一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其操作方法，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括：檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(Ⅳ)、無線駕駛控制模塊(Ⅴ)、被測(cè)車輛(Ⅵ)和試驗(yàn)場(chǎng)(Ⅶ)，被測(cè)車輛(Ⅵ)結(jié)構(gòu)參數(shù)能調(diào)整，檢測(cè)模塊與被測(cè)車輛(Ⅵ)連接，測(cè)得不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下車輛的側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法可研究鉸接車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其側(cè)傾穩(wěn)定性的影響，并可以改變?cè)囼?yàn)場(chǎng)(Ⅶ)的設(shè)置模擬實(shí)際工況，本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單易行，所獲數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。
【專利說明】一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其操作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程車輛實(shí)驗(yàn)測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種研究結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以通過改變被測(cè)車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及設(shè)置不同試驗(yàn)場(chǎng)，研究在多種工況下，鉸接車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。

【背景技術(shù)】
[0002]鉸接轉(zhuǎn)向車輛行駛地面復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，車輛結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，尤其是車輛在承載時(shí)，重心上移，翻車事故頻發(fā)，致使駕駛?cè)藛T的安全受到嚴(yán)重威脅。同時(shí)，有學(xué)者指出，鉸接轉(zhuǎn)向車輛在彎道上的翻車事故次數(shù)占各種事故總數(shù)的30%，說明其側(cè)傾穩(wěn)定性較差。為了提高鉸接轉(zhuǎn)向車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性，對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性尤其是其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響的研究具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有的鉸接車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響的研究方法主要是建立數(shù)學(xué)模型或者動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行求解仿真，這種研究方法雖然節(jié)省成本，減少周期，但仿真環(huán)境與真實(shí)的相差太大，求解結(jié)果不能令人信服。由于真車實(shí)驗(yàn)成本太高，危險(xiǎn)性大，為了更方便、真實(shí)充分的研究鉸接車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性的影響，有必要開發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)合理且能完全滿足實(shí)驗(yàn)研究要求的試驗(yàn)系統(tǒng)并給出其操作方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法可以檢測(cè)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響，以及在不同路面工況中研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括:檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊IV、無線駕駛控制模塊V、被測(cè)車輛VI和試驗(yàn)場(chǎng)VL其特征在于，所述被測(cè)車輛VI的結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行調(diào)整，包括重心、前后軸距、前后輪距以及后橋擺動(dòng)角；所述檢測(cè)模塊包括用于測(cè)量被測(cè)車輛VI后橋23的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度的側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、用于測(cè)量被測(cè)車輛VI后車架27的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度和側(cè)向加速度的慣性檢測(cè)模塊II和用于測(cè)量被測(cè)車輛VI鉸接轉(zhuǎn)向角度的鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III，其分別與被測(cè)車輛VI連接，測(cè)得不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0007]所述側(cè)傾角檢測(cè)模塊由側(cè)傾角傳感器1、角速度傳感器29和A/D轉(zhuǎn)換器2組成，其中，側(cè)傾角傳感器I和角速度傳感器29安裝在被測(cè)車輛VI的后橋23上，并分別與A/D轉(zhuǎn)換器2通過數(shù)據(jù)線連接；
