本發(fā)明涉及一種多功能路面動-靜摩擦系數(shù)測定車。

背景技術(shù)：

路面抗滑性能是體現(xiàn)道路安全品質(zhì)的重要內(nèi)容,而路面摩擦系數(shù)是表征其抗滑性能最重要的指標(biāo)。穩(wěn)定的路面摩擦系數(shù)能夠?yàn)榭焖傩熊囂峁┝己玫陌踩珒?從而減少交通事故發(fā)生的可能,因此準(zhǔn)確檢測并評價(jià)路面的摩擦系數(shù)顯得十分重要。當(dāng)前對于路表摩擦系數(shù)的測試方法仍主要以傳統(tǒng)的摩擦系數(shù)擺試儀為主，該方法的不足之處在于：(1)傳統(tǒng)的測定方法只能在定點(diǎn)靜態(tài)情況測定一種速度下的摩擦系數(shù)，其采樣頻率低、精度低、代表性差，無法滿足路面高速行車的實(shí)際駕駛需要，且不適用測試粗構(gòu)造路面，同時檢測時對交通影響比較大，對路表面的摩擦能力也只是給予間接評價(jià)；(2)該測試方法是逐點(diǎn)進(jìn)行，耗時長，強(qiáng)度大，效率低，不利于在路面驗(yàn)收或大規(guī)模檢測中快速全面的獲得路況信息；(3)在使用擺式摩擦系數(shù)測定儀的試驗(yàn)操作中，由于擺下落的瞬間必須用手接住，會讓整個裝置產(chǎn)生振動，讀數(shù)精度受操作者影響較大，此外還存在壓力標(biāo)定困難、測試結(jié)果再現(xiàn)性差等缺點(diǎn)。摩擦系數(shù)的重要意義在于體現(xiàn)車輛在路面高速行駛過程中，輪胎與路表之間的滾動摩擦對車輛附著力的影響，其測定也應(yīng)該是在高速、車輛荷載真實(shí)作用下，輪胎滾動過程中的滾動摩擦系數(shù)。因此，有必要開發(fā)一種多功能路面動-靜摩擦系數(shù)測定車，既可以測定靜態(tài)摩擦系數(shù)，也可以實(shí)測車輛高速行駛狀態(tài)下，路表與車輪作用摩擦系數(shù)，使得來滿足路面功能檢測的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種多功能路面動-靜摩擦系數(shù)測定車，用來實(shí)際測試路面相對于輪胎的滾動摩擦系數(shù)、靜摩擦系數(shù)和滑動摩擦系數(shù)。

為了解決上述問題，本發(fā)明包括車架和摩擦系數(shù)測試裝置，所述的車架上設(shè)置有配重箱，所述的配重箱通過承受梁固定連接在車架上，所述的車架底部設(shè)置有兩對滾輪，所述的滾輪上設(shè)置有橡膠輪胎，滾輪上設(shè)置有測速器，所述的摩擦系數(shù)測試裝置包括應(yīng)變式測力計(jì)，所述的應(yīng)變式測力計(jì)的一端固定在車架的前端中部，所述的應(yīng)變式測力計(jì)的另一端設(shè)置有牽引架，所述的牽引架用于連接提供動力的牽引車，當(dāng)牽引車在拉拽車架的過程中，所述的牽引架的中線平行于所有滾輪下端所連接成的平面，所述的滾輪上設(shè)置有制動裝置，所述的車架的前側(cè)還設(shè)置有方便人拉拽的牽拉把手。

