輪胎試驗的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及車輛輪胎測試領域，公開了一種輪胎試驗機，其包括機架、伸縮機構、運動頭、驅(qū)動制動裝置和路面模擬裝置，機架上豎直設有支撐臺，運動頭設于支撐臺的支撐面相對的一側，驅(qū)動制動裝置安裝于運動頭內(nèi)部，待試驗的輪胎安裝于運動頭的端部；運動頭和支撐臺之間設有三個周向布置的伸縮機構，且每個伸縮機構的兩端分別與運動頭和支撐臺連接，伸縮機構上安裝有用于測量其軸向力的測力裝置和用于測量其伸縮量的第一位移檢測裝置。本實用新型采用三個伸縮機構即可實現(xiàn)輪胎的左右運動、側偏運動和側傾運動，較少的部件就能夠進行輪胎力學特性的試驗，其結構簡單、緊湊，運動控制較簡單，易于操作，設備的整體剛度高。
【專利說明】輪胎試驗機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車輛輪胎測試領域，特別是涉及一種輪胎試驗機。

【背景技術】
[0002]輪胎力學特性在汽車性能分析和設計過程中具有重要的意義和作用，使用輪胎試驗機模擬輪胎工況，可以測量輪胎的力學特性參數(shù)。
[0003]早期的輪胎特性試驗機，其通過控制輪胎姿態(tài)和控制路面姿態(tài)相結合的方式模擬輪胎工況，并使用六分力傳感器來測量輪胎力學特性參數(shù)。
[0004]目前，輪胎試驗機有采用六個橫向和縱向設置的運動執(zhí)行測力機構來模擬輪胎的工況，每個運動執(zhí)行測力機構均包括作動缸、設置在作動缸上的力傳感器和位移傳感器以及用于獨立控制作動缸的伺服電機，通過該六個運動執(zhí)行測力機構來調(diào)節(jié)輪胎的側傾和側偏姿態(tài)，根據(jù)各作動缸的長度變化來估算輪胎姿態(tài)角的變化，并根據(jù)所測得的各作動缸軸向力數(shù)值算得輪胎上的六分力。
[0005]現(xiàn)有的輪胎試驗機不需要控制路面姿態(tài)也可模擬輪胎的工況，其在一定程度上簡化了試驗機的結構，但該試驗機的部件較多，結構還比較復雜，需要采用六個運動執(zhí)行測力機構對輪胎進行調(diào)節(jié)，其運動控制較復雜，對操作人員的要求較高，設備整體結構剛度較低。
實用新型內(nèi)容
[0006](一 )要解決的技術問題
[0007]本實用新型的目的是提供一種結構簡單、緊湊的輪胎試驗機，以提高輪胎試驗機的結構剛度和可操作性。
[0008]( 二 )技術方案
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型提供的一種輪胎試驗機，其包括機架、伸縮機構、運動頭、驅(qū)動制動裝置和路面模擬裝置；所述機架上豎直設有支撐臺；所述運動頭設于所述支撐臺的支撐面相對的一側，所述驅(qū)動制動裝置安裝于所述運動頭內(nèi)部，待試驗的輪胎安裝于所述運動頭的端部；所述運動頭和支撐臺之間設有三個周向布置的所述伸縮機構，且每個所述伸縮機構的兩端分別與所述運動頭和支撐臺連接；所述伸縮機構上安裝有用于測量其軸向力的測力裝置和用于測量其伸縮量的第一位移檢測裝置。
[0010]上述的一種輪胎試驗機中，三個所述伸縮機構周向均勻布置，且三個所述伸縮機構均向所述支撐臺的中心傾斜設置，并形成正三角架結構。
[0011]上述的一種輪胎試驗機中，三個所述伸縮機構中的一個伸縮機構位于其它兩個伸縮機構的上方，且位于下方的兩個伸縮機構對稱設于位于上方的伸縮機構所在的豎直平面的兩側。
