一種道面摩擦系數(shù)測(cè)試車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，包括轎車以及安裝在所述轎車上的道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)；道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機(jī)、與觸摸屏工控機(jī)連接的打印機(jī)、通過下位機(jī)連接觸摸屏工控機(jī)的測(cè)量單元與向道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面的灑水單元；測(cè)量單元包括測(cè)量箱、測(cè)試輪、液壓?jiǎn)卧?shù)據(jù)采集傳感器，測(cè)量箱的輸出軸連接測(cè)試輪，測(cè)量箱的輸入軸連接傳動(dòng)箱的輸出軸，傳動(dòng)箱連接傳動(dòng)軸；數(shù)據(jù)采集傳感器通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡連接觸摸屏工控機(jī)。本實(shí)用新型摩擦系數(shù)測(cè)試車對(duì)原轎車的底盤、車架、懸架系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)及ABS剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不做任何改動(dòng)，保持了原轎車的性能。
【專利說明】
一種道面摩擦系數(shù)測(cè)試車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于道面摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種道面摩擦系數(shù)測(cè) 試車。
【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦系數(shù)是評(píng)價(jià)機(jī)場(chǎng)道面及高速公路道面質(zhì)量的重要性能參數(shù)。摩擦系數(shù)過高就 會(huì)加速飛機(jī)或汽車輪胎的磨損;摩擦系數(shù)過低，尤其在雨雪天氣下汽車在行駛中就會(huì)出現(xiàn) 側(cè)滑，影響行駛的安全，而飛機(jī)會(huì)有可能在有限長(zhǎng)的跑道上無法停下來，而沖出跑道發(fā)生危 險(xiǎn)。所以足夠的道面摩擦系數(shù)是機(jī)場(chǎng)及高速公路安全運(yùn)行的重要保障。摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備 是道面摩擦系數(shù)測(cè)量過程中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。雖然目前出現(xiàn)了相應(yīng)的摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè) 備，但不能滿足連續(xù)測(cè)試的要求，因此，需要進(jìn)行改進(jìn)，以提供一種新的摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種基于固定滑溜比連續(xù)測(cè) 量方式進(jìn)行道面摩擦系數(shù)測(cè)試的道面摩擦系數(shù)測(cè)試車。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，包括轎車以及安裝在所述轎車上的道面摩擦測(cè)試系 統(tǒng);所述道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機(jī)、與所述觸摸屏工控機(jī)連接的打印機(jī)、通過下 位機(jī)連接所述觸摸屏工控機(jī)的測(cè)量單元與用于向道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面的灑水單 元;所述測(cè)量單元包括測(cè)量箱、測(cè)試輪、實(shí)現(xiàn)所述測(cè)試輪升起或降下的液壓?jiǎn)卧?、用于?shí)時(shí) 檢測(cè)測(cè)試車運(yùn)行過程中測(cè)試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測(cè)試輪對(duì)地面產(chǎn)生的 垂直正壓力的變化的數(shù)據(jù)采集傳感器，所述測(cè)量箱的輸出軸連接所述測(cè)試輪，所述測(cè)量箱 的輸入軸連接傳動(dòng)箱的輸出軸，所述傳動(dòng)箱連接用于將所述轎車的后輪的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送 到所述傳動(dòng)箱的傳動(dòng)軸;所述數(shù)據(jù)采集傳感器通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集 卡連接所述觸摸屏工控機(jī)。
