一种用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物，由凸起障碍物块(1)、三轴力传感器(2)、传感器底座(3)和槽沟(5)构成，其特征在于：所述的槽沟(5)位于测试路面(4)上；传感器底座(3)安放在槽沟(5)的底部；三轴力传感器(2)的一端安装在传感器底座(3)的上表面，另一端安装到凸起障碍物块(1)的下表面；所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面在上部为梯形；并且，所述的凸起障碍物块(1)设置为当安装完毕后，梯形的底边和路面平齐。本发明的凸起障碍物的优点在于：结构简单、检测灵敏且能够很好地模拟道路表面的各种凸起障碍物对车轮的影响。
【专利说明】
一种用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车零部件模拟试验领域，具体涉及一种用于车轮模拟实况冲击试验 的凸起障碍物。
【背景技术】
[0002] 目前在进行车轮模拟冲击试验时，往往采用台架方法来进行径向冲击、13度冲击 等试验，从而考察车轮在各种冲撞条件下的反应并判断车轮是否符合汽车生产商及使用者 的要求。
[0003] 台架试验是对现实驾驶条件的模拟，其模拟结果可能无法完全反映实际驾驶过程 中遇到各种不理想路面的真实反应。为了提供交通事故条件下的车辆质量，整车厂商往往 使用真车冲撞墙面等试验来考察整车在交通事故下的表现。然而目前还没有针对车轮等零 部件在非事故条件下的考验来进行试验的方法和装置。
【发明内容】
[0004] 为了在非事故条件下对车轮等零部件进行模拟实况冲击试验，本发明提供了一种 用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物。
[0005] 本领域的技术人员知道，在汽车的行驶过程中可能遭遇路面上的凸起物。该凸起 物可能是泥土路面上的隆起部分、村道或乡镇道路上为农业浇灌而铺设的水管及护泥、小 区或学校周边铺设的减速带或者道路上出现的其他隆起物或者障碍物。汽车当行驶通过以 上的路面结构时，车胎将对车轮造成一定的作用力。该作用力随后通过轴和悬挂系统分散 到车身。作为直接面对冲击的汽车零部件，车轮在这一行驶事件中可能遭受损伤。作为车轮 生产企业，中信戴卡希望在更接近现实状态的条件下进行车轮性能检测。因此，本发明的发 明人开发了如下的凸起障碍物。
[0006] 在本发明的一个方面，提供了一种用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物，由 凸起障碍物块（1)、三轴力传感器(2)、传感器底座(3)和槽沟(5)构成，其特征在于:所述的 槽沟(5)位于测试路面(4)上;传感器底座(3)安放在槽沟(5)的底部;三轴力传感器(2)的一 端安装在传感器底座(3)的上表面，另一端安装到凸起障碍物块（1)的下表面;所述的凸起 障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面在上部为梯形;并且，所述的凸起障碍物块(1) 设置为当安装完毕后，梯形的底边和路面平齐。
[0007] 在本发明一个优选的方面，所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截 面上部的梯形为等腰梯形，并且等腰梯形的长底边长度为400-450mm，短底边长度为80-130mm，梯形的高度为50_90mm。
[0008] 在本发明一个优选的方面，所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截 面的等腰梯形部分的长底边长度为430mm，短底边长度为100mm，梯形的高度为80_。
[0009] 在本发明进一步优选的方面，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横 截面下部为矩形，并且矩形的长度为400-450mm，高度为50-90mm。
[0010] 在本发明一个优选的方面，所述的矩形的尺寸为430X70mm。
[0011] 在本发明一个优选的方面，所述的三轴力传感器(2)的量程为72kN，精确度为1 %。
[0012] 在本发明一个优选的方面，凸起障碍物块（1)由钢、铸铁、工程塑料或者铝合金制 成。
[0013] 在本发明一个优选的方面，所述的凸起障碍物块(1)的上表面覆盖有保护层。
[0014] 在本发明一个优选的方面，所述的保护层是厚度为5~10mm的橡胶、塑料、钢或者 错合金。
[0015] 在本发明一个优选的方面，所述的三轴力传感器(2)的数量为四个。
[0016] 在本发明一个优选的方面，所述的凸起障碍物选自以下的一种：（A)所述的凸起障 碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为430mm，短底边 长度为100_，梯形的高度为80_，所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面 下部为矩形，矩形的尺寸为430X70mm;(B)所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟（5)的长度方向 的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为400mm，短底边长度为80mm，梯形的高度为50mm， 所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面下部为矩形，矩形的尺寸为400X 50mm; (C)所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底 边长度为450mm，短底边长度为130mm，梯形的高度为90mm，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟 (5)的长度方向的横截面下部为矩形，矩形的尺寸为450 X 90mm。
