷载发生变化，甚至脱离地面，无法实现恒定荷载。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述问题，进而提供一种冰雪路面动态加载实验设备。
[0005]本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种冰雪路面动态加载实验设备，包括：
[0007]控制柜，与加载装置、转盘连接并控制加载装置、转盘作业和数据采集；
[0008]加载装置，放置在地面上并对车轮总成施加载荷，模拟车辆加载；
[0009]车轮总成，安装在加载装置上；
[0010]转盘，设置在车轮总成下方，能够旋转用于模拟车辆前进。
[0011]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0012]1.本专利技术为路面室内加载测试系统，可应用于模拟不同材料路面在特定降雪环境和荷载条件下的路面波纹生成情况，可实现通过实验结果来制定相应的交通控制方案或为除去”雪搓板“提供基础理论支持，解决了现有设备大型化，实验不易实施的缺点。
[0013]2.本专利技术采用的加载装置可以解决加载重物在实验过程中失稳掉落的风险；使激光传感器竖直设置解决在测定冰雪路面平整度时激光位移传感器照射在冰面上的折射问题(透明物体通常会散射一部分光线，通过增加透明物体表面的散射特性，可以使激光束散射并在传感器范围内进行测量。增加透明物体表面的散射特性可以通过在透明物体表面引入微小的粗糙度或使用表面处理剂来实现)，该专利技术可以解决加载时交通密度不平均的问题；借助环形实验装置使得施加的荷载更加真实；创新设计嵌套弹簧结构解决了施加力时实现了恒力作用，并解决了以往加载时可能造成的固定位移问题；改进的支撑框架、载荷分配系统和连接机构，增加了整体稳定性。
[0014]3.本专利技术利用压力传感器实时改变向路面施加的荷载大小，并且施加的荷载是任意控制大小的，可调节的范围比较大，可以实现对荷载的有效控制，并且移除了重物，避免了砝码掉落产生的危险。
[0015]4.相较于往复式的移动模式，采取底部转盘旋转产生相对位移的方式，当转盘旋一圈时即对路面施加荷载一次，并且通过控制转盘速度模拟车辆运行速度保证了荷载施加的连续性和均匀性，可以实现对冰雪路面动态加载的有效仿真。
附图说明
[0016]图1是本专利技术结构示意图；
[0017]图2是本专利技术动态加载振荡组件结构示意图；
[0018]其中：1、控制柜；2、加载装置；3、车轮总成；4、转盘；5、上激光传感器；6、下激光传感器；7、超声波传感器；8、温度传感器一；9、调节螺纹杆；10、冰雪添加装置；21、可伸缩上横梁；22、脚手架；23、可伸缩中横梁；24、加载缸；25、上压力传感器；26、动态加载振荡组件；27、下压力传感器；261、上连杆；、262、可更换弹簧组件；263、下连杆；2621、上法兰；2622、上套筒；2623、弹簧；2624、下套筒；2625、下法兰；2626、外套筒；41、外环挡板；42、内环挡板；43、底盘；44、驱动装置；441、驱动电机；442、底架；443、支撑轮；444、地脚。
具体实施方式
[0019]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术的做进一步详细的描述。
[0020]参照图1、图2所示，设置在地面上的模拟车辆加载的一种冰雪路面动态加载实验设备，包括：
[0021]控制柜1，与加载装置2、转盘4连接并控制加载装置2、转盘4作业和数据采集；
[0022]加载装置2，放置在地面上并对车轮总成3施加载荷，模拟车辆加载；
[0023]车轮总成3，安装在加载装置2上；
[0024]转盘4，设置在车轮总成3下方，能够旋转用于模拟车辆前进，以恒定的速率进行旋转。
[0025]加载装置2包括可伸缩上横梁21、可伸缩中横梁23、脚手架22、加载缸24、动态加载振荡组件26、上压力传感器25及下压力传感器27；可伸缩上横梁21和可伸缩中横梁23一端与脚手架22连接，可伸缩上横梁21和可伸缩中横梁23另一端分别与竖直设置的加载缸24和竖直设置的动态加载振荡组件26连接，构成“H”形结构，可伸缩上横梁21和可伸缩中横梁23均采用套筒式伸缩结构，通过顶丝固定，加载缸24下端和动态加载振荡组件26上端之间连接有上压力传感器25，动态加载振荡组件26下端与车轮总成3之间连接有下压力传感器27。
