专利名称：车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，特别是能够通过工控机上的实时监控和显示系统对被测车辆牵引力和速度进行的智能化控制的装置。
背景技术：
目前，汽车爬坡能力和速度测试一般在汽车测试场地进行，坡道也是采用固定的 角度，而对于多种不同轴距和不同轮距的车辆进行可变角度爬坡能力和速度测试无法进 行。
实用新型内容为了弥补汽车测试时坡道采用固定角度的不足，本实用新型提供一种适合多种不 同轴距和轮距的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置。本实用新型采用的技术方案是一种车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，该装置设有拉力传感器固定装置 和速度测试支撑轮组，拉力传感器固定装置和速度测试支撑轮组安装于可变坡平台上，四 组速度测试支撑轮组分别与被测车辆的车轮位置相对应，两组拉力传感器固定装置分别与 被测车辆的前部和后部连接。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，在拉力传感器固定装置上设有 拉力传感器，在速度测试支撑轮组上设有速度传感器，拉力传感器和速度传感器与工控机 的模拟信号采集卡连接，采集卡通过A/D转换装置连接工控机，通过A/D转换装置把各个传 感器采集的模拟信号转换成数字信号传送到工控机的指定接口。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，采用可变坡平台作为测试平 台，可变坡平台的角度调整在0-25°内。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，速度测试支撑轮组设有制动 器、支撑轮固定架、链轮、支撑轮、移动板、齿形轮，两块相对设置的移动板上分别装有支撑 轮固定架，在支撑轮固定架上安装四套呈弧形结构设置的支撑轮，形成支撑轮摩擦传动系 统；其中三套支撑轮的两端轴上分别安装链轮和齿形轮，第四套支撑轮的一端轴上安装链 轮和齿形轮，第四套支撑轮的另一端轴上安装制动器。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，链轮上安装链条，形成链轮、链 条驱动系统，链轮、链条驱动系统采用相邻两链轮一组，共三组，驱动四个支撑轮同步运行 和同步制动。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，制动器采用电力液压制动块同 步制动的结构。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，用于测量速度的传感器，分别 安装在被测车辆的车轮和支撑轮的齿形轮上。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，拉力传感器固定装置设有铁链、拉力传感器、锁紧螺母、调节螺母、拉力传感器固定架，拉力传感器的一端穿过拉力传感 器固定架，在拉力传感器固定架两侧的拉力传感器上分别安装锁紧螺母、调节螺母，拉力传 感器的另一端连接铁链。所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，用于测量车辆下滑力的拉力传 感器与车辆前部牵引钩连接并固定，用于测量车辆牵引力的拉力传感器与车辆后部牵引钩 连接并固定。本实用新型的有益效果是1.本实用新型设有车辆牵引力和速度传感器，可以实现车辆牵引力和速度实时监 测数据和显示记录存储功能。在坡道上驾驶员操纵车辆，在车辆爬坡状态时如果下滑则通 过拉力传感器，实时监测数据系统显示到电脑显示器上，并通过中央控制系统来指令液压 系统改变可变坡角度，从而满足车辆爬坡角度正确控制；速度传感器分别显示车轮和支撑 轮速度，如二者速度不同，则说明车辆出现了打滑现象。2.本实用新型通过模拟车辆处于不同角度坡道工作时的牵引力、速度、下滑力和 最大爬坡度等数据的提取和分析，并通过对数据计算可得到坡道阻力、滚动阻力、不同制 动力时的速度变化状况等，为矿用车辆发动机选型，动力匹配计算、结构设计和改进提供重 要的依据。3.本实用新型拉力传感器和速度传感器采集的数据经A/D转换器转化为数字信 号传输至工控机，提供给工控机上的实时监测软件显示和记录，并进行数据处理和识别得 到相应的分析结果。