[0017] 在本发明的其他方面，还提供了一种车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物，由凸 起障碍物块（1)、三轴力传感器(2)、传感器底座(3)构成，按图2所示镶嵌在路面上。1.凸起 障碍物块（图3)，长度为500mm，截面由矩形和等腰梯形组成，矩形尺寸为430 X70mm;等腰梯 形长底边与矩形长边等长430mm，短底边长度为100mm，梯形的高度为80臟。2.三轴力传感器 购自密西根科技公司）。3.传感器底座用于固定传感器。连接方式:在路面上事先挖好的凹 坑中放置传感器底板(3)并通过膨胀螺栓将底板固定好，取四个三轴力传感器(2)布置在传 感器底板(3)上，用螺栓固定好。将凸起障碍物放置与四个三轴传感器上，用螺栓将传感器 与凸起障碍物块固定在一起。最终，使凸起障碍物凸起高度为80_。
[0018] 本发明的凸起障碍物的优点在于:结构简单、检测灵敏且能够很好地模拟道路表 面的各种凸起障碍物对车轮的影响。
【附图说明】
[0019] 以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
[0020] 图1是本发明用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物的布置平面图；
[0021] 图2是本发明用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物的剖面结构原理图；
[0022] 图3是本发明用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物的凸起障碍物块（1)的俯 视图；以及
[0023] 图4是本发明用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物的凸起障碍物块（1)的截 面图；
[0024]图中：1_凸起障碍物块、2-三轴力传感器、3-传感器底座、4-路面、5-槽沟。
【具体实施方式】
[0025] 除非另外地说明，本发明中所使用的三轴力学传感器购自密西根科技公司，其产 品型号为TR3D-C-16K。该三轴力学传感器是应变类型的三轴力学传感器，其精确度为1%， 量程为72kN。尽管做了以上的限定，本领域一般技术人员知道，其他类型的三轴力学传感器 也可以被使用，只要其满足三个方向测力的条件。本领域一般技术人员还知道，还可以使用 灵敏度更高并且量程更高的六分力传感器来作为检测传感器使用。
[0026] 对比例1
[0027] 本实施例的凸起障碍物是以下的物品：
[0028]在试验用道路上首先开挖一道宽度为450mm的沟槽，并且在沟槽内安装传感器底 座。在传感器底座上安装四只三轴力传感器，并且在力传感器上再安装一块钢板。调节使得 钢板的上表面和路面平齐。在钢板表面铺设一条直径为50mm的钢管，该管横跨道路。然后在 该管上铺设泥土，直到将水管两侧都成为缓坡。这种道路障碍通常见于我国北方农村的村 道和乡镇道路。在农田浇灌期间，或者道路施工期间，这类型的道路凸起障碍物经常出现在 道路上。
[0029] 用一定速度的车辆去通过障碍物，设置在障碍物底下的四个三轴力传感器连接高 速数字采集仪，能得到冲击过程中的力学曲线，通过对四个传感器进行数学耦合，计算出障 碍物的受的合力。
[0030] 对比例2
[0031] 在试验用道路上首先开挖一道宽度为450mm的沟槽，并且在沟槽内安装传感器底 座。在传感器底座上安装四只三轴力传感器，并且在力传感器上再安装一块钢板。调节使得 钢板的上表面和路面平齐。在钢板表面固定一道减速带装置。该减速带装置沿着道路方向 的宽度为350mm，长度为400mm，高度为70mm。
[0032] 用一定速度的车辆去通过障碍物，设置在障碍物底下的四个三轴力传感器连接高 速数字采集仪，能得到冲击过程中的力学曲线，通过对四个传感器进行数学耦合，计算出障 碍物的受的合力。
[0033] 实施例1
[0034]本实施例的凸起障碍物由凸起障碍物块(1 )、三轴力传感器(2 )、传感器底座(3)和 槽沟(5)构成，其特征在于:所述的槽沟(5)位于测试路面(4)上;传感器底座(3)安放在槽沟 (5)的底部;三轴力传感器(2)的一端安装在传感器底座(3)的上表面，另一端安装到凸起障 碍物块（1)的下表面;所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面在上部为梯 形;并且，所述的凸起障碍物块（1)设置为当安装完毕后，梯形的底边和路面平齐。所述的凸 起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为430mm，短 底边长度为1〇〇_，梯形的高度为80mm。所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横 截面下部为矩形，矩形的尺寸为430 X 70mm。
[0035] 在道路上设置的凹坑中，将障碍物、三轴力传感器、传感器底板按上述连接方式固 定。用一定速度的车辆去通过障碍物，设置在障碍物底下的四个三轴力传感器连接高速数 字采集仪，能得到冲击过程中的力学曲线，通过对四个传感器进行数学耦合，计算出障碍物 的受的合力。
[0036] 实施例2
[0037]本实施例的凸起障碍物由凸起障碍物块(1 )、三轴力传感器(2 )、传感器底座(3)和 槽沟(5)构成，其特征在于:所述的槽沟(5)位于测试路面(4)上;传感器底座(3)安放在槽沟 (5)的底部;三轴力传感器(2)的一端安装在传感器底座(3)的上表面，另一端安装到凸起障 碍物块（1)的下表面;所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面在上部为梯 形;并且，所述的凸起障碍物块（1)设置为当安装完毕后，梯形的底边和路面平齐。所述的凸 起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为400mm，短 底边长度为80mm，梯形的高度为50mm。所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横 截面下部为矩形，矩形的尺寸为400 X 50mm。
[0038] 在道路上设置的凹坑中，将障碍物、三轴力传感器、传感器底板按上述连接方式固 定。用一定速度的车辆去通过障碍物，设置在障碍物底下的四个三轴力传感器连接高速数 字采集仪，能得到冲击过程中的力学曲线，通过对四个传感器进行数学耦合，计算出障碍物 的受的合力。
[0039] 实施例3
