專利名稱：一種重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械裝置檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于在特殊路況和工作條件下運(yùn)行的重型車輛來說，其側(cè)傾穩(wěn)定性和操縱穩(wěn)定性是由車輛質(zhì)心高低直接影響的。所以質(zhì)心坐標(biāo)位置對(duì)重型車輛的操縱穩(wěn)定性和安全性有著較大的影響，因此，重型車輛對(duì)質(zhì)心坐標(biāo)位置要求很高。雖然在對(duì)設(shè)計(jì)車輛是，通過計(jì)算機(jī)軟件仿真，和力學(xué)性能計(jì)算，能夠計(jì)算出車輛質(zhì)量大小及質(zhì)心位置。但相對(duì)于重型車輛來說，其零部件數(shù)量龐大、形狀復(fù)雜，再加上制造加工時(shí)材料的不均勻性、尺寸存在誤差等原因，常常使得靠理論計(jì)算出來的質(zhì)心位置與實(shí)際質(zhì)心位置相比，誤差很大，所以一種能夠準(zhǔn)確、快速、自動(dòng)地測(cè)量重型車輛質(zhì)量質(zhì)心的檢測(cè)裝置對(duì)于特種車輛檢測(cè)、研制和技術(shù)改進(jìn)十分必要。目前大多數(shù)重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置所使用的測(cè)量質(zhì)量質(zhì)心的方法均為側(cè)傾承重法，測(cè)量裝置可以進(jìn)行兩自由度旋轉(zhuǎn)測(cè)量，即X軸方向、Y軸方向旋轉(zhuǎn)。同時(shí)大多數(shù)裝置中壓力傳感器布置方式均為均勻布置，且數(shù)量較少，通常為三個(gè)。導(dǎo)致該測(cè)量方法有一定局限性，如傾角不可過大，傾角過大時(shí)，傳感器受力不均勻，測(cè)量精度變差。因此需要一種新的重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置，克服上述不足之處，使用更合理得測(cè)量方式，以得到更精確的測(cè)量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置，從而為快速檢測(cè)重型車輛質(zhì)量大小及質(zhì)心位置提供了條件。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明包括地基坑、四自由度平臺(tái)、壓力傳感器、被測(cè)車輛、水平臺(tái)面；四自由度平臺(tái)安裝在地基中，四自由度平臺(tái)中上平臺(tái)的上圓柱部分的上表面，由中心向邊緣按阿基米德螺旋線布置安裝多個(gè)壓力傳感器；壓力傳感器上覆蓋一個(gè)水平臺(tái)面，被測(cè)車輛放置在水平臺(tái)面上。所述的四自由度平臺(tái)，包括上平臺(tái)、第二上鉸鏈支座、第二活塞、第二缸筒、第二下支座、環(huán)形軌道、力矩電機(jī)定子、滾動(dòng)支撐、導(dǎo)線孔、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、支撐臺(tái)、下底座、第一下支座、第一缸筒、第一活塞、第一上鉸鏈支座、下端面齒、上端面齒、第三上鉸鏈支座、第三活塞、第四上鉸鏈支座、第四活塞、第三缸筒、第四缸筒、第三下支座、第四下支座；
第一支座、第二支座、第三支座、第四支座分別通過螺栓安裝在下底座的下圓柱部分的上表面的環(huán)形軌道中，且能沿環(huán)形軌道滑動(dòng)；第一缸筒、第二缸筒、第三缸筒、第四缸筒分 別通過螺栓固定在第一下支座、第二下支座、第三下支座、第四下支座上；第一活塞一端插入第一缸筒中，并可在第一缸筒中滑動(dòng),第二活塞一端插入第二缸筒中，并可在第二缸筒中滑動(dòng)，第三活塞一端插入第三缸筒中，并可在第三缸筒中滑動(dòng)，第四活塞一端插入第四缸筒中，并可在第四缸筒中滑動(dòng)；第一活塞、第二活塞、第三活塞、第四活塞的另一端分別與第一上鉸鏈支座、第二上鉸鏈支座、第三上鉸鏈支座、第四上鉸鏈支座一端鉸鏈連接；第一上鉸鏈支座、第二上鉸鏈支座、第三上鉸鏈支座、第四上鉸鏈支座的另一端分別通過螺栓固定在上平臺(tái)的上圓柱部分的下表面；上平臺(tái)的下圓柱部分的下表面中心區(qū)域設(shè)置有上端面齒，支撐臺(tái)上表面設(shè)置有下端面齒；下底座軸心位置開有導(dǎo)線孔，下底座的上圓柱部分的上表面中心區(qū)域固定有力矩電機(jī)定子，力矩電機(jī)定子上端與滾動(dòng)支撐下端剛性連接，滾動(dòng)支撐上端與支撐臺(tái)下表面剛性連接，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上端與支撐臺(tái)下表面剛性連接，支撐臺(tái)可隨力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的環(huán)形軌道的截面為倒置T形；