[0012]上述的一種輪胎試驗機中，所述伸縮機構包括伸縮支鏈和第一伺服電機；所述伸縮支鏈包括第一絲杠和套筒，所述套筒的一端開口，另一端封閉，所述套筒的封閉端通過萬向鉸鏈與所述運動頭連接；所述第一絲杠的一端與第一伺服電機前端的轉軸固定連接，其另一端從所述套筒的開口端插入并與所述套筒通過螺紋連接；所述第一伺服電機的后端通過轉動副與支撐臺連接，所述測力裝置安裝在所述套筒和萬向鉸鏈之間，所述第一位移檢測裝置安裝在所述套筒的外側。
[0013]上述的一種輪胎試驗機中，所述第一絲杠設有外螺紋，所述套筒的開口端設有與所述第一絲杠相匹配的螺母，所述第一絲杠與所述螺母螺紋連接。
[0014]上述的一種輪胎試驗機中，所述伸縮機構還包括可伸縮的防塵套，所述防塵套設于所述伸縮支鏈的外部。
[0015]上述的一種輪胎試驗機中，所述機架上還設有升降機構，所述支撐臺安裝在升降機構上，所述升降機構驅(qū)動所述支撐臺做升降運動，所述支撐臺上設有用于檢測支撐臺高度位置信息的第二位移檢測裝置。
[0016]上述的一種輪胎試驗機中，所述升降機構包括滑道、第二絲杠和第二伺服電機，所述滑道豎直設于所述機架上，所述第二絲杠豎直設于所述滑道內(nèi)，所述第二絲杠的一端與第二伺服電機的轉軸連接，其另一端可旋轉地安裝在機架上，所述支撐臺通過滑塊安裝在所述滑道上，所述第二絲杠穿過所述滑塊并與所述滑塊螺紋連接。
[0017](三)有益效果
[0018]上述技術方案所提供的一種輪胎測試機，采用三個伸縮機構即可實現(xiàn)輪胎的左右運動、側偏運動和側傾運動，輪胎的側偏角和側傾角可通過伸縮機構的伸縮量來計算得出，而伸縮機構作用在輪胎上的分力則可通過安裝伸縮機構的測力裝置所測得的軸向力來進行計算，由此較少的部件就能夠進行輪胎力學特性的試驗，該試驗機結構簡單、緊湊，成本較低，運動控制較簡單，易于操作，該三個伸縮機構連接在支撐臺和運動頭之間，調(diào)節(jié)輪胎的姿態(tài)時僅需作用于運動頭，使得設備的整體剛度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型輪胎試驗機的軸測圖；
[0020]圖2是本實用新型輪胎試驗機的主視圖；
[0021]圖3是本實用新型輪胎試驗機的右視圖(未示出路面模擬裝置)；
[0022]圖4是本實用新型伸縮機構的剖視圖。
[0023]其中，1、機架；11、支撐臺；12、滑道；13、第二絲杠；14、第二伺服電機；15、滑塊；2、伸縮機構；21、伸縮支鏈；211、第一絲杠；212、套筒；213、螺母；214、導向套；22、第一伺服電機；23、萬向鉸鏈；24、轉動副；25、防塵套；3、運動頭；4、路面模擬裝置；5、輪胎。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0025]如圖1和圖2所示，作為本實用新型優(yōu)選實施例的一種輪胎試驗機，其包括機架1、伸縮機構2、運動頭3、驅(qū)動制動裝置和路面模擬裝置4，機架1上豎直設有支撐臺11，該支撐臺11可進行升降運動，運動頭3設于支撐臺11的支撐面相對的一側，運動頭3和支撐臺11之間設有三個周向布置的伸縮機構2，且每個伸縮機構2的兩端分別與運動頭3和支撐臺11連接，伸縮機構用于實現(xiàn)輪胎5左右、側傾和側偏方向的運動；驅(qū)動制動裝置安裝在運動頭3的內(nèi)部，待試驗的輪胎5則安裝于運動頭3的端部，路面模擬裝置4設于驅(qū)動制動裝置的下方，其中，該路面模擬裝置4為現(xiàn)有設備，在此對其結構不做具體描述，其可采用平板式、轉鼓式或平帶式結構，該路面模擬裝置4用于模擬路面的移動，當輪胎運動時可帶動路面模擬裝置上的路面進行移動。此外，伸縮機構2上還安裝有測力裝置和第一位移檢測裝置，測力裝置用于測量伸縮機構的軸向力，而第一位移檢測裝置用于檢測伸縮機構的伸縮量。其中，第一位移檢測裝置可采用位移傳感器，而測力裝置可采用力傳感器。