[0008]所述慣性檢測(cè)模塊II包含慣性測(cè)量單元4，慣性測(cè)量單元4固定在后車架上，位于被測(cè)車輛VI前后車架鉸接點(diǎn)的正下方，所述慣性測(cè)量單元4直接與數(shù)據(jù)處理模塊IV連接；
[0009]所述鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III由位移傳感器6和A/D轉(zhuǎn)換器7組成，位移傳感器6兩端分別與被測(cè)車輛VI前后車架鉸接連接，并與A/D轉(zhuǎn)換器7通過數(shù)據(jù)線連接。
[0010]所述數(shù)據(jù)處理模塊IV由數(shù)據(jù)采集卡3、計(jì)算機(jī)5、顯示器9和外殼10組成，通過計(jì)算機(jī)5直接讀取慣性測(cè)量單元4輸送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理并保存；并將位移傳感器6測(cè)量到的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成鉸接轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)。
[0011]所述無線駕駛控制模塊V由控制手柄11和無線控制器8組成，其中，控制手柄11并通過無線方式向無線控制器8發(fā)射控制信號(hào)，無線控制器8通過光纜與被測(cè)車輛VI的轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26及電動(dòng)機(jī)連接，通過?呆縱控制手柄11上的按鈕控制轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26和電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而控制被測(cè)車輛VI的鉸接轉(zhuǎn)向角度及速度。
[0012]所述試驗(yàn)場(chǎng)Vn主要由路面13構(gòu)成，所述路面13根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求設(shè)置障礙或改變坡度。
[0013]所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的操作方法包括以下步驟:
[0014]第一步:將所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的各組成部分安裝連接；
[0015]第二步:啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊IV、無線駕駛控制模塊V以及被測(cè)車輛VI確保各組成部分正常工作；
[0016]第三步:根據(jù)鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響研究實(shí)驗(yàn)工況要求，設(shè)置試驗(yàn)場(chǎng)VL模擬實(shí)際工況；
[0017]第四步:調(diào)整被測(cè)車輛VI結(jié)構(gòu)參數(shù)；
[0018]第五步:調(diào)節(jié)無線駕駛控制模塊V，控制被測(cè)車輛VI的速度及方向，在試驗(yàn)場(chǎng)Vn中完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)作；
[0019]第六步:通過側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、慣性檢測(cè)模塊I1、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III及數(shù)據(jù)處理模塊IV，檢測(cè)并獲得被測(cè)車輛VI后橋23的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度以及測(cè)量被測(cè)車輛VI后車架27的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度、側(cè)向加速度；
[0020]第七步:利用獲得的側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度數(shù)據(jù)，其數(shù)值越大，側(cè)傾穩(wěn)定性越差，進(jìn)而獲得各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0021]所述第三步中模擬的實(shí)際工況包括平路轉(zhuǎn)彎工況、直線行駛越障工況、斜坡轉(zhuǎn)向越障工況。
[0022]所述第四步中調(diào)整被測(cè)車輛VI的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括軸距、重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度。
[0023]所述第五步中控制被測(cè)車輛VI的速度及方向，在檢測(cè)同一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，應(yīng)保證被測(cè)車輛VI的速度相同。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明建立了一套能單獨(dú)分析和研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和方法，其更安全、真實(shí)地研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。同時(shí)，本發(fā)明將側(cè)傾穩(wěn)定性所需要的系統(tǒng)整合在一起，可以對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)。并且，被測(cè)車輛VI簡(jiǎn)單實(shí)用，拆卸方便，實(shí)驗(yàn)安全數(shù)據(jù)可靠真實(shí)。另外，本發(fā)明可以通過改變地面參數(shù)來完成不同測(cè)試條件下鉸接轉(zhuǎn)向車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性研究，可見本發(fā)明通用性強(qiáng)，節(jié)省成本，操作簡(jiǎn)單，具有很好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成示意圖
