《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》是吉林大學於2011年8月31日申請的專利，該專利的公布號為CN102435449A，授權公布日為2012年5月2日，發明人是盧盪、郭孔輝、付民政、顏亮、王大偉、潘乙山。
《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》該試驗機包括由基座液壓缸和弧形導軌構成的弧形導軌裝置，由基座、四根連桿、大擺桿機構、小擺桿機構構成的複合四連桿機構總成，由箱體、導軌、滑板、液壓缸、液壓缸連線台、上過渡台構成的垂直載入滑板部分總成，由六分力感測器、驅動制動裝置構成的六分力感測器及驅動制動裝置總成，模擬路面裝置；該發明結構簡單合理、價格低廉、能夠實現輪胎各種運行工況，在複合工況下輪胎印跡中心不變，並且能夠精確控制輪胎六個自由度運動參數及其與地面六分力的關係。
2016年9月，《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》獲得第二屆吉林省專利獎金獎。
（概述圖為《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：複合四連桿輪胎力學特性試驗機
- 申請人：吉林大學
- 申請日：2011年8月31日
- 申請號：2011102542824
- 公布號：CN102435449A
- 公布日：2012年5月2日
- 發明人：盧盪、郭孔輝、付民政、顏亮、王大偉、潘乙山
- 地址：吉林省長春市人民大街5998號
- Int.Cl.：G01M17/02(2006.01)I
- 代理機構：吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司
- 代理人：石岱
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
輪胎力學特性是汽車性能分析與設計的基礎，並且對汽車的安全性、操縱穩定性、平順性及NVH等性能有著重要的影響。輪胎力學特性試驗機是輪胎特性建模以及整車性能集成、調校與開發的關鍵測試設備之一，它可實現輪胎的各種運行工況，並測定六個自由度的運動參數及其與地面六分力的關係，它是汽車動力學仿真設計關鍵數據的來源。
拖車式的室外輪胎試驗機可以模仿多種路況的輪胎運行，但是由於室外環境的隨機性，以及路面的不平整等因素的影響，得到的試驗數據並不準確，離散性較大。而室內輪胎試驗機則消除了室外環境對輪胎試驗數據的影響，這種試驗機除了模仿路面與車輪的相對運動外，通常能實現輪胎側偏與側傾運動，但因機構原理不完善普遍存在側傾側偏運動時輪胎印跡中心移動的問題，引發不能消除的側偏側傾運動耦合邊際效應，如被廣泛使用的美國MTS公司生產的所有平帶式高速輪胎力學特性試驗機就存在這種問題，導致測試輪胎的運動輸入參數難以控制，以致測試數據不準確。此外，2011年前可實現輪胎複合工況特性測試的試驗機，結構複雜，龐大，造價昂貴。
發明內容
專利目的
《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》的目的是要提供一種結構簡單合理、價格低廉、能夠實現輪胎各種運行工況，在複合工況下輪胎印跡中心不變，並且能夠精確控制輪胎六個自由度運動參數及其與地面六分力的關係的複合四連桿式輪胎試驗機。
技術方案
《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》的目的是這樣實現的：該試驗機包括由基座液壓缸和弧形導軌構成的弧形導軌裝置，由基座、四根連桿、大擺桿機構、小擺桿機構構成的複合四連桿機構總成，由箱體、導軌、滑板、液壓缸、液壓缸連線台、上過渡台構成的垂直載入滑板部分總成，由六分力感測器、驅動制動裝置構成的六分力感測器及驅動制動裝置總成，模擬路面裝置；