[0006] 所述數(shù)據(jù)采集傳感器包括分別用于實(shí)時(shí)檢測(cè)測(cè)試車運(yùn)行過程中的測(cè)試輪在滑溜 的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測(cè)試輪對(duì)地面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的水平摩擦力傳感 器、垂直壓力傳感器。
[0007] 所述液壓?jiǎn)卧ㄟ^控制回路連接所述下位機(jī)。
[0008] 所述液壓?jiǎn)卧ㄒ簤豪?、蓄能器、液壓?所述液壓缸連接所述測(cè)試輪并連接所 述液壓栗，所述液壓栗連接所述蓄能器。
[0009] 所述灑水單元包括水箱、水壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電磁離合器、水栗、水控閥門、水壓計(jì)、水 栗嘴;所述水箱的出水口連接所述水栗的入水口，所述水栗的出水口通過灑水管路連接所 述水栗嘴，所述灑水管路上設(shè)所述水控閥門，所述水栗連接所述水壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述水控閥 門連接所述電磁離合器，所述水栗嘴上安裝所述水壓計(jì)。
[0010] 本實(shí)用新型通過將道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)整合安裝在一轎車中，可以實(shí)現(xiàn)轎車在道面 上行駛來測(cè)量道面摩擦系數(shù)，相比相有測(cè)試車而言，不會(huì)對(duì)轎車進(jìn)行大的改動(dòng)，保留了轎車 的原有結(jié)構(gòu)，改裝方式簡(jiǎn)單，且能滿足道面摩擦系數(shù)測(cè)試的要求。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的道面摩擦系數(shù)測(cè)試車測(cè)試車的側(cè)視透視示意圖；
[0012] 圖2為圖1中局部放大示意圖；
[0013] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的道面摩擦系數(shù)測(cè)試車的俯視透視示意圖；
[0014] 圖4所示為圖3中局部放大示意圖；
[0015] 圖5所示為本實(shí)用新型的傳動(dòng)箱與測(cè)量箱內(nèi)部件的連接示意圖；
[0016] 圖6所示為本實(shí)用新型的灑水單元的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖7所示為本實(shí)用新型的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面，結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新 型并不局限于所列的實(shí)施例。
[0019] 參見圖1-7所示，一種道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，包括轎車10以及安裝在所述轎車上的 道面摩擦測(cè)試系統(tǒng);所述道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機(jī)20、與所述觸摸屏工控機(jī)連 接的打印機(jī)30、通過下位機(jī)連接所述觸摸屏工控機(jī)的測(cè)量單元以及用于向道面灑水以模擬 雨天濕態(tài)道面的灑水單元;所述測(cè)量單元包括測(cè)量箱5、測(cè)試輪51、實(shí)現(xiàn)所述測(cè)試輪升起或 降下的液壓?jiǎn)卧?03、用于實(shí)時(shí)檢測(cè)測(cè)試車運(yùn)行過程中測(cè)試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平 摩擦力和測(cè)試輪對(duì)地面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的數(shù)據(jù)采集傳感器，所述測(cè)量箱的輸出軸 連接所述測(cè)試輪51，所述測(cè)量箱的輸入軸連接傳動(dòng)箱3的輸出軸，所述傳動(dòng)箱連接用于將所 述轎車的后輪的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送到所述傳動(dòng)箱的汽車后輪傳動(dòng)軸60;所述數(shù)據(jù)采集傳感器 通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡連接所述觸摸屏工控機(jī)。