图1是本实用新型的总图。图2(a)_(c)是速度测试支撑轮组构造图。其中，图2(a)为主视图；图2(b)为俯 视图；图2(c)为侧视图。图3是拉力传感器固定装置构造图。图中，1拉力传感器固定装置；2可变坡平台；3被测车辆；4速度测试支撑轮组；5 制动器；6支撑轮固定架；7链轮；8支撑轮；9移动板；10齿形轮；11铁链；12拉力传感器； 13锁紧螺母；14调节螺母；15传感器固定架。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型进一步说明。如图1所示，本实用新型车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置主要包括拉 力传感器固定装置1和速度测试支撑轮组4，拉力传感器固定装置1和速度测试支撑轮组4 安装于可变坡平台2上，四组速度测试支撑轮组4分别与被测车辆的车轮位置相对应，两组 拉力传感器固定装置1分别与被测车辆的前部和后部连接。在可变坡平台2上把拉力传感 器固定装置1和速度测试支撑轮组4固定完成后，驾驶员把被测车辆3开到适当位置，同时 把拉力传感器和速度传感器与中央控制系统的模拟信号采集卡连接和处理，使电脑显示屏 实现同步显示状态，开始按图2和图3所示的具体结构说明，进入测试准备状态。本实用新型中，采用可变坡平台2作为测试平台，可变坡平台2的角度调整可以采用换向阀控制油缸的伸缩，实现在0-25°内任意调节平台角度的功能。如图2(a)_(c)所示，速度测试支撑轮组主要包括制动器5、支撑轮固定架6、链 轮7、支撑轮8、移动板9、齿形轮10，两块相对设置的移动板9上分别装有支撑轮固定架6， 在支撑轮固定架6上安装四套呈弧形结构设置的支撑轮8，形成支撑轮摩擦传动系统；其中 三套支撑轮8的两端轴上分别安装链轮7和齿形轮10，第四套支撑轮8的一端轴上安装链 轮7和齿形轮10，第四套支撑轮8的另一端轴上安装制动器5 ；链轮7上安装链条，形成链 轮、链条驱动系统；用于测量速度的传感器，分别安装在被测车辆的车轮和支撑轮的齿形轮 10上。在一组(2块)移动板9上把支撑轮固定架6焊接固定好，安装四套支撑轮8，然后 安装链轮7和配套使用的链条，固定齿形轮10，速度传感器的信号通过导线与中央控制 系 统的模拟信号采集卡连接好，最后把制动器5安装固定，进入测试准备状态。本实用新型中，链轮、链条驱动系统是采用相邻两链轮一组，共三组(链轮I和链 轮II ；链轮III和链轮IV ；链轮V和链轮VI)来驱动四个支撑轮同步运行和同步制动。本实用新型中，支撑轮摩擦传动系统非传统的两个平行直线支撑轮组成摩擦传动 方式，而是由一组四个支撑轮按弧形结构组成的摩擦传动方式。本实用新型中，制动器采用电力液压制动块同步制动结构，事先调好四个制动器 制动瓦与制动轮间隙，并采用同一开关控制的方式实现。如图3所示，拉力传感器固定装置1主要包括铁链11、拉力传感器12、锁紧螺母 13、调节螺母14、拉力传感器固定架15，拉力传感器12的一端穿过拉力传感器固定架15， 在拉力传感器固定架15两侧的拉力传感器12上分别安装锁紧螺母13、调节螺母14，拉力 传感器12的另一端连接铁链11。本实用新型中，用于测量车辆下滑力的拉力传感器与车 辆前部牵引钩连接并固定，用于测量车辆牵引力的拉力传感器与车辆后部牵引钩连接并固 定。拉力传感器12通过锁紧螺母13和调节螺母14被固定在拉力传感器固定架15上；再 通过铁链11与被测车辆连接固定，最后拉力传感器的信号通过导线与中央控制系统的模 拟信号采集卡连接好，进入测试准备状态。开始测试时，驾驶员把被测车辆开到适当位置，使车辆轮胎与支撑轮8接触良好， 把用于测量车辆牵引力和下滑力的拉力传感器12分别与车辆后部和前部牵引钩连接并固 定好，这时按要求把车辆爬坡可变角度调整好，启动发动机，使车辆在I档位运行，并逐渐 加油，这时支撑轮8通过车辆轮胎的摩擦力转动，通过分别测试车轮胎和支撑轮的速度，就 可以来确认车速。这时有两种情况存在1.不对支撑轮加载制动时，车轮胎和支撑轮的速度相同或非常接近；2.对支撑轮加载制动时，车轮胎和支撑轮的速度相差很大，说明汽车轮胎打滑，如 把支撑轮完全制动使其停止；这时车辆的轮胎的速度即可近似为车速(选取支撑轮滚动摩 擦系数与车辆工作时的路面滚动摩擦系数相同的材料)，而此时的拉力传感器读取的拉力 即为车辆牵引力。车辆通过拉力传感器和速度传感器分别进行拉力测定和速度测量，通过A/D转换 装置把各个传感器采集的模拟信号转换成数字信号传送到工控机的指定接口，并提供给采 集卡等监测软件随时调用。当车辆在可变角度坡道工作时，通过车辆油门控制车速和牵引 力，由采集卡等监测数据系统采集数据，数据至分析处理中心监控，通过工控机和中央控制 系统电脑显示器实时进行显示、记录和分析。采集卡等监测软件，可从计算机的指定接口读取数据，并在中央控制系统电脑显示器等操作窗口内完成数据的显示、记录、打印、数据处 理和模式识别等功能。所有数据至数据中心进行处理，通过拉力测量和速度测量的数据以 及可变角度坡道等信息，提示给驾驶员以便准确操作车辆和控制车辆油门，完成模拟路况 的测量工作。 结果表明，采用本实用新型可以得到汽车可变角度爬坡牵引力和速度测试数据， 模拟车辆爬坡工作状况，并配备实时监测数据系统的实验装置。各传感器采集的数据经模 拟信号调理，同时拉力和速度传感器采集相应电信号，在采样程序控制下对上述信号A/D 转换，生成数字信号，送入计算机进行实时监测显示和记录，分析处理，以曲线和结果数据 的形式输出，显示、存储等。本实用新型可测到数据包括车辆处于不同角度坡道工作时的 牵引力、速度、下滑力和最大爬坡度等数据；并通过对数据计算可得到坡道阻力、滚动阻 力、不同制动力时的速度变化状况等。该装置可用于汽车检测、试验和汽车修理等相关行 业。