[0026]試驗時，輪胎5被安裝在驅(qū)動制動裝置上，采用三個伸縮機構2則可實現(xiàn)輪胎的左右運動、側偏運動和側傾運動，輪胎的姿態(tài)與伸縮機構的伸縮量相對應，輪胎的側偏角和側傾角可通過伸縮機構的伸縮量來計算得出，而伸縮機構作用在輪胎上的分力則可通過安裝伸縮機構的測力裝置所測得的軸向力來進行計算，該試驗機結構簡單、緊湊，易于操作，該三個伸縮機構連接在支撐臺和運動頭之間，調(diào)節(jié)輪胎的姿態(tài)時僅需作用于運動頭，使得設備的整體結構剛度高。
[0027]本實施例的三個伸縮機構2周向均勻布置，間距相等的伸縮機構2在進行輪胎試驗過程中易于調(diào)節(jié)各個伸縮機構的伸縮量，且該三個伸縮機構2均向支撐臺11的中心傾斜設置，并形成正三角架結構，該正三角架結構靠近支撐臺11的一端為截面積較大的一端，由此，可減少伸縮機構2與運動頭3的連接點所構成的區(qū)域，進而減少運動頭3的尺寸，避免運動頭對輪胎運動產(chǎn)生干擾，可提高試驗的準確性。此外，該三個伸縮機構2中的一個設于其它兩個的上方，且位于下方的兩個伸縮機構對稱設于位于上方的伸縮機構所在的豎直平面的兩側，如圖3所示，使得三個伸縮機構2與支撐臺11和運動頭3的連接點的連線為正三角形，提高了伸縮機構對輪胎姿態(tài)調(diào)節(jié)的靈活性，方便輪胎姿態(tài)的調(diào)節(jié)，且可較簡單地計算該三個伸縮機構2與地面以及和輪胎之間的角度，進而簡化了運算步驟。運動頭3的尺寸小于支撐臺11，且運動頭3和支撐臺11的中心線重合，伸縮機構2與支撐臺11的角部連接，由此可減少材料，并方便伸縮機構2的定位安裝。
[0028]需要指出的是，本實施例的伸縮機構2可為任意可實現(xiàn)伸縮的結構，可采用氣缸、作動缸或千斤頂?shù)壬炜s機構，為了實現(xiàn)伸縮運動的自動、精確地控制，優(yōu)選地，本實施例的伸縮機構2包括伸縮支鏈21和第一伺服電機22，如圖2和圖4所示，伸縮支鏈21的一端通過萬向鉸鏈23與運動頭3連接，其另一端則與第一伺服電機22前端的轉軸連接，第一伺服電機22驅(qū)動伸縮支鏈21進行伸縮運動，該第一伺服電機22的后端通過轉動副24與支撐臺11連接。
[0029]伸縮機構2的伸縮支鏈21可采用直線運動式或螺旋式結構，當為如活塞式的直線運動式結構時，需要在伸縮支鏈21和第一伺服電機22之間增設換向機構，以將電機的轉動運動變成直線運動，以實現(xiàn)伸縮支鏈的拉伸直線運動，為了簡化整個伸縮機構的結構，優(yōu)選地，本實施例的伸縮支鏈21為螺旋式結構，如圖4所示，其包括第一絲杠211和套筒212，第一位移檢測裝置安裝在套筒212的外側，測力裝置則安裝在套筒212和萬向鉸鏈23之間，該套筒212的一端開口，另一端封閉，套筒212的封閉端通過萬向鉸鏈23與運動頭3連接，第一絲杠211的一端與第一伺服電機22的轉軸固定連接,其另一端從套筒212的開口端插入并與套筒螺紋連接，第一伺服電機22的后端通過轉動副24與支撐臺11連接，第一伺服電機22的轉動可帶動第一絲杠211轉動，由于第一絲杠211與套筒212螺紋連接，第一絲杠211的轉動可相對于套筒212旋進或旋出，通過螺旋式的伸縮結構可微調(diào)伸縮支鏈的伸縮量，進而可精確調(diào)節(jié)輪胎的姿態(tài)。具體地，第一絲杠211和套筒212的螺紋連接結構可為以下幾種:第一絲杠上設置外螺紋，而套筒內(nèi)設有與該外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，第一伺服電機帶動第一絲杠轉動，第一絲杠的轉動通過螺紋傳動給套筒，使得第一絲杠相對于套筒旋進或旋出；或者為，第一絲杠211設有外螺紋，而在套筒212的開口端設置與第一絲杠211相匹配的螺母213，該螺母213與套筒212固定連接成為一整體，其具有與第一絲杠211的外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，第一絲杠211與螺母213螺紋連接，第一絲杠211僅在螺母的位置具有螺紋連接關系，可減少絲杠旋進和旋出時的摩擦力，且套筒內(nèi)不需要在加工內(nèi)螺紋，使得套筒易于加工，絲杠不與套筒直接接觸，可避免長期使用下對套筒的磨損。