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作方法流程圖
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中被測(cè)車輛結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的平路轉(zhuǎn)彎工況實(shí)驗(yàn)示意圖
[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的直線行駛越障工況實(shí)驗(yàn)示意圖
[0032]圖7為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的斜坡轉(zhuǎn)向越障工況實(shí)驗(yàn)示意圖
[0033]圖中:
[0034]1-側(cè)傾角檢測(cè)模塊，I1-慣性測(cè)量單元模塊，II1-鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊，IV-數(shù)據(jù)處理模塊，V -無線駕駛控制模塊，V1-被測(cè)車輛，νπ -試驗(yàn)場(chǎng)
[0035]1-側(cè)傾角傳感器，2-A/D轉(zhuǎn)換器，3-數(shù)據(jù)采集卡，4-慣性測(cè)量單元，5-計(jì)算機(jī)，6-位移傳感器，7-A/D轉(zhuǎn)換器，8-無線控制器，9-顯示器，10-外殼，11-控制手柄，12-路面，13-輪胎，14-上支架，15-擺動(dòng)橋固定板，16-配重塊，17-配重箱，18-后車體，19-限位滑塊，20-限位滑槽，21-上擺動(dòng)橋，22-下擺動(dòng)橋，23-后橋，24-前車架，25-配重，26-轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸，27-后車架，28-結(jié)構(gòu)可調(diào)鉸接轉(zhuǎn)向試驗(yàn)車，29-角速度傳感器

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明中技術(shù)方案的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0037]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響研究實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、慣性測(cè)量單元模塊I1、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊II1、數(shù)據(jù)處理模塊IV、無線駕駛控制模塊V、被測(cè)車輛VI和試驗(yàn)場(chǎng)νπ組成。所述的側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、慣性測(cè)量單元模塊I1、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III通過電纜與數(shù)據(jù)處理模塊IV相連，其中，側(cè)傾角檢測(cè)模塊I放置在被測(cè)車輛VI的后橋上，慣性測(cè)量單元模塊II放置在后車架27前端鉸接點(diǎn)正下方，鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III與前、后車架鉸接連接，數(shù)據(jù)處理模塊IV放置在后車架27前端位置。
[0038]所述的側(cè)傾角檢測(cè)模塊I由側(cè)傾角傳感器1、角速度傳感器29和A/D轉(zhuǎn)換器2組成。側(cè)傾角傳感器I和角速度傳感器29通過擺動(dòng)橋固定板15安裝在被測(cè)車輛VI的后車架27后橋上。側(cè)傾角檢測(cè)模塊I角速度傳感器29用以測(cè)量被測(cè)車輛VI后橋23的側(cè)傾角和側(cè)傾角速度，并通過A/D轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與數(shù)據(jù)采集卡3相連，輸送入數(shù)據(jù)處理模塊IV中進(jìn)行處理并保存。
[0039]所述的慣性測(cè)量單元模塊II由慣性測(cè)量單元4組成，可以測(cè)量被測(cè)車輛VI后車體18的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度、側(cè)向加速度等，其放置在被測(cè)車輛VI的鉸接點(diǎn)正下方并與后車體18固定相連，通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)5直接相連，由于計(jì)算機(jī)中安裝有數(shù)據(jù)采集軟件，通過數(shù)據(jù)線接收的數(shù)據(jù)直接可以由數(shù)據(jù)采集軟件讀取并處理分析，數(shù)據(jù)不需要轉(zhuǎn)換即可直接輸入到數(shù)據(jù)處理模塊IV進(jìn)行分析并保存。
[0040]所述的鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III由位移傳感器6和A/D轉(zhuǎn)換器7組成。位移傳感器6兩端分別與被測(cè)車輛VI的前后車架鉸接連接，并與數(shù)據(jù)處理模塊IV的數(shù)據(jù)采集卡3通過數(shù)據(jù)線相連。鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III通過測(cè)量被測(cè)車輛VI轉(zhuǎn)向過程中位移傳感器6兩端鉸接點(diǎn)之間的位移，通過A/D轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與數(shù)據(jù)采集卡3相連，輸送入數(shù)據(jù)處理模塊IV，通過在計(jì)算機(jī)5中編好的計(jì)算程序把位移轉(zhuǎn)換成被測(cè)車輛VI的轉(zhuǎn)向鉸接角度。