所述的上平臺(tái)和下底座均包括一體成形的同軸設(shè)置的上圓柱部分和下圓柱部分，上平臺(tái)的上圓柱部分的端面直徑大于下圓柱部分的端面直徑，上平臺(tái)整體的截面為T形；下底座的上圓柱部分的端面直徑小于下圓柱部分的端面直徑，下底座整體的截面為倒置T形；所述的下端面齒和上端面齒大小相同，設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)，下端面齒與上端面齒可嚙合。本發(fā)明具有的有益效果是
本發(fā)明裝置中的四自由度平臺(tái)可帶動(dòng)被測(cè)車輛繞X軸方向、Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜一固定角度，并根據(jù)被測(cè)車輛在不同傾斜角度的空間位置，壓力傳感器測(cè)得不同壓力值，快速擬合計(jì)算出被測(cè)車輛的質(zhì)量大小及質(zhì)心位置。同時(shí)四自由度平臺(tái)還可以帶動(dòng)被測(cè)車輛圍繞Z軸按某一固定角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過壓力傳感器測(cè)量偏心力的大小來計(jì)算被測(cè)車輛質(zhì)心位置。將兩種情況下計(jì)算結(jié)果比較，給出綜合結(jié)果。本發(fā)明通過對(duì)壓力傳感器的優(yōu)化布置，使得每個(gè)壓力傳感器在整個(gè)測(cè)量過程中受力更加均勻，保證了傳感器的測(cè)量精度，使得測(cè)量到的質(zhì)量大小和質(zhì)心位置更加準(zhǔn)確、可靠。


圖I是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)原理示意 圖2是四自由度平臺(tái)結(jié)構(gòu)正視 圖3是四自由度平臺(tái)結(jié)構(gòu)立體 圖4是壓力傳感器布置方式示意 圖中地基坑I、四自由度平臺(tái)2、壓力傳感器3、被測(cè)車輛4、水平臺(tái)面5、上平臺(tái)6、第二上鉸鏈支座7、第二活塞8、第二缸筒9、第二下支座10、環(huán)形軌道11、力矩電機(jī)定子12、滾動(dòng)支撐13、導(dǎo)線孔14、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子15、支撐臺(tái)16、下底座17、第一下支座18、第一缸筒19、第一活塞20、第一上鉸鏈支座21、下端面齒22、上端面齒23、第三上鉸鏈支座24、第三活塞25、第四上鉸鏈支座26、第四活塞27、第三缸筒28、第四缸筒29、第三下支座30、第四下支座31。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖I、圖2、圖3所示，本發(fā)明裝置包括地基坑I、四自由度平臺(tái)2、壓力傳感器3、被測(cè)車輛4、水平臺(tái)面5。四自由度平臺(tái)2安裝在地基坑I中，如圖4所示，四自由度平臺(tái)2中上平臺(tái)6的上圓柱部分的上表面，由中心向邊緣按阿基米德螺旋線布置安裝十個(gè)壓力傳感器3 ;壓力傳感器3上覆蓋一個(gè)水平臺(tái)面5，被測(cè)車輛4放置在水平臺(tái)面5上。如圖2、圖3所示，四自由度平臺(tái)2包括上平臺(tái)6、第二上鉸鏈支座7、第二活塞8、第二缸筒9、第二下支座10、環(huán)形軌道11、力矩電機(jī)定子12、滾動(dòng)支撐13、導(dǎo)線孔14、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子15、支撐臺(tái)16、下底座17、第一下支座18、第一缸筒19、第一活塞2 0、第一上鉸鏈支座21、下端面齒22、上端面齒23、第三上鉸鏈支座24、第三活塞25、第四上鉸鏈支座26、第四活塞27、第三缸筒28、第四缸筒29、第三下支座30、第四下支座31 ；
