一種道面摩擦系數(shù)測試車的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種道面摩擦系數(shù)測試車，包括轎車以及安裝在所述轎車上的道面摩擦測試系統(tǒng)；道面摩擦測試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機、與觸摸屏工控機連接的打印機、通過下位機連接觸摸屏工控機的測量單元與向道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面的灑水單元；測量單元包括測量箱、測試輪、液壓單元、數(shù)據(jù)采集傳感器，測量箱的輸出軸連接測試輪，測量箱的輸入軸連接傳動箱的輸出軸，傳動箱連接傳動軸；數(shù)據(jù)采集傳感器通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡連接觸摸屏工控機。本實用新型摩擦系數(shù)測試車對原轎車的底盤、車架、懸架系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)及ABS剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不做任何改動，保持了原轎車的性能。
【專利說明】
一種道面摩擦系數(shù)測試車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于道面摩擦系數(shù)測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種道面摩擦系數(shù)測 試車。
【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦系數(shù)是評價機場道面及高速公路道面質(zhì)量的重要性能參數(shù)。摩擦系數(shù)過高就 會加速飛機或汽車輪胎的磨損;摩擦系數(shù)過低，尤其在雨雪天氣下汽車在行駛中就會出現(xiàn) 側(cè)滑，影響行駛的安全，而飛機會有可能在有限長的跑道上無法停下來，而沖出跑道發(fā)生危 險。所以足夠的道面摩擦系數(shù)是機場及高速公路安全運行的重要保障。摩擦系數(shù)測試設(shè)備 是道面摩擦系數(shù)測量過程中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。雖然目前出現(xiàn)了相應的摩擦系數(shù)測試設(shè) 備，但不能滿足連續(xù)測試的要求，因此，需要進行改進，以提供一種新的摩擦系數(shù)測試設(shè)備。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種基于固定滑溜比連續(xù)測 量方式進行道面摩擦系數(shù)測試的道面摩擦系數(shù)測試車。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種道面摩擦系數(shù)測試車，包括轎車以及安裝在所述轎車上的道面摩擦測試系 統(tǒng);所述道面摩擦測試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機、與所述觸摸屏工控機連接的打印機、通過下 位機連接所述觸摸屏工控機的測量單元與用于向道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面的灑水單 元;所述測量單元包括測量箱、測試輪、實現(xiàn)所述測試輪升起或降下的液壓單元、用于實時 檢測測試車運行過程中測試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測試輪對地面產(chǎn)生的 垂直正壓力的變化的數(shù)據(jù)采集傳感器，所述測量箱的輸出軸連接所述測試輪，所述測量箱 的輸入軸連接傳動箱的輸出軸，所述傳動箱連接用于將所述轎車的后輪的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送 到所述傳動箱的傳動軸;所述數(shù)據(jù)采集傳感器通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集 卡連接所述觸摸屏工控機。
[0006] 所述數(shù)據(jù)采集傳感器包括分別用于實時檢測測試車運行過程中的測試輪在滑溜 的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測試輪對地面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的水平摩擦力傳感 器、垂直壓力傳感器。
[0007] 所述液壓單元通過控制回路連接所述下位機。
[0008] 所述液壓單元包括液壓栗、蓄能器、液壓缸;所述液壓缸連接所述測試輪并連接所 述液壓栗，所述液壓栗連接所述蓄能器。