[0041]如圖3所示，被測(cè)車輛VI是一種結(jié)構(gòu)可調(diào)的鉸接轉(zhuǎn)向試驗(yàn)車，由前車架24、后車架27、轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26、配重25組成。后車架27由后車體18、上擺動(dòng)橋21、下擺動(dòng)橋22、后橋23和輪胎13組成。前車架24和后車架27之間采用旋轉(zhuǎn)鉸接，轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26兩端分別與前車架24和后車架27鉸接連接。前、后車架上的配重箱17內(nèi)都放置有配重塊16。通過轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26的伸長和收縮來實(shí)現(xiàn)被測(cè)車輛VI的轉(zhuǎn)向。該轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26通過電纜與無線駕駛控制模塊V的無線控制器8相連，可以接受無線駕駛控制模塊V的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)無線控制轉(zhuǎn)向。同時(shí)，該車輛可以通過分別改變其重心位置、軸距、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度來研究各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。其中，通過改變前后車架的配重箱17前后、左右位置來改變前后車架的重心，進(jìn)而改變被測(cè)車輛的重心；通過改變上支架14在前車架24或上擺動(dòng)橋21在后車架27中的縱向位置可以改變前軸距和后軸距，進(jìn)而改變軸距；通過改變前橋和后橋的輪距進(jìn)而改變輪距；上擺動(dòng)橋21和下擺動(dòng)橋22之間鉸接連接，可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，通過改變限位滑塊19在限位滑槽20中的相對(duì)位置來決定上、下擺動(dòng)橋相對(duì)擺動(dòng)角度。同時(shí)，該車輛后橋集成了電動(dòng)機(jī)和差速器，后輪驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過電纜與無線駕駛控制模塊V的無線控制器8相連，可以接收無線駕駛控制模塊V的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)車輛VI的啟停、速度大小控制。
[0042]所述的數(shù)據(jù)處理模塊IV由數(shù)據(jù)采集卡3、計(jì)算機(jī)5、顯示器9和外殼10組成。所述的數(shù)據(jù)采集卡3可對(duì)多路傳感器收入信號(hào)進(jìn)行快速處理。所述的計(jì)算機(jī)5配有分析軟件，可以及時(shí)完成數(shù)據(jù)分析與存取。顯示器9供實(shí)驗(yàn)人員觀察輸入數(shù)據(jù)處理模塊IV的數(shù)據(jù)。所述的外殼10將計(jì)算機(jī)5和顯示器9整合在一起并安裝于被測(cè)車輛VI的后車架27前端，數(shù)據(jù)采集卡3放置在被測(cè)車輛VI后車架27的配重箱17內(nèi)。
[0043]所述的無線駕駛控制模塊V由控制手柄11和無線控制器8組成?？刂剖直?1可以通過無線方式向無線控制器8發(fā)射控制信號(hào)。通過操縱控制手柄11上不同按鈕來控制轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸26和電動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)被測(cè)車輛VI的轉(zhuǎn)向、啟停和速度大小的控制。
[0044]所述的試驗(yàn)場(chǎng)VII由路面12組成。所述的路面12可以進(jìn)行設(shè)障或坡度的改變來滿足鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性研究實(shí)驗(yàn)的不同條件要求。如圖4-6所示，分別為:平面轉(zhuǎn)彎工況，直線行駛越障工況，斜坡轉(zhuǎn)向越障工況。
[0045]一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的操作方法，具體步驟如下:
[0046]由于直線行駛越障工況在行駛過程中，前輪完全離開障礙后輪才會(huì)遇到障礙，有明顯的階段區(qū)分，便于處理數(shù)據(jù)；斜坡轉(zhuǎn)向越障工況實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓被測(cè)車輛VI在水平路面上行駛一定距離，然后在坡路上進(jìn)行轉(zhuǎn)向越障，便于分析數(shù)據(jù)，所以將試驗(yàn)場(chǎng)νπ設(shè)置為平路轉(zhuǎn)彎工況、直線行駛越障工況、斜坡轉(zhuǎn)向越障工況，如圖5至7所示，下面就分三組實(shí)施例分別模擬以上三種工況對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行具體說明。
[0047]實(shí)施例一:
[0048]平路轉(zhuǎn)向工況，如圖5所示
[0049]第一步:將所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的各組成部分安裝連接，將各檢測(cè)模塊安裝在鉸接轉(zhuǎn)向被測(cè)車輛正確的位置上，并進(jìn)行連接和標(biāo)定，用外殼10將計(jì)算機(jī)5和顯示器9整合在一起并安裝于被測(cè)車輛VI的后車架27前端，數(shù)據(jù)采集卡3及無線控制器8放置在被測(cè)車輛后車架27的配重箱17內(nèi)，保證系統(tǒng)各組成能正常協(xié)調(diào)工作；
[0050]第二步:啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊IV、無線駕駛控制模塊V以及被測(cè)車輛VI啟動(dòng)計(jì)算機(jī)5，打開各模塊檢測(cè)設(shè)備，檢查能否正常工作，確保各組成部分運(yùn)行正常；
[0051]第三步:根據(jù)鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響研究實(shí)驗(yàn)工況要求，設(shè)置試驗(yàn)場(chǎng)VL模擬實(shí)際平路轉(zhuǎn)向工況；