a、所述的基座設定在弧形導軌上，基座液壓缸固連在基座上，所述的大擺桿機構，小擺桿機構分別由對稱設定的兩個底座通過短桿固連在基座上，四根連桿分別通過短桿連線在大擺桿機構、小擺桿機構和箱體上，構成複合四連桿機構總成；
b、在基座的後緣兩端通過鎖緊裝置支座固連有左右對稱的側傾鎖緊裝置，側傾鎖緊裝置固定在大擺桿機構上。在基座的後緣中部固連有中液壓缸，中液壓缸通過支座固定在小擺桿機構上；
c、所述的箱體前端兩側固定有平行導軌，滑板裝配在導軌上，六分力感測器及驅動制動裝置總成通過法蘭盤固定在滑板上；箱體的上端固定有上過渡台，上過渡台上固定有液壓缸連線台，液壓缸固定在液壓缸連線台上，上套筒穿過液壓缸連線台，並通過滑板限位軸固定在滑板上。液壓缸和滑板通過滑板連線台相連線；
d、所述的六分力感測器及驅動制動裝置總成包括輪輞適配器、六分力感測器、法蘭盤、驅動制動裝置固定罩、端蓋、驅動制動裝置、皮帶及皮帶輪，其中六分力感測器前端固定有輪輞適配器，通過輪輞適配器與輪胎固定。六分力感測器固定在法蘭盤上，驅動制動裝置與六分力感測器同軸相連，並通過驅動制動裝置固定罩和端蓋固定，六分力感測器後軸外接皮帶及皮帶輪，皮帶輪外接轉速感測器。
有益效果
《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》有以下優點和有益效果：
1、該發明採用上述結構，結構簡單合理，易於製造。
2、具有側偏、側傾、縱滑及垂直載荷的穩態與非穩態輸入，可進行各種高速或低速的複合工況試驗。
3、能夠進行六分力測定，獲取全面的力學特性。
4、能夠保持輪胎接地印跡中心的恆定，保證試驗結果的精確性。
附圖說明
圖1是模擬路面採用轉鼓式結構的複合四連桿式輪胎試驗機的整體結構示意圖。
圖2是《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》圖1中A向投影示意圖。
圖3是該發明圖1中B向投影示意圖。
圖4是該發明大擺桿機構結構示意圖。
圖5是該發明小擺桿機構結構示意圖。
圖6是該發明垂直載入滑板部分總成的結構示意圖。
圖7是該發明六分力感測器及驅動制動總成結構示意圖。
圖8是模擬路面採用平帶式結構的複合四連桿式輪胎試驗機的整體結構示意圖。
圖9是模擬路面採用平板式結構的複合四連桿式輪胎試驗機的整體結構示意圖。
圖10是該發明涉及到的軸線與平面的示意圖。
權利要求
1.《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》其特徵在於：該試驗機包括由基座液壓缸和弧形導軌構成的弧形導軌裝置，由基座、四根連桿、大擺桿機構、小擺桿機構構成的複合四連桿機構總成，由箱體、導軌、滑板、液壓缸、液壓缸連線台、上過渡台構成的垂直載入滑板部分總成，由六分力感測器、驅動制動裝置構成的六分力感測器及驅動制動裝置總成，模擬路面裝置；
a、所述的基座設定在弧形導軌上，基座液壓缸固連在基座上，所述的大擺桿機構，小擺桿機構分別由對稱設定的兩個底座通過短桿固連在基座上，四根連桿分別通過短桿連線在大擺桿機構、小擺桿機構和箱體上，構成複合四連桿機構總成；
b、在基座的後緣兩端通過鎖緊裝置支座固連有左右對稱的側傾鎖緊裝置，側傾鎖緊裝置固定在大擺桿機構上，在基座的後緣中部固連有中液壓缸，中液壓缸通過支座固定在小擺桿機構上；
c、所述的箱體前端兩側固定有平行導軌，滑板裝配在導軌上，六分力感測器及驅動制動裝置總成通過法蘭盤固定在滑板上；箱體的上端固定有上過渡台，上過渡台上固定有液壓缸連線台，液壓缸固定在液壓缸連線台上，上套筒穿過液壓缸連線台，並通過滑板限位軸固定在滑板上，液壓缸和滑板通過滑板連線台相連線；
d、所述的六分力感測器及驅動制動裝置總成包括輪輞適配器、六分力感測器、法蘭盤、驅動制動裝置固定罩、端蓋、驅動制動裝置、皮帶及皮帶輪，其中六分力感測器前端固定有輪輞適配器，通過輪輞適配器與輪胎固定；六分力感測器固定在法蘭盤上，驅動制動裝置與六分力感測器同軸相連，並通過驅動制動裝置固定罩和端蓋固定，六分力感測器後軸外接皮帶及皮帶輪，皮帶輪外接轉速感測器。
