[实用新型]一种汽车惯性参数测量试验台

说明书

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种用于测量汽车惯性参数的汽车惯性参数测量试验台。

背景技术

汽车的惯性参数包括整车质量、质心位置坐标、转动惯量和惯性积，对汽车的动力性、平顺性、燃油经济性、避障能力和操纵性有着至关重要的影响，对汽车的稳定性和抗侧翻性能起着决定作用；惯性参数是汽车动力学仿真与控制中的重要参数，为了提高建立的汽车动力学模型的精度，需要较精确的汽车惯性参数值。

汽车惯性参数测量试验台是用来测量惯性参数的试验设备，在实验室台架上模拟车辆的侧倾、俯仰和横摆运动，通过测量每种工况下试验台运动过程中的驱动力和角度的变化，采用动态计算方法得到汽车的惯性参数，从而为汽车动力学仿真与控制提供精确的惯性参数值。

汽车惯性参数测量试验台包括以下测试项目：试验台初始状态为零度时小振幅正弦运动测试，初始状态为侧倾或俯仰倾斜固定角度小振幅正弦运动测试，侧倾、俯仰和横摆正弦运动动态测试。

现有技术中的汽车惯性参数测量试验台，美国专利US005177998A公开了一种汽车质心和转动惯量测量装置，采用“复摆”的原理进行测量，结构庞大，测量程序复杂，能计算出质心高度、侧倾/俯仰/横摆转动惯量，但不能计算出惯性积；德国亚琛工业大学公开了一种汽车转动惯量测量设备，采用的俯仰和横摆驱动机构比较复杂，成本较高，解算方法没有考虑转台摩擦的影响，测量精确度不高。

因此，开发一种专业的惯性参数测量设备，用以改善现有技术的不足，已成为汽车惯性参数测试技术领域迫切的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种汽车惯性参数测量试验台，使其能够精确测量汽车惯性参数，并且应用范围广泛。

本实用新型为解决上述技术问题，通过以下技术方案实现：

一种汽车惯性参数测量试验台，包括支撑系统2、加载系统3、测量系统4、运动平台系统5和控制解算系统6，所述的支撑系统2用于支撑待测车辆1和加载系统3；加载系统3中的三个电动缸驱动运动平台系统5，能够实现运动平台系统5分别绕X、Y和Z轴的转动；运动平台系统5中间下部通过大轴承系统51与支撑系统2连接；测量系统4测量在运动平台系统5和试验车辆1不同运动工况中的转动角度和驱动力；控制解算系统6驱动加载系统3对试验车辆1进行加载，实现设定的运动，并采集测量系统4测得的信号进行计算处理。

具体地，所述的支撑系统2包括底座21、电动缸横向支座22和中间支撑柱23；其中，底座21水平固定在坚实地基上，电动缸横向支座22固定在底座21上相应位置，分别对加载系统3中的俯仰横摆电动缸32和俯仰横摆电动缸33进行支撑，侧倾电动缸31直接支撑在底座21上。

所述的加载系统3包括有侧倾电动缸31、左俯仰横摆电动缸32、右俯仰横摆电动缸33和双铰叉机构34；

其中，侧倾电动缸31垂直安装在底座21和运动平台系统5之间，其下端通过万向节或球轴承与底座21进行球铰连接，前端推杆通过球轴承与运动平台系统5进行球铰连接；左俯仰横摆电动缸32与右俯仰横摆电动缸33的下端分别与电动缸横向支座22的上部通过万向节或球铰进行球铰连接，两个前端的推杆通过双铰交叉机构34与运动平台系统5连接。

所述的双铰叉机构34用于传递俯仰和横摆运动时的驱动力，包含有U型结构341、半U型结构342、交叉滚珠回转轴承343和球铰344；其中，U型结构341安装在左俯仰横摆电动缸32的上部，半U型结构342安装在右俯仰横摆电动缸33的上部，通过球铰344与旋转轴连接；双铰叉机构34通过交叉滚珠回转轴承343与运动平台系统5连接，俯仰横摆二分力传感器412安装在交叉滚珠回转轴承343与运动平台系统5之间。

所述的测量系统4包括力传感器41和角度传感器42；力传感器41包括侧倾单分力传感器411、俯仰横摆二分力传感器412和悬臂梁传感器413；悬臂梁传感器413包括后悬臂梁传感器4131、左悬臂梁传感器4132、右悬臂梁传感器4133和前悬臂梁传感器4134；角度传感器42包括侧倾角度传感器421、俯仰角度传感器422、横摆角度传感器423。

其中侧倾单分力传感器411安装在侧倾电动缸31的前端推杆上，俯仰横摆二分力传感器412安装在双铰交叉机构34与运动平台系统5之间；后悬臂梁传感器4131、左悬臂梁传感器4132、右悬臂梁传感器4133和前悬臂梁传感器4134分别成90度对称分布在运动台架52和大轴承系统51之间；侧倾角度传感器421、俯仰角度传感器422、横摆角度传感器423分别安装在各自的旋转轴上。