專利名稱：一種汽車道譜仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車道譜仿真模擬試驗(yàn)裝置，該裝置適用于測試路不平度激勵(lì) 對車內(nèi)部零部件的可靠性或車內(nèi)空氣流動(dòng)及污染物分布的影響。
技術(shù)背景現(xiàn)有的道路模擬實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)其對路面定義的參考系的不同可分為多參 考系定義路面的模擬測試裝置和一個(gè)參考系定義的模擬測試裝置。系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)所披露了楊云等設(shè)計(jì)的一種道路模擬振動(dòng)臺(tái)(楊云，沈毅力，曹陽等.道路模擬振動(dòng)臺(tái)及其控制系統(tǒng)的研制[系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2004， 16 (5): 1044 1046)])，該振動(dòng)臺(tái)為一種上述的一個(gè)參考系定義的模擬測試裝置，它由振動(dòng)臺(tái)和控制系統(tǒng)組成，其中所述的振動(dòng)臺(tái)主要包括上臺(tái)面和水平油缸等組成 的水平振動(dòng)系統(tǒng)和下臺(tái)面和垂直油缸等組成的垂直振動(dòng)系統(tǒng)。楊云等設(shè)計(jì)的道 路模擬振動(dòng)臺(tái)通過液壓缸的伸縮動(dòng)作，比較精確模擬汽車在不同精度等級的路 面上行駛的運(yùn)動(dòng)狀況，但仍然只是一種假定路面不平度的模擬，與實(shí)際路面的 真實(shí)尚存在一定的差距。此外，楊云等設(shè)計(jì)的道路模擬振動(dòng)臺(tái)中的液壓系統(tǒng)比 較龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、維護(hù)起來比較麻煩的不足。公開號(hào)為CN1653322A的發(fā)明專利申請公開了一種多參考系定義的模擬測試 裝置，該裝置主要包括閉環(huán)控制器和數(shù)量與車輪數(shù)量相等的支承、驅(qū)動(dòng)車輪的 制(專利申請文件中記載為"致")動(dòng)器；其中，每一制動(dòng)器相互獨(dú)立并位于不 同的參考系中，分別由環(huán)繞在輪鼓上的驅(qū)動(dòng)帶、通過彈性聯(lián)軸器與輪鼓連接的 電機(jī)和液壓構(gòu)件組成。該專利申請方案，利用預(yù)先獲得的模擬數(shù)據(jù)和支持軟件， 通過所述的控制器控制所述制動(dòng)器，使制動(dòng)器產(chǎn)生沿X、 Y、 Z方向的線位移和角位移，從而達(dá)到模擬道路表面輪廓對車輛性能及主要部件耐久性進(jìn)行模擬測 試的目的。該專利申請的方案具有較為完全模擬路面狀況進(jìn)而獲得極限驅(qū)動(dòng)條 件的優(yōu)點(diǎn)，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)對只需測試路不平度激勵(lì)對車輛車架以上部分的零 部件可靠性或車內(nèi)空氣流動(dòng)及污染物分布的影響來說則沒有必要，性件比大打 折扣。 發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種一個(gè)參考系定義汽 車道譜仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)可對汽車行駛的道譜進(jìn)行仿真模擬，且具有 結(jié)構(gòu)簡單、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種汽車道譜仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括上下設(shè)置的振動(dòng)臺(tái)和底座， 其特征是底座的一頭超出振動(dòng)臺(tái)并向上延伸一立板； 振動(dòng)臺(tái)與底座之間設(shè)有5個(gè)激振器和兩組拉伸彈簧，其中， 所述的兩組拉伸彈簧的一組拉伸彈簧為垂直拉伸彈簧，它設(shè)在振動(dòng)臺(tái)的底 面與底座的頂面之間，另一組拉伸彈簧為水平拉伸彈簧，它設(shè)在振動(dòng)臺(tái)的端面 與所述的立板之間，兩組拉伸彈簧使振動(dòng)臺(tái)始終有靠近底座頂面和所述立板之 趨勢；所述的5個(gè)激振器，每一個(gè)均由一步進(jìn)電機(jī)和曲柄搖塊機(jī)構(gòu)組成，其中4 個(gè)為垂直激振器，設(shè)在振動(dòng)臺(tái)的底面與底座的頂面之間，并分別位于振動(dòng)臺(tái)底 面的側(cè)邊靠近兩端的四角處，l個(gè)為水平激振器，設(shè)在振動(dòng)臺(tái)的端面與所述的立 板之間，并位于振動(dòng)臺(tái)上靠近所述立板一頭的中部；所述的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中的曲柄的一頭固定在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，另一頭與導(dǎo)桿鉸接,導(dǎo)向套套于導(dǎo)桿上并與振動(dòng)臺(tái)鉸接，其中垂直激振器中的導(dǎo)桿穿越導(dǎo)向 套后另一頭支撐在底座的頂面，水平激振器中的導(dǎo)桿穿越導(dǎo)向套后另一頭支撐 在由底座向上延伸的立板的內(nèi)側(cè)面。