[0030]本實施例的伸縮支鏈21還包括導向套214，該導向套214的一端與第一伺服電機22的轉軸固定連接，其另一端開口，第一絲杠211設于導向套214的內(nèi)部，且套筒212也插入該導向套214的內(nèi)部，導向套214可以使得套筒212沿其進行伸縮，對套筒212的運動起到了導向的作用，同時也可以加強伸縮支鏈21的結構強度，避免絲杠容易被折斷。
[0031]本實施例的伸縮機構還包括可伸縮的防塵套25，該防塵套25設于伸縮支鏈的外部，該防塵罩215用于防止粉塵、顆粒等雜物進入第一絲杠211、套筒212、螺母213以及導向套214內(nèi)，避免雜物對伸縮支鏈的運動造成不利影響。該防塵套25優(yōu)選為由橡膠制成的波紋管，易于加工制造，且成本較低，需要指出的是，該防塵套還可以為其它可伸縮套筒式結構。
[0032]為了實現(xiàn)輪胎相對于路面的上下位置可調(diào)，本實施例的機架I上還設有升降機構，支撐臺11安裝在升降機構上，升降機構驅(qū)動支撐臺11做升降運動，而支撐臺11又可以帶動安裝在驅(qū)動制動裝置上的輪胎5做升降運動，支撐臺11上還設有第二位移檢測裝置，該第二位移檢測裝置可為位移傳感器，用于檢測支撐臺11的高度位置信息。
[0033]如圖3所示，本實施例的升降機構包括滑道12、第二絲杠13和第二伺服電機14，滑道12豎直設于機架11上，第二絲杠13豎直設于滑道12內(nèi)，第二絲杠13的一端與第二伺服電機14的轉軸連接，其另一端可轉動地安裝在機架12上，支撐臺11與伸縮機構2相反的一側設有與滑道12相配合的滑塊15，如圖2所示，第二絲杠13穿過滑塊15并與該滑塊15螺紋連接，第二伺服電機14可帶動第二絲杠13轉動，第二絲杠13與滑塊15螺紋連接，使得支撐臺11可沿著第二絲杠13和滑道12做升降運動，進而帶動輪胎做上下運動，采用絲杠螺旋傳動的方式，可精確調(diào)節(jié)輪胎的高度。需要指出的是，本實施例的升降機構還可以為其它任意升降的結構，以實現(xiàn)支撐臺升降為主，上述的結構只是其一種優(yōu)選方式。
[0034]需要指出的是，本實施例中的驅(qū)動制動裝置和運動頭為現(xiàn)有設備，在此不再贅述，其用于實現(xiàn)輪胎的制動和驅(qū)動控制。
[0035]本實施例的輪胎試驗機，在試驗前，先將輪胎安裝在驅(qū)動制動裝置上，其具體試驗過程為:
[0036]先通過升降機構驅(qū)動支撐臺以使輪胎相對于路面的上、下運動，同時通過安裝在支撐臺上的第二位移檢測裝置來檢測輪胎的高度位置信息并傳遞給計算機，計算機根據(jù)所測得的高度位置信息來控制第二伺服電機動作，以將輪胎調(diào)整到指定的高度；并通過同時伸長或收縮三個伸縮機構來實現(xiàn)輪胎的左、右運動，以使輪胎運動到指定的位置；
[0037]模擬輪胎側傾狀態(tài):將位于上、下方的伸縮機構分別進行相反方向的運動可實現(xiàn)輪胎的側傾，此時，可根據(jù)安裝在伸縮機構上的第一位移檢測裝置所測得的伸縮量來計算出輪胎的側傾角，并根據(jù)安裝在伸縮機構上的測力裝置所測得的軸向力來計算出伸縮機構對輪胎的分力；