為了便于對車架進(jìn)行制動，本發(fā)明所述的成對滾輪之間設(shè)置有連接軸，所述的制動裝置設(shè)置在前后兩個連接軸上，所述的制動裝置包括行車制動裝置和停車制動裝置，所述的行車制動裝置包括行車制動盤、行車制動桿和行車驅(qū)動桿，所述的行車制動盤與車架固定連接，行車制動盤的中部套在連接軸上，所述的行車制動盤的內(nèi)側(cè)邊緣為多段弧形邊緣，弧形邊緣的弧線的一端到另一端逐漸靠近行車制動盤的中心，行車制動盤的內(nèi)側(cè)邊緣與連接軸之前設(shè)置有制動橡膠塊，所述的行車制動盤外側(cè)設(shè)置與弧形邊緣相匹配的滑道，所述的滑道內(nèi)滑動設(shè)置有導(dǎo)向塊，所述的導(dǎo)向塊的一端穿過滑道與制動橡膠塊轉(zhuǎn)動連接，所述的行車制動桿的下部與制動盤的中心鉸接，所述的行車制動桿上設(shè)置有與導(dǎo)向塊相對應(yīng)的滑槽，所述的導(dǎo)向塊的另一端活動設(shè)置在滑槽內(nèi)，所述的行車驅(qū)動桿的中部鉸接在車架的前端，行車驅(qū)動桿的下端與行車制動桿遠(yuǎn)離制動盤的一端之間鉸接有連接桿；所述的停車制動裝置包括停車制動盤、卡盤、停車制動桿和停車驅(qū)動桿，所述的停車制動盤與車架固定連接且套在連接軸上，所述的卡盤包括有兩片，兩片卡盤相對滑動設(shè)置在停車制動盤內(nèi)，所述的兩個卡盤相對的邊緣上設(shè)置有同樣的等腰直角三角形的缺口，當(dāng)兩片卡盤拼接在一起時，兩個卡盤的缺口拼接成正方形，所述的缺口套在連接軸上，所述的連接軸上正對缺口的部分的截面為與缺口對應(yīng)的正方形，所述的兩個卡盤上均設(shè)置有齒條，所述的兩個齒條分別連接同一齒輪的兩側(cè)，所述的齒輪轉(zhuǎn)動連接在停車制動盤上，所述的停車制動桿的一端與齒輪固定連接，所述的停車驅(qū)動桿的中部鉸接在車架的前側(cè)，所述停車驅(qū)動桿的下端與停車制動桿的另一端鉸接有連接桿，停車驅(qū)動桿與車架之間設(shè)置有鎖緊裝置。

為了便于配重箱保持平衡，本發(fā)明所述的承受梁包括有多跟支撐桿，所述的多跟支撐桿均勻間隔分布在配重箱與車架之間。

為了便于檢測車架的行駛速度，本發(fā)明所述的測速器為感應(yīng)測速器，測速器設(shè)置在滾輪的內(nèi)側(cè)，所述的車架上設(shè)置有與測速器相對應(yīng)的接收器，在滾輪轉(zhuǎn)動的過程中，所述的測速器存在與接收器正對的狀態(tài)。

為了便于讀取應(yīng)變式測力計(jì)和測速器的數(shù)據(jù)，本發(fā)明所述的應(yīng)變式測力計(jì)為電子應(yīng)變式測力計(jì)，應(yīng)變式測力計(jì)和測速器均與數(shù)據(jù)記錄器連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過摩擦力計(jì)算公式為原理，在車架上設(shè)置應(yīng)變式測力計(jì)和牽引架，來模擬實(shí)際路面相對于輪胎的摩擦系數(shù)值，本摩擦系數(shù)車既可以測定滾動摩擦系數(shù)值，也可以對滾輪進(jìn)行鎖定測試滑動摩擦系數(shù)值，在測試滾動摩擦系數(shù)值時，具有擦拭周期短、測試路面長和測試數(shù)據(jù)更具代表性等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明通過加配重塊來改變車輛的配重，可以測定在不同的輪胎接地面積條件下，路面的摩擦系數(shù)值，還可以測定不同速率下的滾動摩擦系數(shù)值，具有多功能性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的正視圖（未標(biāo)注配重箱）；

圖3為行車制動盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為行車制動的結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖5為行車驅(qū)動桿的結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖6為停車制動的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為停車制動的工作示意圖。