[0052]第四步:調(diào)整被測(cè)車輛VI結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)整前軸距，保持重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度不變，后軸距不變；
[0053]第五步:調(diào)節(jié)無線駕駛控制模塊V，控制被測(cè)車輛VI的速度及方向，在試驗(yàn)場(chǎng)νπ中完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)作。被測(cè)車輛VI以相同的速度及相同的轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)向；
[0054]第六步:通過側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、慣性檢測(cè)模塊I1、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III及數(shù)據(jù)處理模塊IV，檢測(cè)并獲得被測(cè)車輛VI后橋23的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度以及測(cè)量被測(cè)車輛VI后車架27的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度、側(cè)向加速度；
[0055]重復(fù)第四步至第六步，調(diào)整被測(cè)車輛VI前軸距，使前軸距從小到大變化，獲得多組側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度數(shù)據(jù)。
[0056]第七步:觀察分析側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度隨前軸距改變?nèi)绾巫兓?，?cè)傾角速度、偵_角和側(cè)向加速度越小，越平穩(wěn)，說明車輛側(cè)傾穩(wěn)定性越好，反之越差，進(jìn)而獲得鉸接轉(zhuǎn)向車輛的前軸距對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0057]在以上七個(gè)步驟中，調(diào)整第四步:分別改變后軸距、重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度，其中，當(dāng)調(diào)整其中一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)均保持不變。其他驟不變，可獲得在平路轉(zhuǎn)向工況中，不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0058]實(shí)施例二:
[0059]直線行駛越障工況，如圖6所示
[0060]第一步:將所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的各組成部分安裝連接，將各檢測(cè)模塊安裝在鉸接轉(zhuǎn)向被測(cè)車輛正確的位置上，并進(jìn)行連接和標(biāo)定，用外殼10將計(jì)算機(jī)5和顯示器9整合在一起并安裝于被測(cè)車輛VI的后車架27前端，數(shù)據(jù)采集卡3及無線控制器8放置在被測(cè)車輛后車架27的配重箱17內(nèi)，保證系統(tǒng)各組成能正常協(xié)調(diào)工作；
[0061]第二步:啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊IV、無線駕駛控制模塊V以及被測(cè)車輛VI啟動(dòng)計(jì)算機(jī)5，打開各模塊檢測(cè)設(shè)備，檢查能否正常工作，確保各組成部分運(yùn)行正常；
[0062]第三步:根據(jù)鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響研究實(shí)驗(yàn)工況要求，設(shè)置試驗(yàn)場(chǎng)VL模擬實(shí)際直線行駛越障工況；
[0063]第四步:調(diào)整被測(cè)車輛VI結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)整前軸距，保持重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度不變，后軸距不變；
[0064]第五步:調(diào)節(jié)無線駕駛控制模塊V，控制被測(cè)車輛VI的速度及方向，在試驗(yàn)場(chǎng)νπ中完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)作。被測(cè)車輛VI以相同的速度直線行駛越障；
[0065]第六步:通過側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、慣性檢測(cè)模塊I1、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III及數(shù)據(jù)處理模塊IV，檢測(cè)并獲得被測(cè)車輛VI后橋23的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度以及測(cè)量被測(cè)車輛VI后車架27的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度、側(cè)向加速度；
[0066]重復(fù)第四步至第六步，調(diào)整被測(cè)車輛VI前軸距，使前軸距從小到大變化，獲得多組側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度數(shù)據(jù)。
[0067]第七步:觀察分析側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度隨前軸距改變?nèi)绾巫兓?，?cè)傾角速度、偵_角和側(cè)向加速度越小，越平穩(wěn)，說明車輛側(cè)傾穩(wěn)定性越好，反之越差，進(jìn)而獲得鉸接轉(zhuǎn)向車輛的前軸距對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0068]在以上七個(gè)步驟中，調(diào)整第四步:分別改變后軸距、重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度，其中，當(dāng)調(diào)整其中一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)均保持不變。其他驟不變，可獲得在直線行駛越障工況中，不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0069]實(shí)施例三:
[0070]斜坡轉(zhuǎn)向越障工況，如圖7所示
[0071]第一步:將所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的各組成部分安裝連接，將各檢測(cè)模塊安裝在鉸接轉(zhuǎn)向被測(cè)車輛正確的位置上，并進(jìn)行連接和標(biāo)定，用外殼10將計(jì)算機(jī)5和顯示器9整合在一起并安裝于被測(cè)車輛VI的后車架27前端，數(shù)據(jù)采集卡3及無線控制器8放置在被測(cè)車輛后車架27的配重箱17內(nèi)，保證系統(tǒng)各組成能正常協(xié)調(diào)工作；
[0072]第二步:啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊IV、無線駕駛控制模塊V以及被測(cè)車輛VI啟動(dòng)計(jì)算機(jī)5，打開各模塊檢測(cè)設(shè)備，檢查能否正常工作，確保各組成部分運(yùn)行正常；
[0073]第三步:根據(jù)鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響研究實(shí)驗(yàn)工況要求，設(shè)置試驗(yàn)場(chǎng)VL模擬實(shí)際直線行駛越障工況；
[0074]第四步:調(diào)整被測(cè)車輛VI結(jié)構(gòu)參數(shù)，調(diào)整前軸距，保持重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度不變，后軸距不變；
[0075]第五步:調(diào)節(jié)無線駕駛控制模塊V，控制被測(cè)車輛VI的速度及方向，在試驗(yàn)場(chǎng)νπ中完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)作。被測(cè)車輛VI首先在平路上直線行駛一段距離，然后在斜坡上行駛并以相同的速度和轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)向；
[0076]第六步:通過側(cè)傾角檢測(cè)模塊1、慣性檢測(cè)模塊I1、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊III及數(shù)據(jù)處理模塊IV，檢測(cè)并獲得被測(cè)車輛VI的側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度；
[0077]重復(fù)第四步至第六步，調(diào)整被測(cè)車輛VI前軸距，使前軸距從小到大變化，獲得多組側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度數(shù)據(jù)。
[0078]第七步:觀察分析側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度隨前軸距改變?nèi)绾巫兓瑐?cè)傾角速度、偵_角和側(cè)向加速度越小，越平穩(wěn)，說明車輛側(cè)傾穩(wěn)定性越好，反之越差，進(jìn)而獲得鉸接轉(zhuǎn)向車輛的前軸距對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0079]在以上七個(gè)步驟中，調(diào)整第四步:分別改變后軸距、重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度，其中，當(dāng)調(diào)整其中一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)均保持不變。其他驟不變，可獲得在斜坡轉(zhuǎn)向越障工況中，不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
[0080]此外，如果測(cè)得數(shù)據(jù)曲線相距太近難以處理比較，可以選擇以下優(yōu)選方案進(jìn)行處理:在平路轉(zhuǎn)向工況中，可以增大軸距、轉(zhuǎn)彎速度變化區(qū)間的2-4倍或減小轉(zhuǎn)彎半徑變化區(qū)間的1/2-1/4倍；在直線行駛越障工況中，可以增大軸距、障礙高度或者車速變化區(qū)間的2-4倍；在斜坡轉(zhuǎn)向工況中，可以增大軸距、斜坡坡度角或者轉(zhuǎn)彎速度變化區(qū)間的2-4倍。
【權(quán)利要求】
1.一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括:檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(IV )、無線駕駛控制模塊(V )、被測(cè)車輛(W )和試驗(yàn)場(chǎng)(νπ)，其特征在于，所述被測(cè)車輛(VI)的結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行調(diào)整，包括重心、前后軸距、前后輪距以及后橋擺動(dòng)角；所述檢測(cè)模塊包括用于測(cè)量被測(cè)車輛(VI)后橋(23)的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度的側(cè)傾角檢測(cè)模塊(I )、用于測(cè)量被測(cè)車輛(VI)后車架(27)的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度和側(cè)向加速度的慣性檢測(cè)模塊(II )和用于測(cè)量被測(cè)車輛(VI)鉸接轉(zhuǎn)向角度的鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊(III)，其分別與被測(cè)車輛(VI)連接，測(cè)得不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于， 