[0009] 所述灑水單元包括水箱、水壓調(diào)節(jié)機構(gòu)、電磁離合器、水栗、水控閥門、水壓計、水 栗嘴;所述水箱的出水口連接所述水栗的入水口，所述水栗的出水口通過灑水管路連接所 述水栗嘴，所述灑水管路上設(shè)所述水控閥門，所述水栗連接所述水壓調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述水控閥 門連接所述電磁離合器，所述水栗嘴上安裝所述水壓計。
[0010] 本實用新型通過將道面摩擦測試系統(tǒng)整合安裝在一轎車中，可以實現(xiàn)轎車在道面 上行駛來測量道面摩擦系數(shù)，相比相有測試車而言，不會對轎車進行大的改動，保留了轎車 的原有結(jié)構(gòu)，改裝方式簡單，且能滿足道面摩擦系數(shù)測試的要求。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型實施例提供的道面摩擦系數(shù)測試車測試車的側(cè)視透視示意圖；
[0012] 圖2為圖1中局部放大示意圖；
[0013] 圖3為本實用新型實施例提供的道面摩擦系數(shù)測試車的俯視透視示意圖；
[0014] 圖4所示為圖3中局部放大示意圖；
[0015] 圖5所示為本實用新型的傳動箱與測量箱內(nèi)部件的連接示意圖；
[0016] 圖6所示為本實用新型的灑水單元的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖7所示為本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面，結(jié)合實例對本實用新型的實質(zhì)性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本實用新 型并不局限于所列的實施例。
[0019] 參見圖1-7所示，一種道面摩擦系數(shù)測試車，包括轎車10以及安裝在所述轎車上的 道面摩擦測試系統(tǒng);所述道面摩擦測試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機20、與所述觸摸屏工控機連 接的打印機30、通過下位機連接所述觸摸屏工控機的測量單元以及用于向道面灑水以模擬 雨天濕態(tài)道面的灑水單元;所述測量單元包括測量箱5、測試輪51、實現(xiàn)所述測試輪升起或 降下的液壓單元203、用于實時檢測測試車運行過程中測試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平 摩擦力和測試輪對地面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的數(shù)據(jù)采集傳感器，所述測量箱的輸出軸 連接所述測試輪51，所述測量箱的輸入軸連接傳動箱3的輸出軸，所述傳動箱連接用于將所 述轎車的后輪的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送到所述傳動箱的汽車后輪傳動軸60;所述數(shù)據(jù)采集傳感器 通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡連接所述觸摸屏工控機。
[0020] 所述觸摸屏工控計算機可安裝在轎車的主駕駛的右前側(cè)，打印機可以安裝在轎車 的主駕駛的右后側(cè)，可以將轎車的后排座椅去掉，將所述道面摩擦測試系統(tǒng)的其它部分，如 傳動箱、測量單元、液壓單元整體做在轎車的行李箱位置，即后備箱上箱體90下，并對行李 箱內(nèi)凹下處進行加固處理，使得車輛比原來更加堅固，并在后備箱內(nèi)設(shè)有電氣箱80以及電 氣系統(tǒng)用電瓶70,用于向測試車內(nèi)的用電器件提供電力供應。
[0021] 具體的，本實用新型中，其中，所述數(shù)據(jù)采集傳感器包括分別用于實時檢測測試車 運行過程中的測試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測試輪對地面產(chǎn)生的垂直正壓 力的變化的水平摩擦力傳感器201、垂直壓力傳感器202。
[0022]所述水平摩擦力傳感器、垂直壓力傳感器分別通過放大器與所述數(shù)據(jù)采集卡相連 接，將兩路傳感器數(shù)據(jù)放大處理后送入所述數(shù)據(jù)采集卡，再送到所述觸摸屏工控機進行數(shù) 據(jù)處理，并在所述觸摸屏工控機上輸出顯示實時摩擦系數(shù)曲線圖，可實時觀看，精確顯示出 檢測車途經(jīng)道面情況，檢測車測量道面摩擦系數(shù)結(jié)束后可通過觸摸屏選擇保存、不保存或 無線發(fā)送數(shù)據(jù)給遠程控制服務器或裝置進行計算，選擇保存后可通過歷史記錄打印本次測 量結(jié)果。
[0023] 所述液壓單元是用來使測試輪對道面產(chǎn)生正壓力的施力單元，當進行摩擦系數(shù)測 試時，測試輪通過所述液壓單元保持與被測道面緊密接觸，并且不會因車輛的顛簸及負載 的變化而變化。
[0024] 其中，具體實現(xiàn)上，所述液壓單元通過控制回路連接所述下位機，所述下位機通過 所述控制回路向所述液壓單元發(fā)出信號，可實現(xiàn)所述測試輪的升起或降下動作。