[0026]动态加载振荡组件26包括上连杆261、可更换弹簧组件262及下连杆263；上压力传感器25和下压力传感器27之间依次连接有上连杆261、可更换弹簧组件262和下连杆263，可更换弹簧组件262安装在可伸缩中横梁23上。
[0027]可更换弹簧组件262包括弹簧2623、上套筒2622、下套筒2624、上法兰2621、下法兰2625及外套筒2626；上连杆261和下连杆263之间依次连接有上套筒2622、弹簧2623和下套筒2624，弹簧2623用于模拟车辆避震系统，且弹簧2623上下两端分别插入上套筒2622和下
套筒2624内，中间的嵌套弹簧2623实现了对车辆的仿真，避免了以往固定位移加载力的不稳定性，外套筒2626套装在上套筒2622、下套筒2624和弹簧2623外侧，避免发生轴向位移。外套筒2626外表面中部固定在可伸缩中横梁23上，外套筒2626上下两端分别与上法兰2621和下法兰2625连接，上连杆261和下连杆263分别滑动穿过上法兰2621和下法兰2625。
[0028]车轮总成3包括车轮及轮架；等比例缩小的车轮转动安装在轮架上，轮架与加载装置的下压力传感器27连接。
[0029]车轮总成3的车轮上布设电加热装置。
[0030]冰雪路面动态加载实验设备还包括上激光传感器5、下激光传感器6、超声波传感器7、温度传感器一8及温度传感器二；
[0031]上激光传感器5和下激光传感器6分别通过传感器安装板一安装在加载装置的外套筒2626上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冰雪路面动态加载实验设备，其特征在于：包括：控制柜(1)，与加载装置(2)、转盘(4)连接并控制加载装置(2)、转盘(4)作业和数据采集；加载装置(2)，放置在地面上并对车轮总成(3)施加载荷，模拟车辆加载；车轮总成(3)，安装在加载装置(2)上；转盘(4)，设置在车轮总成(3)下方，能够旋转用于模拟车辆前进。2.根据权利要求1所述的一种冰雪路面动态加载实验设备，其特征在于：所述加载装置(2)包括可伸缩上横梁(21)、可伸缩中横梁(23)、脚手架(22)、加载缸(24)、动态加载振荡组件(26)、上压力传感器(25)及下压力传感器(27)；所述可伸缩上横梁(21)和可伸缩中横梁(23)一端与脚手架(22)连接，可伸缩上横梁(21)和可伸缩中横梁(23)另一端分别与竖直设置的加载缸(24)和竖直设置的动态加载振荡组件(26)连接，加载缸(24)下端和动态加载振荡组件(26)上端之间连接有上压力传感器(25)，所述动态加载振荡组件(26)下端与车轮总成(3)之间连接有下压力传感器(27)。3.根据权利要求2所述的一种冰雪路面动态加载实验设备，其特征在于：所述动态加载振荡组件(26)包括上连杆(261)、可更换弹簧组件(262)及下连杆(263)；所述上压力传感器(25)和下压力传感器(27)之间依次连接有上连杆(261)、可更换弹簧组件(262)和下连杆(263)，所述可更换弹簧组件(262)安装在可伸缩中横梁(23)上。4.根据权利要求3所述的一种冰雪路面动态加载实验设备，其特征在于：所述可更换弹簧组件(262)包括弹簧(2623)、上套筒(2622)、下套筒(2624)、上法兰(2621)、下法兰(2625)及外套筒(2626)；所述上连杆(261)和下连杆(263)之间依次连接有上套筒(2622)、弹簧(2623)和下套筒(2624)，所述弹簧(2623)用于模拟车辆避震系统，且弹簧(2623)上下两端分别插入上套筒(2622)和下套筒(2624)内，所述外套筒(2626)套装在上套筒(2622)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑好，孙田星，曹宇，樊少冰，杨宁宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：