所述側(cè)傾角檢測(cè)模塊由側(cè)傾角傳感器(I)、角速度傳感器(29)和A/D轉(zhuǎn)換器(2)組成，其中，側(cè)傾角傳感器(I)和角速度傳感器(29)安裝在被測(cè)車輛(VI)的后橋(23)上，并分別與A/D轉(zhuǎn)換器(2)通過數(shù)據(jù)線連接； 所述慣性檢測(cè)模塊(II )包含慣性測(cè)量單元(4)，慣性測(cè)量單元(4)固定在后車架上，位于被測(cè)車輛(VI)前后車架鉸接點(diǎn)的正下方，所述慣性測(cè)量單元(4)直接與數(shù)據(jù)處理模塊(IV )連接； 所述鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊(III)由位移傳感器(6)和A/D轉(zhuǎn)換器(7)組成，位移傳感器(6)兩端分別與被測(cè)車輛(VI)前后車架鉸接連接，并與A/D轉(zhuǎn)換器(7)通過數(shù)據(jù)線連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊(IV)由數(shù)據(jù)采集卡(3)、計(jì)算機(jī)(5)、顯示器(9)和外殼(10)組成，通過計(jì)算機(jī)(5)直接讀取慣性測(cè)量單元(4)輸送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理并保存；并將位移傳感器(6)測(cè)量到的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成鉸接轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1或2所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線駕駛控制模塊(V )由控制手柄(11)和無線控制器(8)組成，其中，控制手柄(11)并通過無線方式向無線控制器(8)發(fā)射控制信號(hào)，無線控制器(8)通過光纜與被測(cè)車輛(VI)的轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸(26)及電動(dòng)機(jī)連接，通過操縱控制手柄(11)上的按鈕控制轉(zhuǎn)向電動(dòng)缸(26)和電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而控制被測(cè)車輛(VI)的鉸接轉(zhuǎn)向角度及速度。
5.如權(quán)利要求1或2所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗(yàn)場(chǎng)(νπ)主要由路面(13)構(gòu)成，所述路面(13)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求設(shè)置障礙或改變坡度。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的操作方法包括以下步驟: 第一步:將所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的各組成部分安裝連接； 第二步:啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊(IV )、無線駕駛控制模塊(V )以及被測(cè)車輛(W )確保各組成部分正常工作； 第三步:根據(jù)鉸接轉(zhuǎn)向車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)側(cè)傾穩(wěn)定性影響研究實(shí)驗(yàn)工況要求，設(shè)置試驗(yàn)場(chǎng)(νπ)，模擬實(shí)際工況； 第四步:調(diào)整被測(cè)車輛(W)結(jié)構(gòu)參數(shù)； 第五步:調(diào)節(jié)無線駕駛控制模塊(V )，控制被測(cè)車輛(VI)的速度及方向，在試驗(yàn)場(chǎng)(νπ)中完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)作； 第六步:通過側(cè)傾角檢測(cè)模塊(I )、慣性檢測(cè)模塊(II )、鉸接轉(zhuǎn)向角檢測(cè)模塊(III)及數(shù)據(jù)處理模塊(IV)，檢測(cè)并獲得被測(cè)車輛(VI)后橋(23)的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度以及測(cè)量被測(cè)車輛(VI)后車架(27)的側(cè)傾角、側(cè)傾角速度和側(cè)向加速度； 第七步:利用獲得的側(cè)傾角速度、側(cè)傾角和側(cè)向加速度數(shù)據(jù)，其數(shù)值越大，側(cè)傾穩(wěn)定性越差，進(jìn)而獲得各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。
7.如權(quán)利要求6所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作方法，其特征在于，所述第三步中模擬的實(shí)際工況包括平路轉(zhuǎn)彎工況、直線行駛越障工況以及斜坡轉(zhuǎn)向越障工況。
8.如權(quán)利要求6所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作方法，其特征在于，所述第四步中調(diào)整被測(cè)車輛(VI)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括軸距、重心、輪距和擺動(dòng)橋擺動(dòng)角度。
9.如權(quán)利要求6所述一種研究鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作方法，其特征在于，所述第五步中控制被測(cè)車輛(VI)的速度及方向，在檢測(cè)同一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，應(yīng)保證被測(cè)車輛(VI)的速度相同。
【文檔編號(hào)】G01M17/06GK104165774SQ201410453269
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】王國強(qiáng), 李凱, 李學(xué)飛, 劉會(huì)凱, 趙寰宇, 李剛, 冉翌正 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)