[0020] 所述觸摸屏工控計(jì)算機(jī)可安裝在轎車的主駕駛的右前側(cè)，打印機(jī)可以安裝在轎車 的主駕駛的右后側(cè)，可以將轎車的后排座椅去掉，將所述道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)的其它部分，如 傳動(dòng)箱、測(cè)量單元、液壓?jiǎn)卧w做在轎車的行李箱位置，即后備箱上箱體90下，并對(duì)行李 箱內(nèi)凹下處進(jìn)行加固處理，使得車輛比原來更加堅(jiān)固，并在后備箱內(nèi)設(shè)有電氣箱80以及電 氣系統(tǒng)用電瓶70,用于向測(cè)試車內(nèi)的用電器件提供電力供應(yīng)。
[0021] 具體的，本實(shí)用新型中，其中，所述數(shù)據(jù)采集傳感器包括分別用于實(shí)時(shí)檢測(cè)測(cè)試車 運(yùn)行過程中的測(cè)試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測(cè)試輪對(duì)地面產(chǎn)生的垂直正壓 力的變化的水平摩擦力傳感器201、垂直壓力傳感器202。
[0022]所述水平摩擦力傳感器、垂直壓力傳感器分別通過放大器與所述數(shù)據(jù)采集卡相連 接，將兩路傳感器數(shù)據(jù)放大處理后送入所述數(shù)據(jù)采集卡，再送到所述觸摸屏工控機(jī)進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理，并在所述觸摸屏工控機(jī)上輸出顯示實(shí)時(shí)摩擦系數(shù)曲線圖，可實(shí)時(shí)觀看，精確顯示出 檢測(cè)車途經(jīng)道面情況，檢測(cè)車測(cè)量道面摩擦系數(shù)結(jié)束后可通過觸摸屏選擇保存、不保存或 無線發(fā)送數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程控制服務(wù)器或裝置進(jìn)行計(jì)算，選擇保存后可通過歷史記錄打印本次測(cè) 量結(jié)果。
[0023] 所述液壓?jiǎn)卧怯脕硎箿y(cè)試輪對(duì)道面產(chǎn)生正壓力的施力單元，當(dāng)進(jìn)行摩擦系數(shù)測(cè) 試時(shí)，測(cè)試輪通過所述液壓?jiǎn)卧３峙c被測(cè)道面緊密接觸，并且不會(huì)因車輛的顛簸及負(fù)載 的變化而變化。
[0024] 其中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述液壓?jiǎn)卧ㄟ^控制回路連接所述下位機(jī)，所述下位機(jī)通過 所述控制回路向所述液壓?jiǎn)卧l(fā)出信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)所述測(cè)試輪的升起或降下動(dòng)作。
[0025] 具體實(shí)現(xiàn)上，所述液壓?jiǎn)卧梢允前ㄒ簤洪y組100、液壓栗110、液壓缸，用于液 壓缸保壓的蓄能器120;所述液壓缸連接所述測(cè)試輪并通過液壓管路連接所述液壓栗，所述 液壓缸連接所述蓄能器，所述液壓管路上設(shè)有所述液壓閥組。
[0026]測(cè)量時(shí)，測(cè)試輪在液壓缸的作用下對(duì)地面可以產(chǎn)生140kgf的壓力，并通過蓄能器 實(shí)現(xiàn)壓力保持，此壓力由垂直壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量。在滑溜的條件下產(chǎn)生的摩擦力經(jīng)水平 摩擦力傳感器測(cè)得。水平摩擦力除以正壓力，即為摩擦系數(shù)。
[0027] 進(jìn)一步的，本實(shí)用新型中，所述所述液壓?jiǎn)卧母鱾€(gè)部分都固定在所述轎車的車 體上，防止液壓?jiǎn)卧蜣I車行使而產(chǎn)生振動(dòng)。
[0028] 具體的，本實(shí)用新型中，所述傳動(dòng)箱內(nèi)設(shè)有差速器31連接的后軸鏈輪32(差速器31 安裝在轎車后輪200的傳動(dòng)軸上），所述后軸鏈輪通過前傳動(dòng)鏈33連接所述第一鏈輪34,所 述第一鏈輪通過傳動(dòng)軸連接第二鏈輪35,所述第二鏈輪通過后傳動(dòng)鏈36連接第三鏈輪52， 所述第三鏈輪連接至所述測(cè)試輪51的輸出軸，所述第二鏈輪與所述第三鏈輪之間設(shè)有第四 鏈輪37，所述第四鏈輪與所述后傳動(dòng)鏈相接。
[0029] 由于道面摩擦系數(shù)與諸多因數(shù)有關(guān)，如道面表面條件、輪胎參數(shù)及表面狀況、測(cè)試 系統(tǒng)正壓力、滑溜比等。道路表面條件包括道面材料(水泥和瀝青），是否具有冰、雪和積水， 機(jī)場(chǎng)跑道膠層厚度等。輪胎參數(shù)包括胎壓、胎寬、花紋等，摩擦系數(shù)μ由下式求得：