第一支座18、第二支座10、第三支座30、第四支座31通過螺栓分別安裝在下底座17的下圓柱部分的上表面的環(huán)形軌道11中，且能沿環(huán)形軌道11滑動(dòng)；第一缸筒19、第二缸筒9、第三缸筒28、第四缸筒29分別通過螺栓固定在第一下支座18、第二下支座10、第三下支座30、第四下支座31上,第一活塞20 —端插入第一缸筒19中，并可在第一缸筒19中滑動(dòng),第二活塞8 —端插入第二缸筒9中，并可在第二缸筒9中滑動(dòng),第三活塞25 —端插入第三缸筒28中，并可在第三缸筒28中滑動(dòng)，第四活塞27 —端插入第四缸筒29中，并可在第四缸筒29中滑動(dòng)；第一活塞20、第二活塞8、第三活塞25、第四活塞27的另一端分別與第一上鉸鏈支座21、第二上鉸鏈支座7、第三上鉸鏈支座24、第四上鉸鏈支座26 —端鉸鏈連接；第一上鉸鏈支座21、第二上鉸鏈支座7、第三上鉸鏈支座24、第四上鉸鏈支座26的另一端分別通過螺栓固定在上平臺(tái)6的上圓柱部分的下表面；上平臺(tái)6的下圓柱部分的下表面中心區(qū)域設(shè)置有上端面齒23，支撐臺(tái)16上表面設(shè)置有下端面齒22 ;下底座17軸心位置開有導(dǎo)線孔14，下底座17的上圓柱部分的上表面中心區(qū)域固定有力矩電機(jī)定子12，力矩電機(jī)定子12上端與滾動(dòng)支撐13下端剛性連接，滾動(dòng)支撐13上端與支撐臺(tái)16下表面剛性連接，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子15上端域支撐臺(tái)16下表面剛性連接，支撐臺(tái)16可隨力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子15同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的環(huán)形軌道11的截面為倒置T形；
所述的上平臺(tái)6和下底座17均包括一體成形的同軸設(shè)置的上圓柱部分和下圓柱部分，上平臺(tái)6的上圓柱部分的端面直徑大于下圓柱部分的端面直徑，上平臺(tái)6整體的截面為T形；下底座17的上圓柱部分的端面直徑小于下圓柱部分的端面直徑，下底座17整體的截面為倒置T形；
所述的下端面齒22和上端面齒23大小相同，設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)，下端面齒22與上端面齒23可嚙合。本發(fā)明的工作過程如下
如圖I所示，當(dāng)水平臺(tái)面5與地面同一水平高度時(shí)，被測(cè)車輛4行駛到水平臺(tái)面5上，四自由度平臺(tái)2將被測(cè)車輛4沿Z軸方向向上抬升一定高度，抬升之后將被測(cè)車輛4進(jìn)行X軸向轉(zhuǎn)動(dòng)、傾斜一個(gè)角度，分別記錄此時(shí)十個(gè)壓力傳感器3測(cè)得的壓力值。然后四自由度平臺(tái)2恢復(fù)水平并帶動(dòng)被測(cè)車輛4進(jìn)行Y軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜一個(gè)角度，分別記錄此時(shí)十個(gè)壓力傳感器3測(cè)得的壓力值。四自由度平臺(tái)2恢復(fù)水平并沿Z軸方向下降到初始高度，此時(shí)下端面齒22與上端面齒23嚙合。四自由度平臺(tái)2帶動(dòng)被測(cè)車輛4以固定角速度圍繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，分別記錄此時(shí)十個(gè)壓力傳感器3測(cè)得的壓力值。通過三種情況下十個(gè)壓力傳感器3測(cè)得的壓力值，快速計(jì)算、擬合出被測(cè)車輛4質(zhì)量大小及質(zhì)心位置。
權(quán)利要求