本發(fā)明所述的模擬試驗(yàn)臺(tái)，其中所述的振動(dòng)臺(tái)為一長方形盒體，5個(gè)激振器 的步進(jìn)電機(jī)均固定在所述盒體的頂板下面，其中4個(gè)垂直激振器的導(dǎo)向套鉸接 在所述盒體的底板上，導(dǎo)桿經(jīng)導(dǎo)向套穿越底板后延伸至底座的頂面，l個(gè)水平激 振器的導(dǎo)向套鉸接在所述盒體的端板上，導(dǎo)桿經(jīng)導(dǎo)向套穿越端板后延伸至由底 座向上延伸的立板的內(nèi)側(cè)面。本發(fā)明所述的模擬試驗(yàn)臺(tái)，其中所述的一組垂直拉伸彈簧，較好的方案是 由四只拉伸彈簧組成，且分別置于一垂直激振器中的導(dǎo)桿旁，所述的一組水平 拉伸彈簧，較好的方案是由兩只拉伸彈簧組成，且分別置于水平激振器中的導(dǎo) 桿的兩側(cè)。本發(fā)明所述的模擬試驗(yàn)臺(tái)，其中所述的4個(gè)垂直激振器中的導(dǎo)桿支撐于底 座頂面的一頭和所述的1個(gè)水平激振器中的導(dǎo)桿支撐于由底座向上延伸的立板 的一頭都設(shè)有公知結(jié)構(gòu)的萬向輪，以減小導(dǎo)桿的下端與底座之間的摩擦力，使 工作過程中導(dǎo)桿在底座上的移動(dòng)變得更靈活。本發(fā)明所述的模擬試驗(yàn)臺(tái)可采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬控制，具體是首先使用公 知路譜采集裝置采集汽車行駛的道路表面輪廓不平度數(shù)據(jù)，得到路面的道譜， 然后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、分解得到每一激振器中的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角參數(shù)，即體 現(xiàn)每一車輪高程變化的轉(zhuǎn)角參數(shù)和體現(xiàn)整個(gè)車輛水平位移的轉(zhuǎn)角參數(shù)，再由計(jì) 算機(jī)對所述的激振器中的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行模擬控制。實(shí)驗(yàn)前先將整個(gè)車輛或車輪 以的車體置于振動(dòng)臺(tái)上，再啟動(dòng)計(jì)算機(jī)對所述的5個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行模擬控制， 從而仿真模擬車輛在實(shí)際路面上行駛時(shí)車體內(nèi)的真實(shí)情況。本發(fā)明模擬試驗(yàn)臺(tái)可仿真模擬車輛在實(shí)際路面上行駛時(shí)車輛所產(chǎn)生的仰俯、橫擺、縱移、跳動(dòng)和 側(cè)翻等運(yùn)動(dòng)，既可用于測試路不平度激勵(lì)對車內(nèi)部零部件的可靠性的影響，也 可用于測試路不平度激勵(lì)對車內(nèi)空氣流動(dòng)及污染物分布的影響。本發(fā)明模擬試 驗(yàn)臺(tái)為一種機(jī)械結(jié)構(gòu)的仿真模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，不僅模擬比較接近實(shí)際，而且結(jié)構(gòu)簡 單。


圖1為本發(fā)明模擬試驗(yàn)臺(tái)的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；本圖為剖視的 軸側(cè)圖，圖中顯示出振動(dòng)臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 圖2為圖1中局部I的放大圖。 圖3為圖1中局部II的放大圖。圖4本發(fā)明模擬試驗(yàn)臺(tái)中所述的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)的原理圖。圖5為圖2所示實(shí)施例的一種具體改進(jìn)方案的水平激振器的局部結(jié)構(gòu)示意圖(軸側(cè)圖)。
具體實(shí)施方式