[0030] μ = ?7Ν，式中μ為摩擦系數(shù)，Ν為施加于測(cè)試輪的正壓力，f為特定滑溜比下的摩擦 力。
[0032] -般為了測(cè)得道面的最大摩擦力，所選的滑溜比δ為15%。通常選擇鏈傳動(dòng)，以保 證測(cè)試設(shè)備在不同速度下滑溜比不變。
[0033] 測(cè)試時(shí)，通過操作所述觸摸屏工控機(jī)控制所述液壓?jiǎn)卧獙⑺鰷y(cè)試輪放下，與地 面接觸，對(duì)地面產(chǎn)生一個(gè)垂直正壓力，同時(shí)，測(cè)試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生水平摩擦力，該垂 直正壓力、水平摩擦力由所述數(shù)據(jù)采集傳感器測(cè)量后，通過所述放大器放大調(diào)理后傳送至 所述接數(shù)據(jù)采集卡，由所述接數(shù)據(jù)采集卡采集后送入所述觸摸屏工控機(jī)，可顯示數(shù)據(jù)采集 傳感器讀出的實(shí)時(shí)數(shù)值，由所述觸摸屏工控機(jī)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)按預(yù)設(shè)的計(jì)算程序計(jì)算后， 即可獲得所測(cè)試道面的摩擦系統(tǒng)大小，并可通過所述觸摸屏工控機(jī)的觸摸顯示屏進(jìn)行顯 示，顯示道路測(cè)量的摩擦系數(shù)值，并繪制成曲線便于觀看，如需要打印，可以通過操作所述 觸摸屏工控機(jī)輸出打印摩擦系數(shù)曲線圖。
[0034]優(yōu)選的，本實(shí)用新型中，所述下位機(jī)采用PLC控制器。
[0035]本實(shí)用新型采用觸摸屏工控機(jī)直接讀取傳感器檢測(cè)值并精確計(jì)算，顯示直觀，操 作方便，比傳統(tǒng)采集方法小效率更高，顯示更加直觀生動(dòng)，操作更加簡(jiǎn)潔方便，使得操作者 更容易操作，并且測(cè)量值更加精確。
[0036]本實(shí)用新型中，所述觸摸屏工控機(jī)可以設(shè)置機(jī)場(chǎng)名稱、跑道號(hào)、測(cè)量距離、測(cè)量速 度、起始距離、跑道狀態(tài)(分為干態(tài)、水態(tài)、干雪、濕雪和薄冰5種狀態(tài))等參數(shù);選擇是否開始 測(cè)量;調(diào)試測(cè)試輪升降是否正常;標(biāo)定傳感器，使傳感器數(shù)值更加精確;及查詢歷史記錄，每 次保存的測(cè)試結(jié)果均可查詢。需要說明的是，測(cè)量之前，所述水平摩擦力傳感器、垂直壓力 傳感器要先由外部標(biāo)定，將比例系數(shù)及自重等影響包含于標(biāo)定中，在標(biāo)定中可以采用兩點(diǎn) 標(biāo)定法，即僅需傳感器輸出的線性精度及標(biāo)定裝置的精度保證。
[0037] 需要說明的是，如果需要向測(cè)試的道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面后進(jìn)行測(cè)試，可 以通過所述觸摸屏工控機(jī)控制所述灑水單元向道面進(jìn)行灑水作業(yè)，然后再進(jìn)行測(cè)試。
[0038] 所述灑水單元主要是用來模擬雨天濕態(tài)道面，以接近雨天道面狀況。根據(jù)國(guó)際民 航組織的相關(guān)要求，在測(cè)量時(shí)，測(cè)試輪和地面接觸處，必須形成〇. 5-1毫米厚的水膜。在灑水 過程中，灑水單元能可以提供最大260L/mi η的流量，以使道面產(chǎn)生0.5-1毫米深的水膜，以 滿足測(cè)試的要求。
[0039] 具體實(shí)現(xiàn)上，所述灑水單元包括通過水箱固定架1固定在轎車后座上的水箱2、水 壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)42、電磁離合器43、水栗40、水控閥門50、水壓計(jì)41、連接水嘴4的水栗嘴44;所述 水箱的出水口連接所述水栗的入水口，所述水栗的出水口通過灑水管路連接所述水栗嘴， 所述灑水管路上設(shè)所述水控閥門，所述水栗連接所述水壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述水控閥門連接所 述電磁離合器，所述水栗嘴上安裝所述水壓計(jì)。所述水箱可以是裝在后排座椅的位置。
[0040] 進(jìn)一步的，本實(shí)用新型中，所述測(cè)試輪的上方設(shè)有用于檢測(cè)測(cè)試輪是處于升起或 降下狀態(tài)或測(cè)試輪當(dāng)前的位置的測(cè)試輪位置傳感器，所述測(cè)試輪位置傳感器通過放大器及 信號(hào)調(diào)理電路連接所述數(shù)據(jù)采集卡，將測(cè)得的測(cè)試輪的位置信息數(shù)據(jù)傳送到所述觸摸屏工 控機(jī)進(jìn)行處理，以便了解測(cè)試輪的當(dāng)前狀態(tài)，或?qū)y(cè)試輪進(jìn)行校正，調(diào)整位置。
