專利名稱：一種汽車道譜仿真模擬試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車道譜仿真模擬試驗裝置，該裝置適用于測試路不平度激勵 對車內(nèi)部零部件的可靠性或車內(nèi)空氣流動及污染物分布的影響。
技術(shù)背景現(xiàn)有的道路模擬實驗裝置，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參考系定義的模擬測試裝置。系統(tǒng)仿真學(xué)報所披露了楊云等設(shè)計的一種道路模擬振動臺(楊云，沈毅力，曹陽等.道路模擬振動臺及其控制系統(tǒng)的研制[系統(tǒng)仿真學(xué)報，2004， 16 (5): 1044 1046)])，該振動臺為一種上述的一個參考系定義的模擬測試裝置，它由振動臺和控制系統(tǒng)組成，其中所述的振動臺主要包括上臺面和水平油缸等組成 的水平振動系統(tǒng)和下臺面和垂直油缸等組成的垂直振動系統(tǒng)。楊云等設(shè)計的道 路模擬振動臺通過液壓缸的伸縮動作，比較精確模擬汽車在不同精度等級的路 面上行駛的運動狀況，但仍然只是一種假定路面不平度的模擬，與實際路面的 真實尚存在一定的差距。此外，楊云等設(shè)計的道路模擬振動臺中的液壓系統(tǒng)比 較龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、維護起來比較麻煩的不足。公開號為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)動車輪的 制(專利申請文件中記載為"致")動器；其中，每一制動器相互獨立并位于不 同的參考系中，分別由環(huán)繞在輪鼓上的驅(qū)動帶、通過彈性聯(lián)軸器與輪鼓連接的 電機和液壓構(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器，使制動器產(chǎn)生沿X、 Y、 Z方向的線位移和角位移，從而達到模擬道路表面輪廓對車輛性能及主要部件耐久性進行模擬測 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而獲得極限驅(qū)動條 件的優(yōu)點，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)對只需測試路不平度激勵對車輛車架以上部分的零 部件可靠性或車內(nèi)空氣流動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參考系定義汽 車道譜仿真模擬試驗臺，該試驗臺可對汽車行駛的道譜進行仿真模擬，且具有 結(jié)構(gòu)簡單、性價比高的優(yōu)點。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種汽車道譜仿真模擬試驗臺，該實驗臺包括上下設(shè)置的振動臺和底座， 其特征是底座的一頭超出振動臺并向上延伸一立板； 振動臺與底座之間設(shè)有5個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)在振動臺的底 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)在振動臺的端面 與所述的立板之間，兩組拉伸彈簧使振動臺始終有靠近底座頂面和所述立板之 趨勢；所述的5個激振器，每一個均由一步進電機和曲柄搖塊機構(gòu)組成，其中4 個為垂直激振器，設(shè)在振動臺的底面與底座的頂面之間，并分別位于振動臺底 面的側(cè)邊靠近兩端的四角處，l個為水平激振器，設(shè)在振動臺的端面與所述的立 板之間，并位于振動臺上靠近所述立板一頭的中部；所述的曲柄搖塊機構(gòu)中的曲柄的一頭固定在步進電機的輸出軸上，另一頭與導(dǎo)桿鉸接,導(dǎo)向套套于導(dǎo)桿上并與振動臺鉸接，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)明所述的模擬試驗臺，其中所述的振動臺為一長方形盒體，5個激振器 的步進電機均固定在所述盒體的頂板下面，其中4個垂直激振器的導(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)明所述的模擬試驗臺，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)明所述的模擬試驗臺，其中所述的4個垂直激振器中的導(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)桿在底座上的移動變得更靈活。本發(fā)明所述的模擬試驗臺可采用計算機進行模擬控制，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， 然后用計算機進行處理、分解得到每一激振器中的步進電機的轉(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)整個車輛水平位移的轉(zhuǎn)角參數(shù)，再由計 算機對所述的激振器中的步進電機進行模擬控制。實驗前先將整個車輛或車輪 以的車體置于振動臺上，再啟動計算機對所述的5個步進電機進行模擬控制， 從而仿真模擬車輛在實際路面上行駛時車體內(nèi)的真實情況。本發(fā)明模擬試驗臺可仿真模擬車輛在實際路面上行駛時車輛所產(chǎn)生的仰俯、橫擺、縱移、跳動和 側(cè)翻等運動，既可用于測試路不平度激勵對車內(nèi)部零部件的可靠性的影響，也 可用于測試路不平度激勵對車內(nèi)空氣流動及污染物分布的影響。本發(fā)明模擬試 驗臺為一種機械結(jié)構(gòu)的仿真模擬實驗臺，不僅模擬比較接近實際，而且結(jié)構(gòu)簡 單。


圖1為本發(fā)明模擬試驗臺的一種具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；本圖為剖視的 軸側(cè)圖，圖中顯示出振動臺的內(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)明模擬試驗臺中所述的曲柄搖塊機構(gòu)的原理圖。圖5為圖2所示實施例的一種具體改進方案的水平激振器的局部結(jié)構(gòu)示意圖(軸側(cè)圖)。
