板18上，用至少四个夹头12将模拟路面15与底板18固定连接，使用夹头卡块上的矩形凹槽卡扣在模拟路面和底板上，使用顶紧螺栓19将二者夹紧固定。进一步改进，所述底板上活动设有呈矩形环状的挡水框16，使用时，矩形环状挡水框16设在模拟路面上方，配合底板经夹头12将模拟路面夹在中间，试验时可在挡水框内的路模拟面上浇水，进行水膜实验，模拟下雨天路面湿滑等工况。试样夹具设在加压装置的压力输出端上，加压装置设在模拟路面驱动装置上方的支撑架上，用于对试样夹具施加压力，使试样与模拟路面间产生试验所需压力；从图3中可以看出，所述的加压装置的结构为:支架1上部设有滑轮组，滑轮组上设有牵引绳7 ;支架中部设有支撑块3，支撑块3上铰接有施压杠杆4，支撑块3后侧的施压杠杆后端部与牵引绳7的一端相连，牵引绳7的另一端连接有砝码盘8 ;支撑块前侧的施压杠杆前端部铰接有竖直设置的加压杆2。加压杆2下端与压力检测装置相连，压力监测装置下部与试样夹具相连。所述的滑轮组是:支架上部设有至少两个导向定滑轮，砝码盘设在第一导向定滑轮9下方，施压杠杆的动力端位于第二导向定滑轮6下方，牵引绳经两个导向定滑轮导向后，两端分别与砝码盘和施压杠杆的动力端相连，从图中可以看出，施压杠杆的动力端上设有动滑轮5，牵引绳穿绕动滑轮5后与支架上部连接。动滑轮、施压杠杆可使砝码盘内的砝码所受重力被大幅度的扩大后输出，如:动滑轮可节约一半的力，施压杠杆动力臂与阻力臂为5:1时，可输出约砝码盘内的砝码所受重力900%的压力。所述加压杆2下端设有加压盘20，加压杆2四周的加压盘上设有至少两个上下贯通的缓冲滑孔，缓冲滑孔内设有可上下滑动的连接螺栓22，连接螺栓22下端设有加压座21，加压盘20与加压座21间的连接螺栓22上设有缓冲压簧23;加压座21下端设有三维力传感器24，三维力传感器24下端安装有试样夹具。缓冲压簧可以防止模拟路面不平整时对传感器的冲击，保证传感器受力均匀，传感器的使用寿命长、测量的数据精度高。本发明中所述的三维力传感器下端设有连接座26和转动接头，所述连接座26呈T形，连接座26经螺栓与三维力传感器相连，连接座26中央设有上下贯通的T形连接孔，τ形连接孔内设有可自由转动的T形连接轴25，连接座上设有用于锁紧连接轴25的锁紧螺钉28，连接轴25下端设有与试样夹头配合连接的转动接头；从图4中可以看出，所述的转动接头为:连接轴下端设有纵向的插槽、插槽处的连接轴上设有横向的连接销27。转动锁紧螺钉使连接轴可自由转动后，转动连接轴、带动夹头转动，调节至所需角度后，反向转动锁紧螺钉将连接轴锁紧固定在连接座上；可任意调节夹头与模拟路面运动方向间的夹角，实现试样在不同侧偏角下的工况模拟。
[0017]如图5所示的为橡胶块的试样夹头，橡胶块试样夹头的结构为:设有夹头体29，夹头体29下部设有安装夹槽，安装夹槽两侧的夹头体上设有相对的夹持螺栓30，夹持螺栓相对端设有挤压夹持头；夹头体上端设有与转动接头的插槽相配合的插柱，插柱上设有连接销孔。使用时，将插柱插入转动接头的插槽内，使用连接销将二者固定连接。
[0018]本发明在使用时，选择试验所需的模拟路面装夹在模拟路面驱动装置上，将试验的试样装夹在试样夹具的夹头上，在砝码盘内加入一定重量的砝码，通过滑轮、杠杆对力的传递、将压力施加在试样上、使其与模拟路面接触并保持一定的压力，驱动电机驱动模拟路面夹座在直线导轨上做往复运动、带动模拟路面运动，三维力传感器实时测量试样受力数据，可测试垂直加载力和试样与模拟路面之间的摩擦力，并传给计算机或与之相连的存储器上进行记录、处理。本发明结构简单、使用方便，可准确的测得不同花纹试样(橡胶块或橡胶轮)的刚度、摩擦特性、耐磨性能和使用寿命等性能，为轮胎花纹设计及使用提供精准的参考数据。
【主权项】