[0041] 常規(guī)摩擦車的改裝方式是把傳動(dòng)系統(tǒng)和測(cè)量臂系統(tǒng)都做在一個(gè)自制的后橋上，把 原轎車的后橋部分整體換掉。這樣做不僅對(duì)改裝轎車的改動(dòng)較多，容易破壞原轎車的整體 性能，而且工作量也比較大。
[0042] 本實(shí)用新型摩擦系數(shù)測(cè)試車對(duì)原轎車的底盤、車架、懸架系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)及ABS剎 車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不做任何改動(dòng)，保持了原轎車的性能。
[0043] 本實(shí)用新型通過將道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)整合安裝在一轎車中，可以實(shí)現(xiàn)轎車在道面 上行駛來測(cè)量道面摩擦系數(shù)，相比相有測(cè)試車而言，不會(huì)對(duì)轎車進(jìn)行大的改動(dòng)，保留了轎車 的原有結(jié)構(gòu)，改裝方式簡(jiǎn)單，且能滿足道面摩擦系數(shù)測(cè)試的要求。
[0044] 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，其特征在于，包括轎車以及安裝在所述轎車上的道面摩 擦測(cè)試系統(tǒng);所述道面摩擦測(cè)試系統(tǒng)包括觸摸屏工控機(jī)、與所述觸摸屏工控機(jī)連接的打印 機(jī)、通過下位機(jī)連接所述觸摸屏工控機(jī)的測(cè)量單元與用于向道面灑水以模擬雨天濕態(tài)道面 的灑水單元;所述測(cè)量單元包括測(cè)量箱、測(cè)試輪、實(shí)現(xiàn)所述測(cè)試輪升起或降下的液壓?jiǎn)卧?用于實(shí)時(shí)檢測(cè)測(cè)試車運(yùn)行過程中測(cè)試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測(cè)試輪對(duì)地 面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的數(shù)據(jù)采集傳感器，所述測(cè)量箱的輸出軸連接所述測(cè)試輪，所 述測(cè)量箱的輸入軸連接傳動(dòng)箱的輸出軸，所述傳動(dòng)箱連接用于將所述轎車的后輪的轉(zhuǎn)速和 扭矩傳送到所述傳動(dòng)箱的傳動(dòng)軸;所述數(shù)據(jù)采集傳感器通過放大器連接數(shù)據(jù)采集卡，所述 數(shù)據(jù)采集卡連接所述觸摸屏工控機(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集傳感器包括分 別用于實(shí)時(shí)檢測(cè)測(cè)試車運(yùn)行過程中的測(cè)試輪在滑溜的條件下產(chǎn)生的水平摩擦力和測(cè)試輪 對(duì)地面產(chǎn)生的垂直正壓力的變化的水平摩擦力傳感器、垂直壓力傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，其特征在于，所述液壓?jiǎn)卧ㄟ^控制 回路連接所述下位機(jī)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，其特征在于，所述液壓?jiǎn)卧ㄒ簤豪酢?蓄能器、液壓缸;所述液壓缸連接所述測(cè)試輪并連接所述液壓栗，所述液壓栗連接所述蓄能 器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述道面摩擦系數(shù)測(cè)試車，其特征在于，所述灑水單元包括水箱、 水壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電磁離合器、水栗、水控閥門、水壓計(jì)、水栗嘴;所述水箱的出水口連接所述 水栗的入水口，所述水栗的出水口通過灑水管路連接所述水栗嘴，所述灑水管路上設(shè)所述 水控閥門，所述水栗連接所述水壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述水控閥門連接所述電磁離合器，所述水栗 嘴上安裝所述水壓計(jì)。
【文檔編號(hào)】G01N19/02GK205643128SQ201620323119
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】王宇, 徐建民, 王剛, 楊敏山
【申請(qǐng)人】天津鑫隆空港科技有限公司