[0038]模擬輪胎側偏狀態(tài):將位于下方的其中一個伸縮機構進行伸長，將另一個位于下方的伸縮機構進行收縮，同時相應地伸長或收縮位于上方的伸縮機構，由此可實現(xiàn)輪胎的側偏，此時，可根據(jù)安裝在伸縮機構上的第一位移檢測裝置所測得的伸縮量來計算出輪胎的側偏角，并根據(jù)安裝在伸縮機構上的測力裝置所測得的軸向力來計算出伸縮機構對輪胎的分力。
[0039]此外，還可以將上述的模擬輪胎側傾狀態(tài)試驗和模擬輪胎側偏狀態(tài)試驗結合起來，以實現(xiàn)輪胎復合運動姿態(tài)的調(diào)節(jié)。
[0040]綜上，本實用新型的輪胎測試機，只需要三個伸縮機構即可實現(xiàn)輪胎的左右運動、側偏運動和側傾運動，較少的部件就能夠進行輪胎力學特性的試驗，其結構簡單、緊湊，成本較低，運動控制較簡單，易于操作，設備的整體剛度高。
[0041]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種輪胎試驗機，其特征在于，包括機架、伸縮機構、運動頭、驅(qū)動制動裝置和路面模擬裝置； 所述機架上豎直設有支撐臺； 所述運動頭設于所述支撐臺的支撐面相對的一側，所述驅(qū)動制動裝置安裝于所述運動頭內(nèi)部，待試驗的輪胎安裝于所述運動頭的端部； 所述運動頭和支撐臺之間設有三個周向布置的所述伸縮機構，且每個所述伸縮機構的兩端分別與所述運動頭和支撐臺連接；所述伸縮機構上安裝有用于測量其軸向力的測力裝置和用于測量其伸縮量的第一位移檢測裝置。
2.如權利要求1所述的輪胎試驗機，其特征在于，三個所述伸縮機構周向均勻布置，且三個所述伸縮機構均向所述支撐臺的中心傾斜設置，并形成正三角架結構。
3.如權利要求2所述的輪胎試驗機，其特征在于，三個所述伸縮機構中的一個伸縮機構位于其它兩個伸縮機構的上方，且位于下方的兩個伸縮機構對稱設于位于上方的伸縮機構所在的豎直平面的兩側。
4.如權利要求1-3任一項所述的輪胎試驗機，其特征在于，所述伸縮機構包括伸縮支鏈和第一伺服電機； 所述伸縮支鏈包括第一絲杠和套筒，所述套筒的一端開口，另一端封閉，所述套筒的封閉端通過萬向鉸鏈與所述運動頭連接；所述第一絲杠的一端與第一伺服電機前端的轉軸固定連接，其另一端從所述套筒的開口端插入并與所述套筒通過螺紋連接； 所述第一伺服電機的后端通過轉動副與支撐臺連接，所述測力裝置安裝在所述套筒和萬向鉸鏈之間，所述第一位移檢測裝置安裝在所述套筒的外側。
5.如權利要求4所述的輪胎試驗機，其特征在于，所述第一絲杠設有外螺紋，所述套筒的開口端設有與所述第一絲杠相匹配的螺母，所述第一絲杠與所述螺母螺紋連接。
6.如權利要求4所述的輪胎試驗機，其特征在于，所述伸縮機構還包括可伸縮的防塵套，所述防塵套設于所述伸縮支鏈的外部。
7.如權利要求1-3任一項所述的輪胎試驗機，其特征在于，所述機架上還設有升降機構，所述支撐臺安裝在升降機構上，所述升降機構驅(qū)動所述支撐臺做升降運動，所述支撐臺上設有用于檢測支撐臺高度位置信息的第二位移檢測裝置。
8.如權利要求7所述的輪胎試驗機，其特征在于，所述升降機構包括滑道、第二絲杠和第二伺服電機，所述滑道豎直設于所述機架上，所述第二絲杠豎直設于所述滑道內(nèi)，所述第二絲杠的一端與第二伺服電機的轉軸連接，其另一端可旋轉地安裝在機架上，所述支撐臺通過滑塊安裝在所述滑道上，所述第二絲杠穿過所述滑塊并與所述滑塊螺紋連接。
【文檔編號】G01M17/02GK204085905SQ201420475617
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權日:2014年8月21日
【發(fā)明者】張磊, 鄭作民, 葉錦文, 方彥騰, 莊毅勝, 陳龍 申請人:廣州汽車集團股份有限公司