一种全环境足尺循环式加速加载实验系统的制作方法

本发明涉及一种加速加载试验系统，具体地说是一种全环境足尺循环式加速加载实验系统。

背景技术：

现有的足尺加速加载实验系统主要有以下几类：

（1）澳大利亚研制的alf设备：单向加载，返程为空行程，实验效率低；无环境模拟功能。

（2）美国研制的hvs设备：单向加载，返程为空行程，实验效率低；无环境模拟功能。

（3）南非研制的mls设备：多轮组循环式加载，实验效率高，但整机能耗大、故障率高、维护不便、可靠性低；环境模拟功能仅可实现模拟高温条件。

（4）国内山东交通学院研制的alt设备：单向加载，返程为空行程，实验效率低；模拟环境条件时所需调节的环境仓体积大，转场困难、能耗巨大。

综上所述，可以看到：①在环境模拟功能方面：mls仅能通过加热实现高温条件的模拟，国内的alt设备所需调节的环境仓体积大，环境模拟实现困难，现有的足尺加速加载设备均未具有高低温、湿度、紫外光照、淋雨等综合全环境模拟功能；②在实验效率方面，现有的足尺加速加载实验系统除南非的mls以外均为单向加载，返程为空行程，实验效率低；③mls设备采用直线电机板链传动，多组钢导轮外侧导向，结构复杂，噪声大；整机能耗大、故障率高、维护不便、可靠性低。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种全环境足尺循环式加速加载实验系统，旨在解决现有足尺加速加载试验系统效率低、结构复杂、能耗大以及环境模拟条件难实现的问题，并且能显著提高可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全环境足尺循环式加速加载实验系统，包括机架和安装在机架上的动力机构、链传动副、碾压轮组、导轨、控制柜、后支腿和前支腿，动力机构通过链传动副与碾压轮组连接，碾压轮组的加载轮与导轨的环形加载面配合，其创新点是：

1）所述机架上还设置有环境单元；

2）所述导轨为箱式结构，内部填充减震材料，导轨的上加载面为平直面，下加载面为船底型，且下加载面的直线段与试验碾压路面平行，上加载面与下加载面的两端通过曲线段平滑过渡连接；

3）碾压轮组为多个，每个碾压轮组包括两个加载轮和一个以上的碾压轮，碾压轮位于两个加载轮之间且同轴设置，两个加载轮沿着环形加载面做循环运动，同步运动的碾压轮实现碾压；

4）链传动副有两组，对称设置在导轨的两侧，每组链传动副包括主动链轮、链条和从动链轮，链条将主动链轮和从动链轮链接在一起，且两个主动链轮同轴设置，两个从动链轮同轴设置，两个主动链轮的轮轴接动力机构；

所述链条是由多个链条段依次连接形成的封闭环形结构，相邻链条段之间通过联轴节和链条销轴相连,每个碾压轮组的加载轴两端通过联轴节连接两组链传动副的链条。

进一步地，所述环境单元是制冷空调、加热器、加湿器、喷淋装置和紫外光照装置中的几种或全部的组合。

进一步地，所述多个碾压轮组沿着链条等间距排列，且至少两个相邻碾压轮组同时对路面进行碾压。

进一步地，所述碾压轮组的数量为偶数个，相邻两个碾压轮组沿着链条平行且紧密排列成一组，至少一组碾压轮组对路面进行碾压。

进一步地，所述联轴节端面开设卡孔，碾压轮组的加载轴端部配合插入联轴节的卡孔内并固定连接；所述碾压轮组的加载轴轴线与链条纵向中心线垂直相交设置。

进一步地，所述主动链轮和从动链轮之间还设置有用于调节间距的链传动涨紧装置。

进一步地，所述机架的底部前后方还分别设置有前行走导向轮和后行走轮。

进一步地，所述控制柜包括主机、显示器和变频器。

进一步地，所述动力机构包括电机和与其连接的减速器。

进一步地，所述机架上还设置有发电机组。

本发明的一种全环境足尺循环式加速加载实验系统与现有技术相比，所产生的有益效果是：

1）本发明采用链传动副驱动多组碾压轮的设计方案，大大提高了实验效率，且结构简单、可靠性高、使用维护费用低。

2）采用联轴节连接碾压轮组和链条，解决了链条带动大负载的问题，提高了设备可靠性。

3）环境单元能够实现高温、低温、高湿、淋雨、紫外光照的环境条件的全环境模拟，提高了设备的实验功能，且环境仓的体积小，环境单元所需能耗低。

4）采用链传动涨紧装置对链条进行涨紧，使得加载轮能始终与导轨接触，避免了冲击和振动，提高了设备的稳定性、可靠性。

5）本发明结构简单，加载模块、环境模块等模块集成化一体设计，以及设置的前行走导向轮、后行走轮，系统自身即可实现转场操作，转场方便、效率高。另外，系统转场时不需任何拆装，节省了劳动，提高了实验效率。

