车轮测试专用实验小车及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种车轮测试专用实验小车及其使用方法，包括车架及设置于车架四周的车轮机构，车架上固定有电气控制系统及采集摄像头，车轮机构包括车轮、行走驱动、转向驱动及悬架，行走驱动安装于车轮内侧中心并能够驱动车轮转动，转向驱动一端与车架转动连接，另一端与车轮内侧相连，转向驱动能够驱动车轮向左或向右偏转，悬架为一组，悬架一端与车架转动连接，另一端与车轮内侧活动连接。该车轮测试专用实验小车及其使用方法通过车轮、行走驱动、转向驱动、悬架、轮毂轴座及电磁鼓刹等相配合，用于车轮测试的试验验证、测试车轮的各项性能及数据的采集计算，从而掌握车轮的使用情况信息，为其应用于复杂路况下提供数据支撑及安全保障。保障。保障。

【技术实现步骤摘要】
车轮测试专用实验小车及其使用方法


[0001]本专利技术涉及车轮测试
，尤其涉及一种车轮测试专用实验小车及其使用方法。

技术介绍

[0002]星球车车轮与模拟星壤间相互作用的力学特性分析是进行星球车车轮乃至整车运动性能分析与测试的基础。
[0003]以往星球车车轮的测试及模拟都是采用特殊的测试设备来实现。该类测试设备结构复杂，制作成本高，但是却无法准确模拟车轮在复杂环境下的实际使用情况信息，其测试结果并不准确。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种调节灵活、测试精确、能够适应复杂路况的车轮测试专用实验小车及其使用方法。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种车轮测试专用实验小车，包括车架及设置于车架四周的车轮机构，所述车架上固定有电气控制系统及采集摄像头，所述车轮机构包括车轮、行走驱动、转向驱动及悬架，所述行走驱动安装于车轮内侧中心并能够驱动车轮转动，所述转向驱动一端与车架转动连接，另一端与车轮内侧相连，转向驱动能够驱动车轮向左或向右偏转，所述悬架为一组，悬架一端与车架转动连接，另一端与车轮内侧活动连接，行驶中悬架可根据路况上下运动。
[0007]为了便于实现车轮的各项运动模拟，在本专利技术一较佳实施例中，所述车轮内侧固定有轮毂轴座，所述轮毂轴座顶端及底端分别具有与水平面相垂直的连杆，所述连杆上转动连接有轴承组件，两悬架分别与两轴承组件的一端转动连接，所述轴承组件上设置有角度传感器。
[0008]进一步地，为了便于实现车轮转向，所述轮毂轴座一侧具有与水平面相平行的连接块，所述转向驱动一端与连接块转动连接。
[0009]作为优选，所述转向驱动为伺服电缸，伺服电缸后部与车架侧部铰接，伺服电缸前部伸缩端与连接块铰接，并设置有力矩传感器；所述行走驱动包括伺服驱动电机及行星减速器。
[0010]为了适应不平的路面，所述车架与悬架之间设置有减震器，所述减震器后部与车架侧部铰接，减震器前部弹性缓冲端与下方的悬架铰接。
[0011]为了采集路面数据，所述车架中部具有向两侧延伸的加长杆，所述加长杆上固定有中部采集摄像头；
[0012]进一步地，所述车架前后两端分别固定有前部采集摄像头及后部采集摄像头。
[0013]为了便于实现车轮的刹车功能，所述车轮内设置有电力鼓刹。
[0014]本专利技术还提供一种上述车轮测试专用实验小车的使用方法，包括如下步骤：
[0015](1)各行走驱动带动各车轮转动，使实验小车实现路面行走、爬坡、越障等各项实验，采集摄像头采集车轮运动状态及形变影像情况；
[0016](2)当实验小车需要转向时，各转向驱动伸缩，通过轮毂轴座推动车轮绕着悬架向左或向右偏转，实现向左或向右旋转，角度传感器准确测量转向角度数据，力矩传感器测量转向力矩，可设置转向角度差、两轮单独转向或四轮联动转向；
[0017](3)当实验小车遇到高低不平的路面时，各悬架上下翻转，实现各车轮的上下运动。
[0018]本专利技术的有益效果是：该车轮测试专用实验小车及其使用方法通过车轮、行走驱动、转向驱动、悬架及轮毂轴座等相配合，用于车轮测试的试验验证、测试车轮的各项性能及数据的采集计算，从而掌握车轮的使用情况信息，为其应用于复杂路况下提供数据支撑及安全保障。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的车轮测试专用实验小车的立体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的车轮机构的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术的控制系统的原理图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。
