[发明专利]一种车辆地面力学参数测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及土壤参数测量技术领域，特别涉及一种车辆地面力学参数测量装置。

背景技术

车辆在路面上的行驶过程中，路面作为支承面，其上的土壤与车轮或者履带等行走机构之间具有相互作用，具体表现为：土壤在车辆重力作用下产生一定的沉陷位移，并对车辆行驶起阻碍作用；同时行走机构通过对土壤的摩擦剪切为车辆前进提供所需的牵引力。如果土壤力学性能好，在相同压力作用下土壤沉陷位移小，对车辆行驶的阻碍也小，并且提供的牵引力也较大，因此车辆更容易通过；相反如果土壤力学性能较差，土壤沉陷位移较大，则车辆容易原地打滑，无法行驶通过，车辆在松软地面的可通过性在很大程度上取决于土壤的力学特性。预测车辆某种路面上的沉陷量和牵引力进而预测其可通过性，必须首先测量出土壤力学参数。

一种典型的车辆地面力学参数测量装置包括安装在竖直导轨上，并能够在竖直导轨上滑动的水平设置的支撑盘，支撑盘的下方固定连接有压板，压板与土壤相接触。在测量土壤力学参数时，在支撑盘上加载方向竖直向下的载荷，支撑盘沿导轨向下运动，从而带动压板压入地面，同时，工作人员测量并记录在不同的加载状况下，压板的压入位移，从而根据不同的加载力和压入位移，得到土壤单位面积压力与土壤沉陷量之间的对应关系。

上述车辆地面力学参数测量装置只能够检测土壤的承压特性，而土壤的力学特性除了承压特性，还包括剪切特性，该装置无法测量土壤剪切特性，无法全面地得到土壤的力学参数；并且，该装置通过工作人员手动地测量和记录压板的压入位移，测量精度较差。

因此，如何同时测量车辆行驶地面的承压特性和剪切特性，从而实现同一仪器较为全面地实现车辆地面力学参数的测量，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆地面力学参数测量装置，其既能够测量地面的承压特性，又能够测量地面的剪切特性，从而实现了同一仪器对地面的力学参数的全面测量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆地面力学参数测量装置，包括壳体、安装于所述壳体内的压扭载荷传递机构，和安装于所述压扭载荷传递机构下端的压板，所述压板与地面相接触，所述压扭载荷传递机构向所述压板施加压力和扭矩。

优选地，所述压扭载荷传递机构包括贯穿所述壳体的上端盖的丝杠，所述上端盖安装有与所述丝杠相配合的螺母，所述丝杠的下端通过传力机构与所述压板连接。

优选地，沿所述壳体的轴向安装有导杆，所述导杆位于所述壳体的内部，所述传力机构包括沿所述导杆轴向滑动的第一传力盘，所述丝杠的下端与所述第一传力盘转动连接。

优选地，所述第一传力盘与所述压板之间安装有称重传感器，所述称重传感器安装于靠近所述压板的一侧。

优选地，所述传力机构还包括位于所述第一传力盘下方的第二传力盘，所述第二传力盘在所述第一传力盘的作用下沿所述导杆的轴向滑动，所述第二传力盘的下端面安装有位移传感器。

优选地，所述第一传力盘上安装有角度传感器；所述第一传力盘上转动连接有第一连接轴，所述角度传感器的转轴周向固定于所述第一连接轴，所述第一连接轴固定连接有蜗轮，所述蜗轮与安装在第一传力盘上的蜗杆相啮合。

优选地，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器的上端与所述第一连接轴固定连接，且其下端通过第二连接轴固定安装于所述压板。

优选地，所述第一传力盘与所述第二传力盘通过套管连接。

优选地，还包括安装于所述壳体外侧壁的支撑机构，所述支撑机构可选择地支承于地面。

优选地，所述支撑机构包括竖支架和接地踏板，所述竖支架的上端铰接于所述壳体，其下端与所述接地踏板铰接。

优选地，所述支撑机构还包括安装于所述壳体与所述竖支架之间的斜撑部件。

优选地，所述斜撑部件包括两端分别安装有第一斜撑筒盖和第二斜撑筒盖的斜撑筒，所述第一斜撑筒盖与所述壳体铰接；所述斜撑筒内部安装有滑块、传动杆和压缩弹簧，所述滑块与所述传动杆螺纹联接，且沿所述斜撑筒的轴向滑动，所述压缩弹簧的一端与所述第二斜撑筒盖固定，其另一端与所述滑块固定连接；所述滑块上安装有挡杆，所述挡杆与所述滑块螺纹联接，且在所述斜撑筒的长圆孔槽中滑动。