2.根據權利要求1所述的一種複合四連桿輪胎力學特性試驗機，其特徵在於：所述弧形導軌裝置確定的輪胎側偏運動軸線Z與複合四連桿機構總成確定的輪胎側傾運動軸線X交於一點P，路面模擬裝置確定的路面或路面切平面α經過點P，試驗輪胎通過輪輞適配器厚度的調節保證胎寬方向的輪輞中分面β也經過點P，使點P與測試輪胎的印跡中心重合，保證在輪胎側偏側傾複合運動測試時印跡中心P不變動。
3.根據權利要求1所述的一種複合四連桿輪胎力學特性試驗機，其特徵在於：所述的路面模擬裝置採用三種形式，包括轉鼓式高速試驗台、平帶式高速試驗台或平板式低速試驗台。
實施方式
由附圖1、2、3所示：該試驗機包括由基座液壓缸1和弧形導軌2構成的弧形導軌裝置，由基座3、四根連桿8、9、11、24、大擺桿機構6、小擺桿機構7構成的複合四連桿機構總成，由箱體18、導軌19、滑板17、液壓缸13、液壓缸推出桿14、液壓缸連線台15、上過渡台12構成的垂直載入滑板部分總成，由六分力感測器31、驅動制動裝置35構成的六分力感測器及驅動制動裝置總成，由轉鼓式試驗台20或平帶式試驗台28或平板式試驗台29構成的模擬路面裝置。
所述的基座3設定在弧形導軌2上，基座液壓缸1固連在基座3上，基座液壓缸1推動基座3在弧形導軌2上做繞輪胎21側偏運動軸線Z的弧形運動，實現輪胎21的側偏運動。所述的大擺桿機構6（附圖4所示），小擺桿機構7（附圖5所示）分別由對稱設定的兩個底座23通過短桿10固連在基座3上，四根連桿8，9，11，24分別通過短桿10連線在大擺桿機構6、小擺桿機構7和箱體18上，構成複合四連桿機構總成。
在基座3的後緣兩端通過鎖緊裝置支座4固連有左右對稱的側傾鎖緊裝置5，側傾鎖緊裝置5固定在大擺桿機構6上。在基座3的後緣中部固連有中液壓缸27，中液壓缸27通過支座固定在小擺桿機構7上。中液壓缸27推動小擺桿7做前後往復運動，並帶動大擺桿6、複合四連桿機構總成和箱體18實現輪胎21的繞虛擬側傾運動軸線X的側傾運動。由附圖1、6所示：所述的箱體18前端兩側固定有平行導軌19，滑板17裝配在導軌19上，六分力感測器及驅動制動裝置總成通過法蘭盤32固定在滑板17上。
所述的箱體18的上端固定有上過渡台12，上過渡台12上固定有液壓缸連線台15，液壓缸13固定在液壓缸連線台15上，上套筒26穿過液壓缸連線台，並通過滑板限位軸25固定在滑板17上。液壓缸13和滑板17通過滑板連線台16相連線。所述的液壓缸13推動滑板17做垂直運動，滑板17帶動輪胎21，從而實現對輪胎21的垂直載入。從而整個機構實現對輪胎的側偏，側傾，垂直載入模擬。
由附圖7所示，所述的六分力感測器及驅動制動裝置總成包括輪輞適配器30、六分力感測器31、法蘭盤32、驅動制動裝置固定罩33、端蓋34、驅動制動裝置35、皮帶及皮帶輪36，其中六分力感測器31前端固定有輪輞適配器30，通過輪輞適配器30與輪胎21固定。六分力感測器31固定在法蘭盤32上，驅動制動裝置35與六分力感測器31同軸相連，並通過驅動制動裝置固定罩33和端蓋34固定，六分力感測器31後軸外接皮帶及皮帶輪36，皮帶輪外接轉速感測器。
所述驅動制動裝置35通過正向旋轉實現輪胎21的驅動，通過反向旋轉可以實現輪胎21的制動，從而實現輪胎21的驅動和制動控制。所述的路面模擬裝置採用三種形式，包括轉鼓式高速試驗台20（圖1所示）、平帶式高速試驗台29（圖8所示）或平板式低速試驗台28（圖9所示）。
由附圖10所示，弧形導軌裝置確定的輪胎側偏運動軸線Z與複合四連桿機構總成確定的輪胎側傾運動軸線X交於一點P，路面模擬裝置確定的路面（或路面切平面）α經過點P，試驗輪胎通過輪輞適配器30厚度的調節保證胎寬方向的輪輞中分面β也經過點P，使點P與測試輪胎的印跡中心重合，保證在輪胎側偏側傾複合運動測試時印跡中心P不變動。
榮譽表彰
2016年9月，《複合四連桿輪胎力學特性試驗機》獲得第二屆吉林省專利獎金獎。