[0025] 具體實現(xiàn)上，所述液壓單元可以是包括液壓閥組100、液壓栗110、液壓缸，用于液 壓缸保壓的蓄能器120;所述液壓缸連接所述測試輪并通過液壓管路連接所述液壓栗，所述 液壓缸連接所述蓄能器，所述液壓管路上設(shè)有所述液壓閥組。
[0026]測量時，測試輪在液壓缸的作用下對地面可以產(chǎn)生140kgf的壓力，并通過蓄能器 實現(xiàn)壓力保持，此壓力由垂直壓力傳感器進行測量。在滑溜的條件下產(chǎn)生的摩擦力經(jīng)水平 摩擦力傳感器測得。水平摩擦力除以正壓力，即為摩擦系數(shù)。
[0027] 進一步的，本實用新型中，所述所述液壓單元的各個部分都固定在所述轎車的車 體上，防止液壓單元因轎車行使而產(chǎn)生振動。
[0028] 具體的，本實用新型中，所述傳動箱內(nèi)設(shè)有差速器31連接的后軸鏈輪32(差速器31 安裝在轎車后輪200的傳動軸上），所述后軸鏈輪通過前傳動鏈33連接所述第一鏈輪34,所 述第一鏈輪通過傳動軸連接第二鏈輪35,所述第二鏈輪通過后傳動鏈36連接第三鏈輪52， 所述第三鏈輪連接至所述測試輪51的輸出軸，所述第二鏈輪與所述第三鏈輪之間設(shè)有第四 鏈輪37，所述第四鏈輪與所述后傳動鏈相接。
[0029] 由于道面摩擦系數(shù)與諸多因數(shù)有關(guān)，如道面表面條件、輪胎參數(shù)及表面狀況、測試 系統(tǒng)正壓力、滑溜比等。道路表面條件包括道面材料(水泥和瀝青），是否具有冰、雪和積水， 機場跑道膠層厚度等。輪胎參數(shù)包括胎壓、胎寬、花紋等，摩擦系數(shù)μ由下式求得：
[0030] μ = ?7Ν，式中μ為摩擦系數(shù)，Ν為施加于測試輪的正壓力，f為特定滑溜比下的摩擦 力。
[0032] -般為了測得道面的最大摩擦力，所選的滑溜比δ為15%。通常選擇鏈傳動，以保 證測試設(shè)備在不同速度下滑溜比不變。
[0033] 測試時，通過操作所述觸摸屏工控機控制所述液壓單元將所述測試輪放下，與地 面接觸，對地面產(chǎn)生一個垂直正壓力，同時，測試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生水平摩擦力，該垂 直正壓力、水平摩擦力由所述數(shù)據(jù)采集傳感器測量后，通過所述放大器放大調(diào)理后傳送至 所述接數(shù)據(jù)采集卡，由所述接數(shù)據(jù)采集卡采集后送入所述觸摸屏工控機，可顯示數(shù)據(jù)采集 傳感器讀出的實時數(shù)值，由所述觸摸屏工控機根據(jù)測量的數(shù)據(jù)按預設(shè)的計算程序計算后， 即可獲得所測試道面的摩擦系統(tǒng)大小，并可通過所述觸摸屏工控機的觸摸顯示屏進行顯 示，顯示道路測量的摩擦系數(shù)值，并繪制成曲線便于觀看，如需要打印，可以通過操作所述 觸摸屏工控機輸出打印摩擦系數(shù)曲線圖。
[0034]優(yōu)選的，本實用新型中，所述下位機采用PLC控制器。
[0035]本實用新型采用觸摸屏工控機直接讀取傳感器檢測值并精確計算，顯示直觀，操 作方便，比傳統(tǒng)采集方法小效率更高，顯示更加直觀生動，操作更加簡潔方便，使得操作者 更容易操作，并且測量值更加精確。
[0036]本實用新型中，所述觸摸屏工控機可以設(shè)置機場名稱、跑道號、測量距離、測量速 度、起始距離、跑道狀態(tài)(分為干態(tài)、水態(tài)、干雪、濕雪和薄冰5種狀態(tài))等參數(shù);選擇是否開始 測量;調(diào)試測試輪升降是否正常;標定傳感器，使傳感器數(shù)值更加精確;及查詢歷史記錄，每 次保存的測試結(jié)果均可查詢。需要說明的是，測量之前，所述水平摩擦力傳感器、垂直壓力 傳感器要先由外部標定，將比例系數(shù)及自重等影響包含于標定中，在標定中可以采用兩點 標定法，即僅需傳感器輸出的線性精度及標定裝置的精度保證。
[0037] 需要說明的是，如果需要向測試的道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面后進行測試，可 以通過所述觸摸屏工控機控制所述灑水單元向道面進行灑水作業(yè)，然后再進行測試。
[0038] 所述灑水單元主要是用來模擬雨天濕態(tài)道面，以接近雨天道面狀況。根據(jù)國際民 航組織的相關(guān)要求，在測量時，測試輪和地面接觸處，必須形成〇. 5-1毫米厚的水膜。在灑水 過程中，灑水單元能可以提供最大260L/mi η的流量，以使道面產(chǎn)生0.5-1毫米深的水膜，以 滿足測試的要求。
[0039] 具體實現(xiàn)上，所述灑水單元包括通過水箱固定架1固定在轎車后座上的水箱2、水 壓調(diào)節(jié)機構(gòu)42、電磁離合器43、水栗40、水控閥門50、水壓計41、連接水嘴4的水栗嘴44;所述 水箱的出水口連接所述水栗的入水口，所述水栗的出水口通過灑水管路連接所述水栗嘴， 所述灑水管路上設(shè)所述水控閥門，所述水栗連接所述水壓調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述水控閥門連接所 述電磁離合器，所述水栗嘴上安裝所述水壓計。所述水箱可以是裝在后排座椅的位置。