參見圖l并結(jié)合圖2和圖3，振動(dòng)臺(tái)3為一長方形盒體，5個(gè)激振器都設(shè)在 長方形盒體內(nèi)，每一個(gè)激振器均由一步進(jìn)電機(jī)4和曲柄搖塊機(jī)構(gòu)組成，其中曲 柄搖塊機(jī)構(gòu)由曲柄5、導(dǎo)桿6和導(dǎo)向套8組成。所述的5個(gè)激振器，4個(gè)為垂直 激振器，l個(gè)為l個(gè)水平激振器；所述的4個(gè)垂直激振器中的步進(jìn)電機(jī)4縱向固 定在振動(dòng)臺(tái)3的盒體的頂板3-1下面，并分別位于頂板3-1側(cè)邊靠近兩端的四角 處，曲柄5的一頭固定在步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸上，另一頭與導(dǎo)桿6鉸接，套于 導(dǎo)桿6上的導(dǎo)向套8為圓環(huán)狀，側(cè)面相對設(shè)有兩耳軸，該耳軸與固定在振動(dòng)臺(tái)3 的盒體的底板3-2上的套座7鉸接，導(dǎo)桿6的另一頭穿越振動(dòng)臺(tái)3的盒體的底板 3-2后支撐在底座1的頂面；所述的1個(gè)水平激振器的結(jié)構(gòu)與所述的4個(gè)垂直激振器的結(jié)構(gòu)相同，不同的是該水平激振器中的步進(jìn)電機(jī)4橫向固定在振動(dòng)臺(tái)3 的盒體的頂板3-1下面靠近底座1向上延伸的立板9 一頭的中部，導(dǎo)向套8通過 其上所設(shè)在耳軸與固定在振動(dòng)臺(tái)3的盒體的端板3-3上的套座7鉸接，導(dǎo)桿6 穿越振動(dòng)臺(tái)3的盒體的端板3-3后支撐在由底座1向上延伸的立板9上。參見圖1，所述的振動(dòng)臺(tái)3的盒體的底板3-2與底座1之間所設(shè)的一組垂直 拉伸彈簧由四只拉伸彈簧2組成，每只拉伸彈簧2分別置于一垂直激振器的導(dǎo) 桿6旁；所述的振動(dòng)臺(tái)3的盒體的端板3-3與由底座1向上延伸的立板9之間所 設(shè)的另一組水平拉伸彈簧由兩只拉伸彈簧2'組成，兩只拉伸彈簧2'分別置于 水平激振器的導(dǎo)桿6的兩側(cè)。在所述的一組垂直拉伸彈簧2和另一組水平拉伸 彈簧2'的作用下，振動(dòng)臺(tái)3始終有靠近底座1頂面和所述立板9之趨勢。參見圖4，本發(fā)明所述的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中的曲柄A、連桿B、搖塊C和支架 L分別對應(yīng)于圖1所示實(shí)施例中的曲柄5、導(dǎo)桿6、導(dǎo)向套8和振動(dòng)臺(tái)3。當(dāng)曲 柄A繞與支架L鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿B在搖塊C中抽動(dòng)，搖塊C在支架L上 搖動(dòng)。因此可見，在圖l所示實(shí)施例中，當(dāng)垂直激振器中的每一步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn) 動(dòng)預(yù)定的角度時(shí)，便可將步進(jìn)電機(jī)4的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成導(dǎo)桿6與導(dǎo)向套8之間相對 運(yùn)動(dòng)位移量的變化。由于四個(gè)導(dǎo)向套8固定在振動(dòng)臺(tái)3上，因此垂直激振器中 四個(gè)步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)角的變化即可轉(zhuǎn)變成振動(dòng)臺(tái)3上四個(gè)對應(yīng)處相對于底座1高 程的變化。同理，當(dāng)水平激振器中步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)角的變化即可轉(zhuǎn)變成振動(dòng)臺(tái)3 相對于由底座1向上延伸的立板9水平位移量的變化。綜上所述，本發(fā)明模擬 試驗(yàn)臺(tái)在所述4個(gè)垂直激振器和一組垂直拉伸彈簧2以及1個(gè)水平激振器和另 一組水平拉伸彈簧2'的聯(lián)合作用下，由相應(yīng)的軟件控制，所述的振動(dòng)臺(tái)3可模 擬車身在行駛中的仰俯、橫擺、縱移、跳動(dòng)和側(cè)翻運(yùn)動(dòng)。參見圖5，本發(fā)明所述模擬試驗(yàn)臺(tái)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，其中所述的4個(gè)垂直激振器中的導(dǎo)桿6支撐于底座1頂面的一頭和所述的1個(gè)水平激振器中的導(dǎo)桿6支撐于由底座1向上延伸的立板9的一頭都設(shè)有公知結(jié)構(gòu)的萬向輪11。圖5只 給出1個(gè)水平激振器的改進(jìn)方案，4個(gè)垂直激振器的改進(jìn)方案可參照實(shí)施。
權(quán)利要求
