一種履帶接地比壓模擬測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種履帶接地比壓模擬測試裝置，屬于接地比壓測試領(lǐng)域，包括基架、張緊力加載裝置、負(fù)重輪加載裝置及履帶，基架為固定臺架，且與地面有穩(wěn)定的連接，基架的下表面并列設(shè)有張緊力加載裝置及數(shù)套獨(dú)立的負(fù)重輪加載裝置，張緊力加載裝置與履帶連接，負(fù)重輪加載裝置的下端與履帶接觸。本發(fā)明是通過履帶張緊裝置和負(fù)重輪加載裝置來模擬不同結(jié)構(gòu)和不同地形下橡膠履帶或者鋼制履帶接地壓力分布的靜態(tài)測試裝置，揭示履帶接地壓力的分布規(guī)律，指導(dǎo)履帶底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
【專利說明】一種履帶接地比壓模擬測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種履帶接地比壓模擬測試裝置，具體說是涉及一種通過履帶張緊裝置和負(fù)重輪加載裝置來模擬不同結(jié)構(gòu)和不同地形下橡膠履帶或者鋼制履帶接地壓力分布的靜態(tài)測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]履帶車輛按履帶的材質(zhì)分主要分為橡膠履帶車輛和鋼制履帶車輛，履帶車輛在工作過程中，履帶作用在地面上的單位面積壓力稱為“接地比壓”。接地比壓是履帶車輛設(shè)計的一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，準(zhǔn)確的得到履帶車輛的接地比壓，對于預(yù)測其在不同地面上的通過性，車輛的牽引性能及進(jìn)行履帶車輛行駛力學(xué)分析是十分重要的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，履帶車輛接地比壓的獲得方法主要有理論計算法、傳統(tǒng)壓力傳感器法、壓力敏感膠片法和壓力分布感測片法四種。對于理論計算法，其結(jié)果完全依靠理論公式，并沒有任何一種試驗方法和裝置可以驗證理論計算，并且進(jìn)一步指導(dǎo)履帶底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計，接地比壓計算的準(zhǔn)確與否，將直接影響履帶底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計或者施工現(xiàn)場的地基處理。
[0004]傳統(tǒng)壓力傳感器法目前主要是整車接地反力測試法，是將壓力傳感器深埋于地基中，樣機(jī)在上面進(jìn)行實地測試，這種方法主要存在的問題有:
1.主要進(jìn)行整車試驗，成本高，研發(fā)周期長，不能很好指導(dǎo)前期履帶底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計；
2.由于需要破壞地基，壓力傳感器埋植難度較大，若采用少量幾個壓力傳感器，接地比壓的測試精度和準(zhǔn)確性也不高；
3.車況對測量有較大影響，比如車體的姿態(tài)均影響到橋荷分配；
4.難以進(jìn)行類比試驗。安裝后相當(dāng)于只對一種履帶結(jié)構(gòu)、一種地形進(jìn)行了試驗，仍然無法通過類比試驗揭示接地壓力分布規(guī)律，無法完成進(jìn)一步完成負(fù)重輪系的布置，驅(qū)動角強(qiáng)度等的優(yōu)化設(shè)計任務(wù)。
[0005]壓力敏感膠片法，目前主要用于輪胎在硬地面上的接地壓力測量，要求試驗的條件比較苛刻，不同的環(huán)境溫度和濕度結(jié)果相差很大，此外膠片上每點(diǎn)壓力測量的結(jié)果是測量過程中該點(diǎn)壓力的峰值。
[0006]壓力分布感測片是一種新興的測量壓力分布的傳感器，其主要特點(diǎn)是厚度薄、柔性大、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，感測片上每點(diǎn)壓力測量的結(jié)果是實時的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種履帶接地比壓模擬測試裝置，通過履帶張緊裝置和負(fù)重輪加載裝置來模擬不同結(jié)構(gòu)和不同地形下橡膠履帶或者鋼制履帶接地壓力靜態(tài)分布狀態(tài)，揭示履帶接地壓力的分布規(guī)律，指導(dǎo)履帶底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于包括基架、張緊力加載裝置、負(fù)重輪加載裝置及履帶，所述基架為固定臺架，且與地面有穩(wěn)定的連接，基架的下表面并列設(shè)有張緊力加載裝置及數(shù)套獨(dú)立的負(fù)重輪加載裝置，所述張緊力加載裝置與履帶連接，負(fù)重輪加載裝置的下端與履帶接觸。