[0040] 本实施例的凸起障碍物由凸起障碍物块(1 )、三轴力传感器(2 )、传感器底座(3)和 槽沟(5)构成，其特征在于:所述的槽沟(5)位于测试路面(4)上;传感器底座(3)安放在槽沟 (5)的底部;三轴力传感器(2)的一端安装在传感器底座(3)的上表面，另一端安装到凸起障 碍物块（1)的下表面;所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面在上部为梯 形;并且，所述的凸起障碍物块（1)设置为当安装完毕后，梯形的底边和路面平齐。所述的凸 起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为450mm，短 底边长度为130_，梯形的高度为90mm。所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横 截面下部为矩形，矩形的尺寸为450 X 90mm。
[0041] 在道路上设置的凹坑中，将障碍物、三轴力传感器、传感器底板按上述连接方式固 定。用一定速度的车辆去通过障碍物，设置在障碍物底下的四个三轴力传感器连接高速数 字采集仪，能得到冲击过程中的力学曲线，通过对四个传感器进行数学耦合，计算出障碍物 的受的合力。
[0042] 实施例4
[0043] 将对比例1-2和实施例1-3的装置按照描述的方法来进行对比试验，试验参数和结 果记录在表1中。使用的模拟车辆为真车，具体地为大众迈腾牌轿车。每组试验进行3次试验 并且取平均值。
[0044] 表1:对比例1-2和实施例1-3的装置的冲击试验结果
[0046]从表1的数据可见，实施例1-3的障碍物受合力的数值与对比例1的实际障碍物相 比，其差别最高为21.6%，其差别最低为6.6%;实施例1-3的障碍物受合力的数值与对比例 2的实际障碍物相比，其差别最高为14.4%，其差别最低为1.7%。由此可见，本发明的实施 例1-3的障碍物能够跟好地模拟两种现实的障碍物。其中，实施例1的障碍物模拟现实的障 碍物最好。
【主权项】
1. 一种用于车轮模拟实况冲击试验的凸起障碍物，由凸起障碍物块（1)、三轴力传感器 (2)、传感器底座(3)和槽沟(5)构成，其特征在于:所述的槽沟(5)位于测试路面(4)上;传感 器底座（3)安放在槽沟（5)的底部;三轴力传感器(2)的一端安装在传感器底座（3)的上表 面，另一端安装到凸起障碍物块（1)的下表面;所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方 向的横截面在上部为梯形;并且，所述的凸起障碍物块（1)设置为当安装完毕后，梯形的底 边和路面平齐。2. 根据权利要求1所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5) 的长度方向的横截面上部的梯形为等腰梯形，并且等腰梯形的长底边长度为400_450mm，短 底边长度为80-130mm，梯形的高度为50_90mm。3. 根据权利要求2所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5) 的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为430mm，短底边长度为100mm，梯形的 高度为80mm。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的凸起障碍物块 (1) 沿槽沟(5)的长度方向的横截面下部为矩形，并且矩形的长度为400-450mm，高度为50-90mm 〇5. 根据权利要求4所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的矩形的尺寸为430 X 70mm。6. 根据权利要求1-3中任一项所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的三轴力传感器 (2) 的量程为72kN，精确度为1%。7. 根据权利要求1-3中任一项所述的凸起障碍物，其特征在于，凸起障碍物块（1)由钢、 铸铁、工程塑料或者铝合金制成。8. 根据权利要求1-3中任一项所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的凸起障碍物块 (1) 的上表面覆盖有保护层，并且所述的保护层是厚度为5~10mm的橡胶、塑料、钢或者铝合 金。9. 根据权利要求1-3中任一项所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的三轴力传感器 (2) 的数量为四个。10. 根据权利要求1或2所述的凸起障碍物，其特征在于，所述的凸起障碍物选自以下的 一种：（A)所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底 边长度为430mm，短底边长度为100mm，梯形的高度为80mm，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟 (5)的长度方向的横截面下部为矩形，矩形的尺寸为430 X 70mm; (B)所述的凸起障碍物块 (1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为400mm，短底边长度为 80mm，梯形的高度为50mm，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面下部为 矩形，矩形的尺寸为400X50mm;(C)所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟（5)的长度方向的横截 面的等腰梯形部分的长底边长度为450mm，短底边长度为130mm，梯形的高度为90mm，所述的 凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面下部为矩形，矩形的尺寸为450X90mm。
【文档编号】G01M17/013GK106017844SQ201610516697
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】刘强, 李世德, 刘春海, 盛宏伟
【申请人】中信戴卡股份有限公司