1、一種汽車道譜仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括上下設(shè)置的振動(dòng)臺(tái)(3)和底座(1)，其特征是底座(1)的一頭超出振動(dòng)臺(tái)(3)并向上延伸一立板(9)；振動(dòng)臺(tái)(3)與底座(1)之間設(shè)有5個(gè)激振器和兩組拉伸彈簧，其中，所述的兩組拉伸彈簧的一組拉伸彈簧為垂直拉伸彈簧，它設(shè)在振動(dòng)臺(tái)(3)的底面與底座(1)的頂面之間，另一組拉伸彈簧為水平拉伸彈簧，它設(shè)在振動(dòng)臺(tái)(3)的端面與所述的立板(9)之間，兩組拉伸彈簧使振動(dòng)臺(tái)(3)始終有靠近底座(1)頂面和所述立板(9)之趨勢；所述的5個(gè)激振器，每一個(gè)均由一步進(jìn)電機(jī)(4)和曲柄搖塊機(jī)構(gòu)組成，其中4個(gè)為垂直激振器，設(shè)在振動(dòng)臺(tái)(3)的底面與底座(1)的頂面之間，并分別位于振動(dòng)臺(tái)(3)底面的側(cè)邊靠近兩端的四角處，1個(gè)為水平激振器，設(shè)在振動(dòng)臺(tái)(3)的端面與所述的立板(9)之間，并位于振動(dòng)臺(tái)(3)上靠近所述立板(9)一頭的中部；所述的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中的曲柄(5)的一頭固定在步進(jìn)電機(jī)(4)的輸出軸上，另一頭與導(dǎo)桿(6)鉸接，導(dǎo)向套(8)套于導(dǎo)桿(6)上并與振動(dòng)臺(tái)(3)鉸接，其中垂直激振器中的導(dǎo)桿(6)穿越導(dǎo)向套(8)后另一頭支撐在底座(1)的頂面，水平激振器中的導(dǎo)桿(6)穿越導(dǎo)向套(8)后另一頭支撐在由底座(1)向上延伸的立板(9)的內(nèi)側(cè)面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的振動(dòng)臺(tái)(3)為一長方 形盒體，5個(gè)激振器的步進(jìn)電機(jī)(4)均固定在所述盒體的頂板(3-1)下面，其 中4個(gè)垂直激振器的導(dǎo)向套(8)鉸接在所述盒體的底板(3-2)上，導(dǎo)桿(6) 經(jīng)導(dǎo)向套(8)穿越底板(3-2)后延伸至底座(1)的頂面，1個(gè)水平激振器的 導(dǎo)向套(8)鉸接在所述盒體的端板(3-3)上，導(dǎo)桿(6)經(jīng)導(dǎo)向套(8)穿越端板(3-3)后延伸至由底座(1)向上延伸的立板(9)的內(nèi)側(cè)面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的一組垂直拉伸彈簧 由四只拉伸彈簧(2)組成，每只拉伸彈簧(2)分別置于一垂直激振器中的導(dǎo) 桿(6)旁；所述的一組水平拉伸彈簧由兩只拉伸彈簧(2')組成，每只拉伸彈 簧(2')分別置于水平激振器的導(dǎo)桿(6)的兩側(cè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的4個(gè)垂直激振器中的導(dǎo) 桿(6)支撐于底座(1)頂面的一頭和所述的l個(gè)水平激振器中的導(dǎo)桿(6)支 撐于由底座(1)向上延伸的立板(9)的一頭都設(shè)有公知結(jié)構(gòu)的萬向輪(11)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種汽車道譜仿真模擬試驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括上下設(shè)置的振動(dòng)臺(tái)(3)和底座(1)，其特征是底座(1)的一頭超出振動(dòng)臺(tái)(3)并向上延伸一立板(9)，振動(dòng)臺(tái)(3)與底座(1)的頂面之間設(shè)有4個(gè)垂直激振器一組垂直拉伸彈簧，振動(dòng)臺(tái)(3)的端面與所述的立板(9)之間設(shè)有1個(gè)水平激振器和一組水平拉伸彈簧；所述的4個(gè)垂直激振器和1個(gè)水平激振器，每一個(gè)均由一步進(jìn)電機(jī)(4)和曲柄搖塊機(jī)構(gòu)組成。本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)在所述5個(gè)激振器和兩組拉伸彈簧的聯(lián)合作用下，由相應(yīng)的軟件控制，可仿真模擬車輛在實(shí)際路面上行駛時(shí)車輛所產(chǎn)生的仰俯、橫擺、縱移、跳動(dòng)和側(cè)翻等運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK101241046SQ20081002665
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者帆 江 申請人:廣州大學(xué)