附图说明

附图1是本发明的主视结构示意图；

附图2是图1的内部结构示意图；

附图3是本发明内部俯视结构示意图；

附图4是联轴节的剖面结构示意图；

附图5是利用联轴节联接链条和碾压轮组的结构示意图；

附图6是本发明主动链轮、加载轮和碾压轮的连接示意图；

附图7是本发明导轨的结构示意图；

附图8是本发明第二个实施例碾压轮组的结构示意图。

图中，1、机架，2、主动链轮，3、链传动涨紧装置，4、链条，5、从动链轮，6、控制柜，7、后支腿，8、后行走轮，9、减速器，10、电机，11、导轨，12、碾压轮，13、加载轮，14、前行走导向轮，15、前支腿，16、环境单元，17、连接件，18、轮轴，19、链条销轴，20、主动轴，21、从动轴，22、曲线段，23、上加载面，24、下加载面，25、发电机组，26、联轴节，27、卡孔。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明的一种全环境足尺循环式加速加载实验系统作以下详细地说明。

实施例一：

如附图1-3所示，本发明的一种全环境足尺循环式加速加载实验系统，其结构包括机架1和安装在机架1上的动力机构、链传动副、碾压轮组、导轨11、控制柜6、环境单元16、后支腿7和前支腿15，动力机构包括电机10和与其连接的减速器9，链传动副有两组，对称设置在导轨11的两侧，每组链传动副包括主动链轮2、链条4和从动链轮5，链条4将主动链轮2和从动链轮5链接在一起，且两个主动链轮2同轴设置，两个从动链轮5同轴设置，两个主动链轮2的轮轴接动力机构。

如附图4-6所示，链条4是由多个链条段依次连接形成的封闭环形结构，相邻链条段之间通过联轴节4和链条销轴19相连,每个碾压轮组的加载轴两端通过联轴节26连接两组链传动副的链条；碾压轮组为多个，每个碾压轮组包括两个加载轮13和一个以上的碾压轮12，碾压轮12位于两个加载轮13之间且同轴设置，两个加载轮13沿着环形加载面做循环运动，同步运动的碾压轮12实现碾压；多个碾压轮组沿着链条等间距排列，且至少两个相邻碾压轮组同时对路面进行碾压。

如图7所示，导轨11为箱式结构，内部填充减震材料，导轨11的上加载面23为平直面，下加载面24为船底型，且下加载面24的直线段与试验碾压路面平行，上加载面23与下加载面24的两端通过曲线段22平滑过渡连接；动力机构通过链传动副与碾压轮组连接，碾压轮组的加载轮13与导轨11的环形加载面配合。所述控制柜6包括主机、显示器和变频器。所述环境单元包括制冷空调、加热器、加湿器、喷淋装置和紫外光照装置。

所述联轴节26端面开设卡孔27，碾压轮组的加载轴端部配合插入联轴节26的卡孔27内并固定连接；所述碾压轮组的加载轴轴线与链条纵向中心线垂直相交设置。

所述主动链轮2和从动链轮5之间还设置有用于调节间距的链传动涨紧装置3。

所述机架1的底部前后方还分别设置有前行走导向轮14和后行走轮8。

实施例二：

如附图1-3所示，本发明的一种全环境足尺循环式加速加载实验系统，其结构包括包括机架1和安装在机架1上的动力机构、链传动副、碾压轮组、导轨11、控制柜6、环境单元16、发电机组、后支腿7和前支腿15，动力机构包括电机10和与其连接的减速器9，链传动副有两组，对称设置在导轨11的两侧，每组链传动副包括主动链轮2、链条4和从动链轮5，链条4将主动链轮2和从动链轮5链接在一起，且两个主动链轮2同轴设置，两个从动链轮5同轴设置，两个主动链轮2的轮轴接动力机构。

如附图4-6所示，链条4是由多个链条段依次连接形成的封闭环形结构，相邻链条段之间通过联轴节26和链条销轴19相连,每个碾压轮组的加载轴两端通过联轴节26连接两组链传动副的链条；碾压轮组为多个，每个碾压轮组包括两个加载轮13和一个以上的碾压轮12，碾压轮12位于两个加载轮13之间且同轴设置，两个加载轮13沿着环形加载面做循环运动，同步运动的碾压轮12实现碾压；

如图7所示，导轨11为箱式结构，内部填充减震材料，导轨11的上加载面23为平直面，下加载面24为船底型，且下加载面24的直线段与试验碾压路面平行，上加载面23与下加载面24的两端通过曲线段22平滑过渡连接；动力机构通过链传动副与碾压轮组连接，碾压轮组的加载轮13与导轨11的环形加载面配合。所述控制柜6包括主机、显示器和变频器。所述环境单元包括制冷空调、加热器、加湿器、喷淋装置和紫外光照装置。

所述联轴节26端面开设卡孔27，碾压轮组的加载轴端部配合插入联轴节26的卡孔27内并固定连接；所述碾压轮组的加载轴轴线与链条纵向中心线垂直相交设置。

所述主动链轮2和从动链轮5之间还设置有用于调节间距的链传动涨紧装置3。

所述机架1的底部前后方还分别设置有前行走导向轮14和后行走轮8。

如图8所示，所述碾压轮组的数量为偶数个，相邻两个碾压轮组沿着链条平行且紧密排列成一组，至少一组碾压轮组对路面进行碾压。