[0023]如图1所示的一种车轮测试专用实验小车，包括车架1及设置于车架1四周的车轮机构4，所述车架1整车主体框架和悬挂采用碳纤维加工而成，是由多根方管拼接而成的矩形框架结构，框架拐角部位预埋铝合金连接，车架1的前端安装有锂电池组3，后端安装有电气控制系统2，同时，车架1前后左右两侧分别设置两个前部采集摄像头7及两个后部采集摄像头8，车架1中部具有向两侧延伸的加长杆5，两加长杆5上分别固定有中部采集摄像头6，共设计8个采集摄像头，四个车轮机构4采用独立伺服驱动，实现独立转向，满足驻车失电制动，可遥控，可紧急断电，整体模块化。
[0024]具体地，结合图2所示的车轮机构，包括车轮401、行走驱动、转向驱动及悬架，其中，车轮401的轮毂连接轴位置配有电磁鼓刹402，便于行驶中刹车试验，当然鼓刹也可替换为碟刹，车轮401的内侧中心处安装有轮毂轴座403，轮毂轴座403内安装有伺服驱动电机及行星减速器404，用于控制车轮401转动，轮毂轴座403的顶端及底端分别一体成型有与水平面相垂直的连杆405，所述连杆405上转动连接有轴承组件408，其中，顶部的轴承组件408上设置有角度传感器406，可精准测量转向角度数据，上悬架410、下悬架411分别与两轴承组件408的一端铰接，上悬架410、下悬架411另一端与车架1的侧部铰接，上悬架410、下悬架411平行设置，并略微向下倾斜，所述轮毂轴座403一侧还一体成型有与水平面相平行的连接块409，伺服电缸413的前部伸缩端与连接块409铰接，并设置有力矩传感器407，可精准测
量转向力矩，伺服电缸413的后部与车架1侧部铰接，另外，车架1与下悬架411之间设置有减震器412，所述减震器412的后部与车架1侧部铰接，减震器412的前部弹性缓冲端与下悬架411铰接。
[0025]本专利技术的使用方法如下：
[0026]整个系统以电气控制系统2中的工控机为核心，如图3所示，通过工控机内部资源实现系统的流程控制、运动控制、总线控制、安全控制等功能，人机界面主要实现数据的显示和参数录入，EtherCAT总线上的通讯模块实现数据采集和驱动控制，其中挂接在485通信模块上的遥控接收器通过无线和遥控发射器收发数据和指令，监控系统和摄像头实现车轮形变影像采集；
[0027]在停车静止时，伺服驱动电机及行星减速器404自带抱闸，保证小车处于静止状态；
[0028]轮毂连接轴处的电磁鼓刹402便于行驶中刹车；
[0029]各伺服驱动电机及行星减速器404带动各车轮401转动，使实验小车沿路面行走，各采集摄像头采集行驶速度、行驶加速度、行驶里程、转向角度(4路)、转向速度(4路)、电池电量、行进电机电流(4路)、车轮形变影像(8路)灯并发送至电气控制系统2，电气控制系统2配有显示屏，可现实相应数据，也可通过遥控界面按钮、摇杆选择对需实验的一些部位进行参数设定，遥控接收端进行数据存储，便于下载，工控机对4个伺服驱动电机的驱动器反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车轮测试专用实验小车，包括车架及设置于车架四周的车轮机构，其特征在于：所述车架上固定有电气控制系统及采集摄像头，所述车轮机构包括车轮、行走驱动、转向驱动及悬架，所述行走驱动安装于车轮内侧中心并能够驱动车轮转动，所述转向驱动一端与车架转动连接，另一端与车轮内侧相连，转向驱动能够驱动车轮向左或向右偏转，所述悬架为一组，悬架一端与车架转动连接，另一端与车轮内侧活动连接，悬架能够上下运动。2.根据权利要求1所述的车轮测试专用实验小车，其特征在于：所述车轮内侧固定有轮毂轴座，所述轮毂轴座顶端及底端分别具有与水平面相垂直的连杆，所述连杆上转动连接有轴承组件，两悬架分别与两轴承组件的一端转动连接，所述轴承组件上设置有角度传感器。3.根据权利要求2所述的车轮测试专用实验小车，其特征在于：所述轮毂轴座一侧具有与水平面相平行的连接块，所述转向驱动一端与连接块转动连接。4.根据权利要求3所述的车轮测试专用实验小车，其特征在于：所述转向驱动为伺服电缸，伺服电缸后部与车架侧部铰接，伺服电缸前部伸缩端与连接块铰接，并设置有力矩传感器。5.根据权利要求3所述的车轮测试专用实验小车，其特征在于：所述车架与悬架之间设置有减震器，所述减震器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王拥兵，张成洋，张德勇，
申请(专利权)人：常州市永平机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：