权利要求一种车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于该装置设有拉力传感器固定装置和速度测试支撑轮组，拉力传感器固定装置和速度测试支撑轮组安装于可变坡平台上，四组速度测试支撑轮组分别与被测车辆的车轮位置相对应，两组拉力传感器固定装置分别与被测车辆的前部和后部连接。
2.按照权利要求1所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于在 拉力传感器固定装置上设有拉力传感器，在速度测试支撑轮组上设有速度传感器，拉力传 感器和速度传感器与工控机的模拟信号采集卡连接，采集卡通过A/D转换装置连接工控 机，通过A/D转换装置把各个传感器采集的模拟信号转换成数字信号传送到工控机的指定 接口。
3.按照权利要求1所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于采 用可变坡平台作为测试平台，可变坡平台的角度调整在0-25°内。
4.按照权利要求1所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于速 度测试支撑轮组设有制动器、支撑轮固定架、链轮、支撑轮、移动板、齿形轮，两块相对设置 的移动板上分别装有支撑轮固定架，在支撑轮固定架上安装四套呈弧形结构设置的支撑 轮，形成支撑轮摩擦传动系统；其中三套支撑轮的两端轴上分别安装链轮和齿形轮，第四套 支撑轮的一端轴上安装链轮和齿形轮，第四套支撑轮的另一端轴上安装制动器。
5.按照权利要求4所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于链 轮上安装链条，形成链轮、链条驱动系统，链轮、链条驱动系统采用相邻两链轮一组，共三 组，驱动四个支撑轮同步运行和同步制动。
6.按照权利要求4所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于制 动器采用电力液压制动块同步制动的结构。
7.按照权利要求4所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于用 于测量速度的传感器，分别安装在被测车辆的车轮和支撑轮的齿形轮上。
8.按照权利要求1所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于拉 力传感器固定装置设有铁链、拉力传感器、锁紧螺母、调节螺母、拉力传感器固定架，拉力传 感器的一端穿过拉力传感器固定架，在拉力传感器固定架两侧的拉力传感器上分别安装锁 紧螺母、调节螺母，拉力传感器的另一端连接铁链。
9.按照权利要求8所述的车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，其特征在于用 于测量车辆下滑力的拉力传感器与车辆前部牵引钩连接并固定，用于测量车辆牵引力的拉 力传感器与车辆后部牵引钩连接并固定。
专利摘要本实用新型涉及一种车辆可变角度爬坡牵引力和速度测试装置，特别是能够通过工控机上的实时监控和显示系统对被测车辆牵引力和速度进行的智能化控制的装置，弥补汽车测试时坡道采用固定角度的不足。该装置设有拉力传感器固定装置和速度测试支撑轮组，拉力传感器固定装置和速度测试支撑轮组安装于可变坡平台上，四组速度测试支撑轮组分别与被测车辆的车轮位置相对应，两组拉力传感器固定装置分别与被测车辆的前部和后部连接。本实用新型具有对被测车辆的牵引力、速度等参数通过传感器的信号转换方式，对整个过程和结果实时测试、监测、显示和记录存贮的功能，该装置可用于汽车检测、试验和汽车修理等相关行业。
文档编号G01L5/13GK201575884SQ200920249488
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者卢少勇, 史宝光, 吴国相, 张士博, 张福起, 李思成, 王冶, 迟永义, 郭红千, 鲁显春 申请人:三一重型装备有限公司