[0009]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述張緊力加載裝置主要由伺服拉力輸出裝置，拉力傳感器，履帶浮動夾具和履帶固定夾具組成，所述伺服拉力輸出裝置的上端與基架固定，伺服拉力輸出裝置的下端經(jīng)過拉力傳感器與履帶浮動夾具連接，履帶浮動夾具與履帶的左端連接，履帶經(jīng)過負(fù)重輪加載裝置后，其右端與履帶固定夾具連接，履帶固定夾具固定在基架上。
[0010]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，還包括惰輪，所述惰輪設(shè)于履帶左端，并與履帶表面接觸，惰輪為位置可調(diào)整的引導(dǎo)輪，且惰輪的輪軸與基架連接。
[0011]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述負(fù)重輪加載裝置主要由伺服拉壓力輸出裝置、拉壓力傳感器和負(fù)重輪系組成，所述伺服拉壓力輸出裝置的上端通過滑槽與基架滑動配合，且伺服拉壓力輸出裝置與基架間設(shè)有緊固螺釘，伺服拉壓力輸出裝置的下端經(jīng)過拉壓力傳感器與負(fù)重輪系固定。
[0012]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述負(fù)重輪系由一個以上的負(fù)重輪組成，并且在履帶的縱向是對稱分布且間隔可調(diào)。
[0013]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述負(fù)重輪是由2個以上的、直徑相同的圓形板疊加組成，圓形板由2個以上內(nèi)徑和外徑逐步增大的環(huán)形板拼裝而成，每個環(huán)形板上分布有用于定位連接的通孔。
[0014]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述履帶為橡膠履帶或者鋼制履帶。
[0015]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:通過本發(fā)明的模擬測試裝置進(jìn)行多次試驗，可以分離出履帶的材質(zhì)、厚度、寬度和接地長度，負(fù)重輪系的布置(包括數(shù)量、間隔)、負(fù)重輪的布置(包括列數(shù)、寬度、直徑、間隔)，負(fù)重輪載荷、履帶張緊力，以及地形等因素分別對履帶接地壓力分布的影響，揭示履帶接地壓力的分布規(guī)律，指導(dǎo)履帶底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而降低外部行駛阻力，提高牽引性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中局部視圖A，為負(fù)重輪系安裝不同列數(shù)的負(fù)重輪示意圖，圖2a為對稱安裝I個負(fù)重輪，圖2b為對稱安裝2個負(fù)重輪，圖2c為對稱安裝3個負(fù)重輪，圖2d為對稱安裝3個負(fù)重輪但間隔增大；
圖3a為單個負(fù)重輪由6環(huán)形板X6圓形板疊加組合示意圖；
圖3b為圖3a的左視圖；
圖中:1-伺服拉力輸出裝置，2-拉力傳感器，3-履帶浮動夾具，4-履帶，5-惰輪，6-模擬地形，7-負(fù)重輪系，8-履帶固定夾具，9-拉壓力傳感器，10-伺服拉壓力輸出裝置，11-基架，12-負(fù)重輪,13-環(huán)形板,14-圓形板。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明為一種履帶接地比壓模擬測試裝置，如圖1所示，主要由基架11，張緊力加載裝置和數(shù)套獨(dú)立負(fù)重輪加載裝置及履帶4組成，其中基架11為固定臺架，且與地面有穩(wěn)定的連接。基架11的下表面并列設(shè)有張緊力加載裝置及數(shù)套獨(dú)立的負(fù)重輪加載裝置，張緊力加載裝置與履帶4連接，負(fù)重輪加載裝置的下端與履帶4接觸。
[0019]本發(fā)明中張緊力加載裝置主要由伺服拉力輸出裝置1，拉力傳感器2，履帶浮動夾具3和履帶固定夾具8組成，伺服拉力輸出裝置I的上端與基架11固定，伺服拉力輸出裝置I可采用液壓伺服油缸或者伺服電動桿等結(jié)構(gòu)形式，且為拉力閉環(huán)控制，可使拉力穩(wěn)定在一個數(shù)值。伺服拉力輸出裝置I的下端經(jīng)過拉力傳感器2與履帶浮動夾具3連接，履帶浮動夾具3與履帶4的左端連接，履帶4經(jīng)過負(fù)重輪加載裝置后，其右端與履帶固定夾具8連接，履帶固定夾具8固定在基架11上，如圖1所示。
