[发明专利]一种路面能量采集测试系统及方法

权利要求书

1.一种路面能量采集测试系统，其特征在于，包括基架、固定在基架上的动力装置、车轮模拟装置、能量采集模块(16)、加载装置以及数据采集和分析装置；基架包括底座(10)、固定在底座(10)上的电机支撑光轴(9)、固定在底座(10)上的轴承座支撑光轴(17)、固定于底座(10)上的支撑横梁(6)，轴承座支撑光轴(17)用于支撑轴承座(4)；动力装置为车轮模拟装置提供车轮转动的动力，以模拟车轮碾压的实际工况；能量采集模块(16)与加载装置连接，加载装置为能量采集模块(16)提供加载，将能量采集模块压紧在车轮模拟装置的车轮上，以模拟不同加载力的实际工况；数据采集和分析装置采集能量采集模块的能量采集容量及效率数据并加以分析；车轮模拟装置包括两个加载轮架(5)、用于支撑加载轮架(5)的轴承座(4)、用于连续对能量采集模块(16)加载的车轮(7)和传动主轴(8)，两个加载轮架(5)对称安装在支撑横梁(6)的两侧；加载轮架(5)是以两块圆盘形的加载轮架轮板(21)与加载轮架套筒(23)焊接固定在一起，构成车轮(7)安装骨架，加载轮架轮板(21)设计为轮辐式结构以减轻加载轮架(5)的自身重量，两块加载轮架轮板(21)的圆周上均匀开设多个轴通孔(22)，通过该多个轴通孔(22)以及螺栓(20)螺母(18)，将多个车轮(7)安装在加载轮架(5)上，车轮(7)的轮毂上安装轴承，车轮(7)能够绕轴自转，每一个车轮(7)的两侧匹配安装有轴套(19)用于将车轮(7)定位。

2.根据权利要求1所述的路面能量采集测试系统，其特征在于，能量采集模块(16)包括方盒(26)、顶板(24)、压力缩放器(29)、支撑柱(32)、陶瓷压电片(30)和硅胶垫(31)，方盒(26)为一面无盖的长方体或正方体盒子，无盖一面采用顶板(24)盖住，顶板(24)下方通过固定于方盒(26)四面的四个支撑柱(32)支撑，方盒(26)底部有一空腔，该空腔内自下而上依次为硅胶垫(31)、若干枚陶瓷压电片(30)、硅胶垫(31)和压力缩放器(29)，压力缩放器(29)的上部为一段圆柱体，该圆柱体与顶板(24)所开圆孔间隙配合，圆柱体上平面与顶板(24)上表面平齐，压力缩放器(29)的底部为四棱台结构，压力缩放器(29)的底部通过上层的硅胶垫(31)加载在陶瓷压电片(30)上；设置两个能量采集模块(16)与两个加载轮架(5)对应，两个能量采集模块(16)对称置于托盘(11)内。

3.根据权利要求2所述的路面能量采集测试系统，其特征在于，动力装置包括安装在电机支撑光轴(9)上的变频调速电动机(1)、与变频调速电动机(1)连接的二级斜齿轮减速器(2)、与二级斜齿轮减速器(2)输出轴连接的柱销联轴器(3)。

4.根据权利要求3所述的路面能量采集测试系统，其特征在于，加载装置包括以螺栓固定于底座(10)上的立式液压缸(13)、托盘(11)、光轴(12)、滑套(15)、压力传感器(28)，光轴(12)通过固定支撑座(14)固定在底座(10)上，立式液压缸(13)通过托盘上的通孔(27)和螺栓(25)与托盘(11)底部固定在一起，滑套(15)固定在托盘(11)的两边上，滑套(15)套在光轴(12)上，这样托盘就能够沿着光轴(12)上下滑动，其中一个能量采集模块(16)内设置有压力传感器(28)，该压力传感器固定于压力缩放器(29)顶部开设的一凹槽内，用于测量加载压力。

5.根据权利要求1所述的路面能量采集测试系统，其特征在于，支撑横梁(6)包括支撑光轴(33)、横梁(35)和筋板(34)，筋板(34)固定连接在支撑光轴(33)和横梁(35)之间的夹角位置，横梁(35)中部开设有通孔用以固定深沟球轴承(36)的轴承座(37)，该轴承座(37)内安装有深沟球轴承(36)，传动主轴(8)套在深沟球轴承(36)内。

6.根据权利要求2所述的路面能量采集测试系统，其特征在于，加载轮架(5)正下方与两个能量采集模块(16)对齐，顶板(24)上所开圆孔的直径与车轮(7)轮胎轮宽一致，这样车轮能量能够充分作用在压力缩放器(29)的顶部。