[0040] 進一步的，本實用新型中，所述測試輪的上方設(shè)有用于檢測測試輪是處于升起或 降下狀態(tài)或測試輪當前的位置的測試輪位置傳感器，所述測試輪位置傳感器通過放大器及 信號調(diào)理電路連接所述數(shù)據(jù)采集卡，將測得的測試輪的位置信息數(shù)據(jù)傳送到所述觸摸屏工 控機進行處理，以便了解測試輪的當前狀態(tài)，或?qū)y試輪進行校正，調(diào)整位置。
[0041] 常規(guī)摩擦車的改裝方式是把傳動系統(tǒng)和測量臂系統(tǒng)都做在一個自制的后橋上，把 原轎車的后橋部分整體換掉。這樣做不僅對改裝轎車的改動較多，容易破壞原轎車的整體 性能，而且工作量也比較大。
[0042] 本實用新型摩擦系數(shù)測試車對原轎車的底盤、車架、懸架系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)及ABS剎 車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不做任何改動，保持了原轎車的性能。
[0043] 本實用新型通過將道面摩擦測試系統(tǒng)整合安裝在一轎車中，可以實現(xiàn)轎車在道面 上行駛來測量道面摩擦系數(shù)，相比相有測試車而言，不會對轎車進行大的改動，保留了轎車 的原有結(jié)構(gòu)，改裝方式簡單，且能滿足道面摩擦系數(shù)測試的要求。
[0044] 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種道面摩擦系數(shù)測試車，其特征在于，包括轎車以及安裝在所述轎車上的道面摩 擦測試系統(tǒng);所述道面摩擦測試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機、與所述觸摸屏工控機連接的打印 機、通過下位機連接所述觸摸屏工控機的測量單元與用于向道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面 的灑水單元;所述測量單元包括測量箱、測試輪、實現(xiàn)所述測試輪升起或降下的液壓單元、 用于實時檢測測試車運行過程中測試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測試輪對地 面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的數(shù)據(jù)采集傳感器，所述測量箱的輸出軸連接所述測試輪，所 述測量箱的輸入軸連接傳動箱的輸出軸，所述傳動箱連接用于將所述轎車的后輪的轉(zhuǎn)速和 扭矩傳送到所述傳動箱的傳動軸;所述數(shù)據(jù)采集傳感器通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，所述 數(shù)據(jù)采集卡連接所述觸摸屏工控機。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述道面摩擦系數(shù)測試車，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集傳感器包括分 別用于實時檢測測試車運行過程中的測試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測試輪 對地面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的水平摩擦力傳感器、垂直壓力傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述道面摩擦系數(shù)測試車，其特征在于，所述液壓單元通過控制 回路連接所述下位機。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述道面摩擦系數(shù)測試車，其特征在于，所述液壓單元包括液壓栗、 蓄能器、液壓缸;所述液壓缸連接所述測試輪并連接所述液壓栗，所述液壓栗連接所述蓄能 器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述道面摩擦系數(shù)測試車，其特征在于，所述灑水單元包括水箱、 水壓調(diào)節(jié)機構(gòu)、電磁離合器、水栗、水控閥門、水壓計、水栗嘴;所述水箱的出水口連接所述 水栗的入水口，所述水栗的出水口通過灑水管路連接所述水栗嘴，所述灑水管路上設(shè)所述 水控閥門，所述水栗連接所述水壓調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述水控閥門連接所述電磁離合器，所述水栗 嘴上安裝所述水壓計。
【文檔編號】G01N19/02GK205643128SQ201620323119
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】王宇, 徐建民, 王剛, 楊敏山
【申請人】天津鑫隆空港科技有限公司