[0020]張緊力加載裝置通過伺服拉力輸出裝置I拉緊履帶4，并且通過拉力傳感器2得到履帶4的張緊力大小，對履帶張緊力進(jìn)行可控調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)模擬不同履帶張緊力對履帶4接地壓力分布的影響。
[0021]本發(fā)明還包括惰輪5，惰輪5設(shè)于履帶4左端，并與履帶4表面接觸，惰輪5為位置可上下調(diào)整的引導(dǎo)輪，調(diào)整后惰輪5的輪軸與基架11固定連接。惰輪5用來維持履帶4的形狀，通過位置調(diào)整來調(diào)節(jié)履帶4的松緊程度，以便更準(zhǔn)確的模擬履帶4的接地比壓。
[0022]負(fù)重輪加載裝置主要用于模擬履帶4上的負(fù)重輪載荷條件，因此負(fù)重輪加載裝置主要由伺服拉壓力輸出裝置10、拉壓力傳感器9和負(fù)重輪系7組成，負(fù)重輪加載裝置的數(shù)量和左右間距分別相等于所模擬的履帶行走系中的負(fù)重輪的列數(shù)和列間隔，同時也相當(dāng)于調(diào)整履帶接地長度。伺服拉壓力輸出裝置10的上端通過滑槽與基架11滑動配合，且伺服拉壓力輸出裝置10與基架間設(shè)有緊固螺釘，伺服拉壓力輸出裝置10的下端經(jīng)過拉壓力傳感器9與負(fù)重輪系7固定，如圖1所示。
[0023]本發(fā)明中的伺服拉壓力輸出裝置10可采用液壓伺服油缸或者伺服電動桿等結(jié)構(gòu)形式，且為拉壓力閉環(huán)控制，可使拉力和壓力穩(wěn)定在一個數(shù)值；伺服拉壓力輸出裝置10可以通過滑槽在基架11上左右移動，以改變各個負(fù)重輪加載裝置之間的距離，從而模擬不同間隔布置的負(fù)重輪系7對履帶4接地比壓分布的影響。
[0024]負(fù)重輪系7由一個以上的負(fù)重輪12組成，并且在履帶4的縱向上是對稱分布且間隔可調(diào)。負(fù)重輪12是由2個以上的、直徑相同的圓形板14疊加組成，圓形板14由2個以上內(nèi)徑和外徑逐步增大的環(huán)形板13拼裝而成，每個環(huán)形板13上分布有用于定位連接的通孔。
[0025]在附圖2中，負(fù)重輪系7由不同列數(shù)的負(fù)重輪12組成，并且在履帶4的縱向上是對稱分布且間隔可調(diào)，以便模擬不同數(shù)目的負(fù)重輪12對履帶4接地比壓分布的影響。
[0026]由圖3所示，為了進(jìn)一步模擬不同負(fù)重輪寬度和直徑對履帶4接地壓力的影響，負(fù)重輪12采用不同直徑相同厚度的環(huán)形板13拼裝組合而成。環(huán)形板13的內(nèi)徑和外徑逐步增大，可以拼接成不同直徑的圓形板14，多個相同的圓形板14疊加，可形成不同寬度的負(fù)重輪12 ;在每個環(huán)形板13上分布有一定數(shù)量通孔，這些通孔可以穿入固定帶和圓柱銷進(jìn)行軸向和徑向的固定，進(jìn)而拼接出不同直徑和不同寬度的負(fù)重輪12。
[0027]為了說明本發(fā)明的實用性，現(xiàn)舉例如下:某車輛欲采用2個或者多個履帶行駛裝置，在某類地形上行走，如沙地、耕作土壤、雪地等。以其中某個履帶行走裝置模擬為例說明測試方法。假設(shè)該履帶行走裝置的承重為G，利用本發(fā)明中的模擬測試裝置進(jìn)行接地比壓測試步驟如下:
步驟1:根據(jù)設(shè)計，初步選擇如下參數(shù):履帶寬度B、接地長度L、負(fù)重輪列數(shù)R，每列負(fù)重輪的數(shù)量N1, N2,……Νκ，負(fù)重輪的寬度b，半徑r，各列負(fù)重輪之間的間隔以及每列負(fù)重輪之間的間隔，惰輪的寬度b’、半徑r’，以及惰輪的位置。
[0028]步驟2:根據(jù)車輛行走的地形，調(diào)配土槽中的模擬地形，使其與車輛通過地形的參數(shù)接近。
[0029]步驟3:根據(jù)負(fù)重輪的列數(shù)R，選擇R套負(fù)重輪加載裝置，根據(jù)各列負(fù)重輪之間的間隔，調(diào)整各負(fù)重輪加載裝置之間的間隔。
[0030]步驟4:根據(jù)負(fù)重輪的寬度b和半徑r，以及所使用的負(fù)重輪數(shù)量，裝配出負(fù)重輪，每個負(fù)重輪按此方法裝配，先使用環(huán)形板疊加為圓形板，在將圓形板疊加，插入固定帶和固定銷等。同樣根據(jù)寬度b’、半徑r’裝配出滿足要求的惰輪。
[0031]步驟5:將負(fù)重輪對應(yīng)安裝成負(fù)重輪系，并將各負(fù)重輪系安裝至對應(yīng)的負(fù)重輪加載裝置。
