专利名称：测量摩擦力的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别用于测量车轮和路面之间的阻力和/或摩擦力，或飞机在地面上移动时起落架和飞机跑道之间的阻力和/或摩擦力的设备。
这涉及到在公路上行驶的各种类型的车轮。
虽然，摩擦力的出现并不令人满意，但是应该知道，这个摩擦力是足够大的。
为了估计摩擦力是否足够大，需要有测量装置，且它们必须是可比较的。这些测量装置必须具有参考。
迄今为止，有关摩擦力测量的概念还很不够，因为还没有设备可以进行在某种意义上能给出持久特性参考的测量。
在能够进行测量之前，先要有能被参考并可以和其他装置进行比较的摩擦力测量装置。
该装置也适用于供飞机使用的机场跑道。
通常可以发现飞行员对于摩擦力活动(比如在着陆过程中)的理解与地面上的人不同。这通常主要是对于测量所参照的基本数值以及测量所使用的设备的不同而导致的不一致的结果。
其原因是由于缺少可以通过可获得的参考而给出固定值的测量设备。
这是因为制动过程中出现的摩擦力是一个非常复杂的过程，它受到很多因素的影响，尤其是地面状况、车辆速度、空气温度、轮胎花纹、轮胎的橡胶质量，以及起码的地面上是否有冰或雪。在上述所有因素中，目前发现最重要的因素就是跑道上是否有水、积水区域的面积以及该水有什么性质。举例来说，混合空气的水与没有混合空气的水的性质完全不同。
就是最后这个条件人们一直没有认识到，也没有将其考虑进去。
因此，为了满足用于测量摩擦力和阻力的设备的要求，本发明可以在某种程度上提供使读数具有相同的国际通用的基本数值的帮助。接收到这些数值的人可以确信读数没有偏差，或在相同条件下得出与其他人不同的参考值。
首先当这个情况解决之后，我们就可以在这个地区得到一个完整的测量系统并实现更好的交通安全性。
为了获得令人满意的系统，必须把个别影响因素分开，尽管它们对结果的影响可能并不显著，但是最重要的是，人们了解了主要因素并把注意力集中在影响显著的方面。
水对摩擦力测量设备的影响方式存在很大不同。如果模拟时添加的水是雨水在取样的时候水以降雨的形式落下与水静止地铺在路上的情况有很大不同。
同样，水量(深度)对于阻力来讲也很重要。在本发明过程中，可以消除很多常见影响因素，方法是，可以在监视器上直接读取数值，而不必转换与路况、轮胎、水的密度等条件有关的外部数据。
按照本发明的设备主要包括具有ABS(防滑煞车系统)制动系统的橡胶车轮。车轮被固定在可以容易地紧固在用于进行测试的车辆上的支架上。
支架又用螺钉紧固到车辆的前部，车轮能以适当的压力放到公路上。车轮通过可以被限制在垂直面内绕枢轴转动的连杆吊起，以便吸收公路上较小的起伏。
车轮在车辆前方移动时，会受到暴露的压力。换句话说，压力和反作用压力相等。车轮承受的压力是提供数据的重要因素。
压力将始终随着外部条件的改变而变化。取样时很重要的一点是得到精确的压力。为了估计压力以及变化值等，使用一个具有高精确度的测量单元来吸收压力，并可以通过电子设备在车辆驾驶室里的数据监视器上显示相同的结果。
US4,958,512描述了一种用于测量制动力的设备。在滚动的车轮上施加垂直和水平力。制动力连续变化以找出最佳摩擦力值。该设备被安装在拖车上。
US4,098,111公开了一种使用具有检测水平和垂直载荷的设备的可升降的车轮的系统及装置。该装置的配置相对来说比较复杂，并且被安装在汽车的后部。
附
图1显示了按照本发明的具有车轮的设备的侧视图，附图2显示了设备的前视图，附图3显示了设备的顶视图，附图4显示了设备安装在车辆前部的情况。
该设备还包括至少一个橡胶车轮2，车轮最好通过自重冲击地面5。车轮中的轮毂4最好配置ABS类型的制动器。
车轮的悬架包括一个垂直支持架3，它被支撑在上边缘，并可以围绕点7象摆锤一样转动。臂8也可以围绕其支点9转动，支点与固定在车辆13上的板1连接。
为了避免垂直支持架在行驶过程中偏离其精确位置，在悬臂11上配置了调整螺钉，以防止连接过于松动。垂直支持架可以在一定角度内上下滑动，并始终以一定的压力与路面接触。车轮还可以配置使车轮始终对路面保持恒定压力的弹簧(图中并未示出)。
如图所示，当车辆向前行驶时，将产生一个从车轮2对车辆的压力，如箭头14所示。臂8将吸收此压力并将其传递到安装在支架1的固定悬臂梁12上的测量单元10。
测量单元上的连接线连接到驾驶室里的在监视器显示屏15上显示压力的计算机。在压力显示在显示屏上之前，按照与平衡臂成比例地对压力进行校正，平衡臂位于车轮中心和测量单元接触点之间。
为了获得数据，测试车辆沿着公路行驶，于是可以在显示屏上读出正确的速度，其单位是每单位时间的长度，例如km/h或者hm/h。
还可以以m/s/s为单位直接读出加速度或者同样单位的减速度。
一个重要的方面就是按照本发明的设备位于车辆的前部。
通过设置速度，可以在显示屏上直接读出不同速度下出现的阻力。
当公路潮湿，地面上有很多积水等情况时，必须选择单位基础并执行偏差。
通过读取测量单元的显示值，可以确定水的阻力。
通过使用车轮的制动器，可以估计制动效应，以及在不同路面条件下阻力的大小等。
有时，可以把获得的数据进行整理并转换为可以进行比较的单位。经过一些测试后，就可以获得需要的精确的测量单位。
这些可以进一步改进并最好进行广泛的推广和应用。
权利要求
1.一种在潮湿的公路、机场跑道或类似基础路面上测量摩擦力的设备，其特征在于包括至少一个安装在垂直支持架(3)上的车轮(2)，该支持架通过臂(8)连接到紧固板(1)上，和具有测量单元(10)的两个水平臂(11、12)，以及一个调整螺钉(6)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于测量单元被连接到用于读出测量值的监视器(15)上。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于车轮安装制动器，最好是防滑煞车系统制动器。
4.如权利要求1-3所述的设备，其特征在于该设备位于车辆(13)的前部。
全文摘要
本发明涉及一种安装到车辆上的设备，它可以通过自身的装备测量不同的数据，这些数据对于公路和机场跑道的道路安全至关重要。其中，该设备配置有一个测量单元，通过这个测量单元可以直接读出当车轮冲击路面时反作用于车轮上压力。还可以读出车轮的速度和加速度/减速度。
文档编号B60R16/023GK1418311SQ01806485
公开日2003年5月14日 申请日期2001年3月13日 优先权日2000年3月13日
发明者B·克洛夫宁 申请人:哈里德布鲁克特萨尔格公司