其中：1、配重箱，2、承受梁，3、車架，4、滾輪，5、測速器，6、應(yīng)變式測力計(jì)，7、牽引架，8、牽引把手，9、連接軸，10、行車制動裝置，11、停車制動裝置，91、方桿，101、行車制動盤，102、弧形邊緣，103、制動橡膠塊，104、滑道，105、行車制動桿，106、連接桿，107、行車驅(qū)動桿，111、停車制動桿，112、齒條，113、齒輪，114、卡盤，115、停車制動盤。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示的多功能路面動-靜摩擦系數(shù)測定車，包括車架3和摩擦系數(shù)測試裝置，所述的車架3上設(shè)置有配重箱1，所述的配重箱1通過承受梁2固定連接在車架3上，所述的承受梁2包括有多跟支撐桿，所述的多跟支撐桿均勻間隔分布在配重箱1與車架3之間，所述的車架3的底部設(shè)置有兩對滾輪4，所述的滾輪4上設(shè)置有橡膠輪胎，滾輪4上設(shè)置有測速器5，所述的測速器5為感應(yīng)測速器，測速器5設(shè)置在滾輪4的內(nèi)側(cè)，所述的車架3上設(shè)置有與測速器5相對應(yīng)的接收器，在滾輪4轉(zhuǎn)動的過程中，所述的測速器5存在與接收器正對的狀態(tài)，測速器與接收器從正對的狀態(tài)到下一次正對的狀態(tài)為滾輪跑過一圈，通過在測速器5上設(shè)置輪徑參數(shù)，測速器5可以計(jì)算行駛里程數(shù)及行駛速度，所述的摩擦系數(shù)測試裝置包括應(yīng)變式測力計(jì)6，所述的應(yīng)變式測力計(jì)6為電子應(yīng)變式測力計(jì)，應(yīng)變式測力計(jì)6和測速器5均與數(shù)據(jù)記錄器連接，數(shù)據(jù)記錄器為現(xiàn)有技術(shù)，數(shù)據(jù)記錄器與其他測試元件連接，能夠收集測試元件的測試數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯總后進(jìn)行顯示，便于用戶觀察匯總，所述的應(yīng)變式測力計(jì)6的一端固定在車架3的前端中部，所述的應(yīng)變式測力計(jì)6的另一端設(shè)置有牽引架7，所述的牽引架7用于連接提供動力的牽引車，當(dāng)牽引車在拉拽車架3的過程中，所述的牽引架2的中線平行于所有滾輪4下端所連接成的平面，所述的滾輪4上設(shè)置有制動裝置，所述的車架的前側(cè)還設(shè)置有方便人拉拽的牽拉把手8。

如圖2-7所示，本實(shí)施例所述的成對滾輪4之間設(shè)置有連接軸9，所述的制動裝置設(shè)置在前后兩個連接軸9上，所述的制動裝置包括行車制動裝置10和停車制動裝置11，所述的行車制動裝置包括行車制動盤101、行車制動桿105和行車驅(qū)動桿107，所述的行車制動盤101與車架3固定連接，行車制動盤101的中部套在連接軸9上，所述的行車制動盤101的內(nèi)側(cè)邊緣為多段弧形邊緣102，弧形邊緣102的弧線的一端到另一端逐漸靠近行車制動盤101的中心，行車制動盤101的內(nèi)側(cè)邊緣與連接軸之前設(shè)置有制動橡膠塊103，所述的行車制動盤101外側(cè)設(shè)置與弧形邊緣102相匹配的滑道104，所述的滑道104內(nèi)滑動設(shè)置有導(dǎo)向塊，所述的導(dǎo)向塊的一端穿過滑道104與制動橡膠塊103轉(zhuǎn)動連接，所述的行車制動桿105的下部與行車制動盤101的中心鉸接，所述的行車制動桿105上設(shè)置有與導(dǎo)向塊相對應(yīng)的滑槽，所述的導(dǎo)向塊的另一端活動設(shè)置在滑槽內(nèi)，所述的行車驅(qū)動桿107的中部鉸接在車架3的前端，行車驅(qū)動桿107的下端與行車制動桿105遠(yuǎn)離制動盤的一端之間鉸接有連接桿106；所述的停車制動裝置11包括停車制動盤115、卡盤114、停車制動桿111和停車驅(qū)動桿，所述的停車制動盤115與車架3固定連接且套在連接軸9上，所述的卡盤114包括有兩片，兩片卡盤114相對滑動設(shè)置在停車制動盤115內(nèi)，所述的兩個卡盤114的相對的邊緣設(shè)置有同樣的等腰直角三角形的缺口，當(dāng)兩片卡盤114拼接在一起時，兩個卡盤114的缺口拼接成正方形，所述的缺口套在連接軸9上，所述的連接軸9上正對缺口的部分為方桿91，方桿91的橫截面與方形缺口相對應(yīng)，所述的兩個卡盤114上均設(shè)置有齒條112，所述的兩個齒條112分別連接同一齒輪113的兩側(cè)，所述的齒輪113轉(zhuǎn)動連接在停車制動盤115上，所述的停車制動桿111的一端與齒輪113固定連接，所述的停車驅(qū)動桿的中部鉸接在車架3的前側(cè)，所述停車驅(qū)動桿的下端與停車制動桿111的另一端鉸接有連接桿，停車驅(qū)動桿與車架之間設(shè)置有鎖緊裝置。