[0032]步驟6:安裝惰輪和履帶如圖1，并調(diào)整履帶橫向位置，使其相對各負(fù)重輪加載裝置橫向居中。 [0033]步驟7:根據(jù)每列負(fù)重輪之間的間隔和履帶的接地長度，調(diào)整各負(fù)重輪加載裝置之間的間隔，負(fù)重輪加載裝置與張緊力加載裝置之間的間隔，以及惰輪的上下位置，惰輪的位置應(yīng)考慮在行走裝置承重G下，模擬地形的沉陷量。
[0034]步驟8:設(shè)定張緊裝置的張緊力為F，該值將在模擬中由張緊力加載裝置保持不變。將張緊力穩(wěn)定加載至F后，將壓力分布感測片或者壓力敏感膠片粘貼至履帶預(yù)接地表面，并連接好壓力分布測試的其他外圍設(shè)備。此時履帶并未接地。
[0035]步驟9:根據(jù)設(shè)計的履帶行走裝置，設(shè)定各負(fù)重輪加載裝置的加載力F1, F2,……Fk，使F1, F2,……Fk與F滿足履帶對地面的總壓力為G。
[0036]步驟10:各負(fù)重輪加載裝置同步緩慢加載，使履帶逐漸接近模擬地形，接近過程中。履帶預(yù)接地表面保持水平。最終使履帶接地，各負(fù)重輪加載裝置的加載力達(dá)到預(yù)設(shè)的F1, F2,......Fr。記錄壓力分布。
[0037]在試驗中，各負(fù)重輪系可采用不同數(shù)量、半徑、寬度和不同間隔的負(fù)重輪，各負(fù)重輪系的間隔可做調(diào)整，并可選用不同寬度的履帶，履帶接地長度也可調(diào)整。根據(jù)所得的壓力分布，依據(jù)相關(guān)的計算推導(dǎo)，可對車輛在該地形上的通過性、行駛阻力、牽引力等等做出預(yù)判，指導(dǎo)履帶行走裝置的設(shè)計，本可根據(jù)需要進(jìn)一步調(diào)整相關(guān)參數(shù)。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而己，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于包括基架(11)、張緊力加載裝置、負(fù)重輪加載裝置及履帶(4)，所述基架(11)為固定臺架，且與地面有穩(wěn)定的連接，基架(11)的下表面并列設(shè)有張緊力加載裝置及數(shù)套獨(dú)立的負(fù)重輪加載裝置，所述張緊力加載裝置與履帶(4)連接，負(fù)重輪加載裝置的下端與履帶(4)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于所述張緊力加載裝置主要由伺服拉力輸出裝置(1)，拉力傳感器(2)，履帶浮動夾具(3)和履帶固定夾具(8)組成，所述伺服拉力輸出裝置(I)的上端與基架(11)固定，伺服拉力輸出裝置(I)的下端經(jīng)過拉力傳感器(2)與履帶浮動夾具(3)連接，履帶浮動夾具(3)與履帶(4)的左端連接，履帶(4)經(jīng)過負(fù)重輪加載裝置后，其右端與履帶固定夾具(8)連接，履帶固定夾具(8)固定在基架(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于還包括惰輪(5)，所述惰輪(5)設(shè)于履帶(4)左端，并與履帶(4)表面接觸，惰輪(5)為位置可調(diào)整的引導(dǎo)輪，且惰輪(5)的輪軸與基架(11)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于所述負(fù)重輪加載裝置主要由伺服拉壓力輸出裝置(10)、拉壓力傳感器(9)和負(fù)重輪系(7)組成，所述伺服拉壓力輸出裝置(10)的上端通過滑槽與基架(11)滑動配合，且伺服拉壓力輸出裝置(10)與基架(11)間設(shè)有緊固螺釘，伺服拉壓力輸出裝置(10)的下端經(jīng)過拉壓力傳感器(9)與負(fù)重輪系(7)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于所述負(fù)重輪系(7)由一個以上的負(fù)重輪(12)組成，并且在履帶(4)的縱向是對稱分布且間隔可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于所述負(fù)重輪(12)是由2個以上的、直徑相同的圓形板(14)疊加組成，圓形板(14)由2個以上內(nèi)徑和外徑逐步增大的環(huán)形板(13)拼裝而成，每個環(huán)形板(13)上分布有用于定位連接的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種履帶接地比壓模擬測試裝置，其特征在于所述履帶(4)為橡膠履帶或者鋼制履帶。
【文檔編號】G01M17/03GK103743579SQ201410000100
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】穆希輝, 呂凱, 杜峰坡, 郭浩亮, 羅磊, 陳建華, 羅賡, 李良春, 姜志保, 馬振書, 宋桂飛 申請人:中國人民解放軍63908部隊