1.一种轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于其包括基座、支撑架、模拟路面驱动装置、试样夹具、压力检测装置和加压装置，支撑架和模拟路面驱动装置设在基座上，模拟路面驱动装置用于装夹模拟路面并驱动其水平运动；试样夹具设在加压装置的压力输出端上，加压装置设在模拟路面驱动装置上方的支撑架上，用于对试样夹具施加压力，使试样与模拟路面间产生试验所需压力；压力检测装置设在试样夹具与加压装置之间，用于传递压力并实时测量试样受力数据；支撑架用于支撑并固定加压装置。2.根据权利要求1所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的模拟路面驱动装置包括直线导轨、模拟路面夹座和驱动电机，模拟路面夹座与直线导轨相配合的安装在直线导轨上，驱动电机设置在直线导轨的一端，模拟路面夹座与驱动电机间经滚珠丝杠相连。3.根据权利要求1所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的底板上活动设有呈矩形环状的挡水框。4.根据权利要求1或2或3所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的加压装置的结构为:支架上部设有滑轮组，滑轮组上设有牵引绳；支架中部设有支撑块，支撑块上铰接有施压杠杆，支撑块后侧的施压杠杆后端部与牵引绳的一端相连，牵引绳的另一端连接有砝码盘；支撑块前侧的施压杠杆前端部铰接有加压杆。5.根据权利要求2所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的模拟路面夹座包括底板和夹头，底板与直线导轨的移动单元固定连接，底板四周设有至少四个夹头；所述夹头为一侧设有矩形凹槽的卡块，卡块上侧或下侧上设有顶紧螺栓。6.根据权利要求5所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的加压杆下端设有加压盘，加压杆四周的加压盘上设有至少两个上下贯通的缓冲滑孔，缓冲滑孔内设有可上下滑动的连接螺栓，连接螺栓下端设有加压座，加压盘与加压座间的连接螺栓上设有缓冲压簧；加压座下端设有三维力传感器，三维力传感器下端安装有试样夹具。7.根据权利要求5或6所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的滑轮组是:支架上部设有至少两个导向定滑轮，砝码盘设在第一导向定滑轮下方，施压杠杆的动力端位于第二导向定滑轮下方，牵引绳经两个导向定滑轮导向后，两端分别与砝码盘和施压杠杆的动力端相连。8.根据权利要求7所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的施压杠杆的动力端上设有动滑轮，牵引绳穿绕动滑轮后与支架上部连接。9.根据权利要求6或8所述的轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，其特征在于所述的三维力传感器下端设有连接座和转动接头，所述连接座，连接座中央设有上下贯通的T形连接孔，T形连接孔内设有可自由转动的T形连接轴，连接座上设有用于锁紧连接轴的锁紧螺钉，连接轴下端与夹头配合连接的转动接头。
【专利摘要】一种轮胎花纹刚度及摩擦特性测试装置，涉及轮胎性能测试装置领域；包括基座、支撑架、模拟路面驱动装置、试样夹具、压力检测装置和加压装置，支撑架和模拟路面驱动装置设在基座上，模拟路面驱动装置用于装夹模拟路面并驱动其水平运动；试样夹具设在加压装置的压力输出端上，加压装置设在模拟路面驱动装置上方的支撑架上，用于对试样夹具施加压力，使试样与模拟路面间产生试验所需压力；压力检测装置设在试样夹具与加压装置之间，用于传递压力并实时测量试样受力数据；支撑架用于支撑并固定加压装置。具有结构简单、使用方便，成本低廉，测试数据精准等优点。
【IPC分类】G01M17/02
【公开号】CN105334068
【申请号】CN201510808402
【发明人】王友善, 吴健, 徐春财, 董吉义, 崔志博, 粟本龙
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月21日