在車架被拉拽的過程中需要制動時，如果只制動牽引車，車架不制動的話，車架3由于慣性會對牽引架7和應(yīng)變式測力計(jì)6發(fā)生擠壓，可能對牽引架7和應(yīng)變式測力計(jì)6造成損傷，在制動車架3時，推動行車驅(qū)動桿107，行車驅(qū)動桿107通過連接桿106拉動行車制動桿105繞行車制動盤101的中心轉(zhuǎn)動，行車制動桿105通過導(dǎo)向塊帶動制動橡膠塊103沿弧形邊緣102滑動，由于弧形邊緣102與連接軸9的間距逐漸減小，制動橡膠塊103逐漸擠緊連接軸9，阻礙其轉(zhuǎn)動，車架3逐漸停下來；當(dāng)需要測試滑動摩擦力時，滾輪4不應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)動，但是如果采用行車制動的話，由于行車制動為制動橡膠塊103與連接軸9摩擦制動，無法確保滾輪不發(fā)生轉(zhuǎn)動，這時需要采用停車制動，通過操縱停車驅(qū)動桿，停車驅(qū)動桿通過連接桿和停車制動桿111驅(qū)動齒輪113轉(zhuǎn)動，齒輪113通過兩個齒條112帶動兩個卡盤114做相對運(yùn)動，兩個卡盤114的正方形缺口正好卡在連接軸9的方桿91上，能夠有效避免連接軸9發(fā)生轉(zhuǎn)動。

工作原理：在進(jìn)行路面摩擦系數(shù)測試試驗(yàn)時，進(jìn)行空載和在配重箱中加載不同數(shù)量的配重塊多組測試數(shù)據(jù)，在進(jìn)行不同重量下的試驗(yàn)時，需先通過方格紙計(jì)算不同重量下輪胎接地面積并進(jìn)行記錄。然后，外接牽引車與本實(shí)施例摩擦系數(shù)車通過牽引架7相連，完成各元件的安裝和調(diào)試。試驗(yàn)開始后，以一定的速度拉動摩擦系數(shù)車行駛，當(dāng)達(dá)到測試所需速度以后，保持勻速前進(jìn)，在測試路段開啟數(shù)據(jù)記錄器，采集測速器5和應(yīng)變式測力計(jì)6的數(shù)據(jù)，在此過程中應(yīng)注意保持速度的平穩(wěn)和路況的穩(wěn)定，測試路段應(yīng)不少于500米。取測試段內(nèi)所有數(shù)據(jù)的平均值作為測試結(jié)果。

在進(jìn)行靜摩擦系數(shù)試驗(yàn)和滑動摩擦系數(shù)試驗(yàn)時，通過停車制動裝置11卡死連接軸，在牽引車拖拉的過程中，應(yīng)變式測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，但車架仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，在車架由靜止?fàn)顟B(tài)到滑動狀態(tài)的瞬間，記錄應(yīng)變式測力計(jì)的讀數(shù)為靜摩擦力，由此計(jì)算靜摩擦系數(shù)，車架勻速滑動狀態(tài)時，記錄應(yīng)變式測力計(jì)的讀數(shù)為滑動摩擦力，由此計(jì)算滑動摩擦力。

汽車的摩擦力p是車輪在路面上滾動時而產(chǎn)生的摩擦力。滾動摩擦力與輪胎負(fù)荷n成正比，即：

p＝f*n

式中：p——摩擦力，即應(yīng)變式測力計(jì)的讀數(shù)

n——正壓力(n)；

f——滾動摩擦系數(shù)。

在水平路段，n在本實(shí)施例中為摩擦系數(shù)車的重力加上配重塊的重力，根據(jù)上述公式，通過測定車輪在路表面滾動過程中所需的拉力，反算車輪與路面表面之間的滾動摩擦系數(shù)。

本專利的動-靜摩擦系數(shù)是指動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)，其中動摩擦系數(shù)又包括滾動摩擦系數(shù)和滑動摩擦系數(shù)。