1.一種重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置，其特征在于包括地基坑、四自由度平臺(tái)、壓力傳感器、被測(cè)車輛、水平臺(tái)面；四自由度平臺(tái)安裝在地基中，四自由度平臺(tái)中上平臺(tái)的上圓柱部分的上表面，由中心向邊緣按阿基米德螺旋線布置安裝多個(gè)壓力傳感器；壓力傳感器上覆蓋一個(gè)水平臺(tái)面，被測(cè)車輛放置在水平臺(tái)面上； 所述的四自由度平臺(tái)，包括上平臺(tái)、第二上鉸鏈支座、第二活塞、第二缸筒、第二下支座、環(huán)形軌道、力矩電機(jī)定子、滾動(dòng)支撐、導(dǎo)線孔、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、支撐臺(tái)、下底座、第一下支座、第一缸筒、第一活塞、第一上鉸鏈支座、下端面齒、上端面齒、第三上鉸鏈支座、第三活塞、第四上鉸鏈支座、第四活塞、第三缸筒、第四缸筒、第三下支座、第四下支座； 第一支座、第二支座、第三支座、第四支座分別通過螺栓安裝在下底座的下圓柱部分的上表面的環(huán)形軌道中，且能沿環(huán)形軌道滑動(dòng)；第一缸筒、第二缸筒、第三缸筒、第四缸筒分別通過螺栓固定在第一下支座、第二下支座、第三下支座、第四下支座上；第一活塞一端插入第一缸筒中，并可在第一缸筒中滑動(dòng),第二活塞一端插入第二缸筒中，并可在第二缸筒中滑動(dòng)，第三活塞一端插入第三缸筒中，并可在第三缸筒中滑動(dòng)，第四活塞一端插入第四缸筒中，并可在第四缸筒中滑動(dòng)；第一活塞、第二活塞、第三活塞、第四活塞的另一端分別與第一上鉸鏈支座、第二上鉸鏈支座、第三上鉸鏈支座、第四上鉸鏈支座一端鉸鏈連接；第一上鉸鏈支座、第二上鉸鏈支座、第三上鉸鏈支座、第四上鉸鏈支座的另一端分別通過螺栓固定在上平臺(tái)的上圓柱部分的下表面；上平臺(tái)的下圓柱部分的下表面中心區(qū)域設(shè)置有上端面齒，支撐臺(tái)上表面設(shè)置有下端面齒；下底座軸心位置開有導(dǎo)線孔，下底座的上圓柱部分的上表面中心區(qū)域固定有力矩電機(jī)定子，力矩電機(jī)定子上端與滾動(dòng)支撐下端剛性連接，滾動(dòng)支撐上端與支撐臺(tái)下表面剛性連接，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子上端與支撐臺(tái)下表面剛性連接，支撐臺(tái)可隨力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述的環(huán)形軌道的截面為倒置T形； 所述的上平臺(tái)和下底座均包括一體成形的同軸設(shè)置的上圓柱部分和下圓柱部分，上平臺(tái)的上圓柱部分的端面直徑大于下圓柱部分的端面直徑，上平臺(tái)整體的截面為T形；下底座的上圓柱部分的端面直徑小于下圓柱部分的端面直徑，下底座整體的截面為倒置T形；所述的下端面齒和上端面齒大小相同，設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)，下端面齒與上端面齒可嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重型車輛質(zhì)量質(zhì)心檢測(cè)裝置?，F(xiàn)有裝置多采用側(cè)稱重法且傳感器數(shù)量少，有一定局限性。本發(fā)明包括地基坑、四自由度平臺(tái)、壓力傳感器、被測(cè)車輛、水平臺(tái)面；四自由度平臺(tái)安裝在地基中，四自由度平臺(tái)中上平臺(tái)的上圓柱部分的上表面，由中心向邊緣按阿基米德螺旋線布置安裝多個(gè)壓力傳感器；壓力傳感器上覆蓋一個(gè)水平臺(tái)面，被測(cè)車輛放置在水平臺(tái)面上。本發(fā)明的四自由度平臺(tái)可以進(jìn)行X軸向轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，Z軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，裝置中的壓力傳感器根據(jù)不同位置、及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)量得到的壓力大小，快速擬合計(jì)算出重型車輛的質(zhì)量大小及質(zhì)心位置。本發(fā)明通過對(duì)傳感器的優(yōu)化布置保證了傳感器的測(cè)量精度，使測(cè)得的質(zhì)量大小和質(zhì)心位置更加準(zhǔn)確可靠。
文檔編號(hào)G01M1/12GK102620888SQ20121008722
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者周曉軍, 楊勇 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)