具體實施方式
參見圖l并結(jié)合圖2和圖3，振動臺3為一長方形盒體，5個激振器都設(shè)在 長方形盒體內(nèi)，每一個激振器均由一步進電機4和曲柄搖塊機構(gòu)組成，其中曲 柄搖塊機構(gòu)由曲柄5、導(dǎo)桿6和導(dǎo)向套8組成。所述的5個激振器，4個為垂直 激振器，l個為l個水平激振器；所述的4個垂直激振器中的步進電機4縱向固 定在振動臺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的一頭固定在步進電機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臺3 的盒體的底板3-2上的套座7鉸接，導(dǎo)桿6的另一頭穿越振動臺3的盒體的底板 3-2后支撐在底座1的頂面；所述的1個水平激振器的結(jié)構(gòu)與所述的4個垂直激振器的結(jié)構(gòu)相同，不同的是該水平激振器中的步進電機4橫向固定在振動臺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臺3的盒體的端板3-3上的套座7鉸接，導(dǎo)桿6 穿越振動臺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，所述的振動臺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；所述的振動臺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，振動臺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所示實施例中的曲柄5、導(dǎo)桿6、導(dǎo)向套8和振動臺3。當(dāng)曲 柄A繞與支架L鉸接點轉(zhuǎn)動時，連桿B在搖塊C中抽動，搖塊C在支架L上 搖動。因此可見，在圖l所示實施例中，當(dāng)垂直激振器中的每一步進電機4轉(zhuǎn) 動預(yù)定的角度時，便可將步進電機4的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成導(dǎo)桿6與導(dǎo)向套8之間相對 運動位移量的變化。由于四個導(dǎo)向套8固定在振動臺3上，因此垂直激振器中 四個步進電機4轉(zhuǎn)角的變化即可轉(zhuǎn)變成振動臺3上四個對應(yīng)處相對于底座1高 程的變化。同理，當(dāng)水平激振器中步進電機4轉(zhuǎn)角的變化即可轉(zhuǎn)變成振動臺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 試驗臺在所述4個垂直激振器和一組垂直拉伸彈簧2以及1個水平激振器和另 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，所述的振動臺3可模 擬車身在行駛中的仰俯、橫擺、縱移、跳動和側(cè)翻運動。參見圖5，本發(fā)明所述模擬試驗臺的進一步改進方案，其中所述的4個垂直激振器中的導(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個水平激振器的改進方案，4個垂直激振器的改進方案可參照實施。
權(quán)利要求
1、一種汽車道譜仿真模擬試驗臺，該實驗臺包括上下設(shè)置的振動臺(3)和底座(1)，其特征是底座(1)的一頭超出振動臺(3)并向上延伸一立板(9)；振動臺(3)與底座(1)之間設(shè)有5個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)在振動臺(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)在振動臺(3)的端面與所述的立板(9)之間，兩組拉伸彈簧使振動臺(3)始終有靠近底座(1)頂面和所述立板(9)之趨勢；所述的5個激振器，每一個均由一步進電機(4)和曲柄搖塊機構(gòu)組成，其中4個為垂直激振器，設(shè)在振動臺(3)的底面與底座(1)的頂面之間，并分別位于振動臺(3)底面的側(cè)邊靠近兩端的四角處，1個為水平激振器，設(shè)在振動臺(3)的端面與所述的立板(9)之間，并位于振動臺(3)上靠近所述立板(9)一頭的中部；所述的曲柄搖塊機構(gòu)中的曲柄(5)的一頭固定在步進電機(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)上并與振動臺(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所述的試驗臺，其特征是所述的振動臺(3)為一長方 形盒體，5個激振器的步進電機(4)均固定在所述盒體的頂板(3-1)下面，其 中4個垂直激振器的導(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所述的試驗臺，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所述的試驗臺，其特征是所述的4個垂直激振器中的導(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臺，該實驗臺包括上下設(shè)置的振動臺(3)和底座(1)，其特征是底座(1)的一頭超出振動臺(3)并向上延伸一立板(9)，振動臺(3)與底座(1)的頂面之間設(shè)有4個垂直激振器一組垂直拉伸彈簧，振動臺(3)的端面與所述的立板(9)之間設(shè)有1個水平激振器和一組水平拉伸彈簧；所述的4個垂直激振器和1個水平激振器，每一個均由一步進電機(4)和曲柄搖塊機構(gòu)組成。本發(fā)明試驗臺在所述5個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際路面上行駛時車輛所產(chǎn)生的仰俯、橫擺、縱移、跳動和側(cè)翻等運動。
文檔編號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)