双缸串联驱动汽车纵横双向驻车(附件)
现有机动车纵向驻车性能检测坡道占地面积大、检测地点受限、检测车型有限，财力、人力消耗过多，且横向、纵横双向驻车坡度检测设备较少，为解决此问题，研制了双缸平行串联驱动汽车纵横双向驻车坡度角虚拟仿真检测系统。在双缸平行串联驱动汽车纵横双向驻车坡度角检测系统设计、制作、空载实验的基础上，运用Pro/E软件开发了汽车驻车坡度角检测机构，得到了检测工作台各个零部件及其装配件，进行检测工作台的虚拟仿真，并录制了运动仿真视频。最后基于MATLAB软件自主研发汽车纵横双向驻车坡度角虚拟仿真软件进行计算验证，实现对汽车横向、纵向、纵横双向不同工况的驻车坡度角检测及驻车安全性校验，为提高汽车驻车安全性提供简单有效的解决方法。关键词 汽车驻车，检测，纵向驻车坡度角，横向驻车坡度角，纵横双向驻车坡度角，虚拟仿真，检测软件
目 录
一 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外现状 1
1.3 完成任务及创新点 2
二 汽车纵横双向驻车坡度角检测系统总体设计 2
2.1 汽车纵横双向坡度角检测工作台结构 2
2.2 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构计算 4
2.3 汽车纵横双向驻车坡度角检测工作台零部件的设计 7
2.4 汽车纵横双向驻车坡度角空载检测试验 9
2.5 汽车纵横双向驻车坡度角检测软件设计 11
2.6 汽车纵横双向驻车坡度角检测工作台实物制作及空载实验 12
三 汽车纵横双向坡度角检测机构Pro/e运动仿真 16
3.1 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构三维建模 16
3.2 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构装配 21
3.3 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构运动仿真 24
四 基于MATLAB的汽车纵横双向驻车坡度角虚拟仿真系统软件设计 27
4.1汽车驻车坡度角仿真检测初始状态 30
4.2纵向汽车驻车坡度角仿真检测 30
4.3横向汽车驻车坡度角仿真检测 32
4.3 纵横双向汽车驻车坡度角仿真检测 33
结论 36
致谢 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
37
参考文献 38
在校期间成果 39
附件1 40
附件2 44
一 绪论
1.1 研究背景
随着我国汽车持有量的迅速提高，城市道路上的机动车密度也越来越大，交通事故隐患也原来越严重。汽车的驻车制动性是衡量汽车长时间停放在坡道上的能力，是汽车制动性能之一，也是汽车安全性能之一，直接影响汽车驻车后车、车上人、车上货物及汽车周围环境的安全性。因此为保障道路交通安全，要求机动车具有良好的机动车驻车制动性能。驻车制动性是使汽车在路面（包括斜坡）上停驻时，为防止车辆滑行，以及汽车在坡道上起步时，用以防止车辆后退的能力。
汽车的驻车制动性用汽车驻车坡度角来衡量。当机动车在坡道上停车时，在前后车辆的间距较小的情况下，容易出现刮蹭、溜车、追尾等交通事故。另外，在偏远山区盘山公路或傍山公路等危险路段行车时经常会遇到以下驻车情况：机动车下长坡连续制动，会使冷却水沸腾，制动效能下降，此时需要在坡道上驻车以便散热，继续行驶；机动车在坡道上遇到危险情况时，为规避危险，也会立即强行停车。但当在较大坡度驻车时，或者路面的纵向附着系数、横向附着系数变化时，机动车的最大驻车坡度角也会随之变化，汽车会出现溜车现象，引发危险。考虑汽车需要在纵向坡道及盘山弯道上驻车，因此，需要检测汽车纵向驻车坡度角、横向驻车坡度角及纵横双向驻车坡度角
1.2 国内外现状
现有机动车驻车坡道驻车性能检测都是采用“线上检测”，（即“台式检测”）来替代“坡道检测”，少数机动车检测机构采用驻车检测坡道，但仍没有达到机动车坡道驻车性能检测的相关标准，究其原因是建造驻车检测坡道所需占地面积较大，但多数检测机构并不具备此项条件。台式检测驻车制动效能通常是将驻车制动轴驶上反力式水平滚筒试验台，并以某一车速使车轮向前滚动，然后对其实施驻车制动，用计算机计算出驻车制动力的大小，从而判断驻车检验是否符合规定。但是由于在“无坡”状态下检测，结果与机动车在实际状态下的制动效能存在较大差异。实验台上测得的驻车制动力是按整车质量计算参数的，而在实际坡道上，驻车制动力必须大于整车质量沿坡道向下的重力，且坡度越大，对驻车制动效能的要求越高。另外，由于机动车结构、发动机位置、载荷分配的不同，机动车在上坡和下坡时重心会产生变化，从而使驻车制动效能产生了方向上的差异。
国内已有专家基于ADAMS软件进行了某特种车辆在不同倾斜角度的3D路面转向仿真试验，以横向载荷转移率作为横向坡道转向侧倾稳定性的评价指标,得出结论在不发生侧滑的道路条件下,道路倾斜角度、速度对车辆侧倾稳定性具有一定影响。但并没有人研究过纵横双向机动车最大驻车坡度角。
在张文春主编的《汽车理论》这一教材中指出，鉴定车辆驻车制动性能的驻车制动试验一般分为坡道试验、牵引法试验和台架试验三种方法。而坡道试验应在空载和满载下进行试验，上坡和下坡各进行3次。根据力和力矩平衡条件，分别求出了上、下坡方向的驻车极限坡度角。但此种方法只能求出纵向最大驻车坡度角，横向以及纵横双向最大驻车坡度角无法求出。
此外，虚拟仿真技术的发展也使高校实验方式的发生了巨大变化,虚拟仿真技术实验室教学成为高校实验教学发展的一个新方向。
1.3 完成任务及创新点
1.3.1 完成任务
完成检测系统试验台的虚拟仿真结构设计。
绘制虚拟仿真试验台的装配图和零件图。
进行实物制作、空载实验及虚拟仿真检测试验。
1.3.2 创新点
Pro/E实现虚拟仿真
双缸平行驱动汽车纵横双向驻车坡度角虚拟仿真检测系统主要应用Pro/E软件按照设计的实验台架的结构尺寸绘制零部件，把零部件装配后再进行机构运动虚拟仿真，这种方法利用计算机技术，实现任意坡度、任意附着系数的变化，使得汽车驻车坡度角的测试精度更高，反应更迅速。
检测汽车纵向、横向以及纵横双向最大驻车坡度角。
二 汽车纵横双向驻车坡度角检测系统总体设计
2.1 汽车纵横双向坡度角检测工作台结构
本设计采用虚拟仿真技术，完成了双缸平行驱动汽车驻车坡度角检测系统的创建。包括在Auto CAD软件中绘制机构设计的零件图、装配图，以及在Pro/E软件中机构的仿真设计，通过给予机构一定的举升力和附着系数利用虚拟仿真技术来模拟机构在实际运动的工况，利用MATLAB软件计算出机动车的最大驻车坡度角。
目 录
一 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外现状 1
1.3 完成任务及创新点 2
二 汽车纵横双向驻车坡度角检测系统总体设计 2
2.1 汽车纵横双向坡度角检测工作台结构 2
2.2 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构计算 4
2.3 汽车纵横双向驻车坡度角检测工作台零部件的设计 7
2.4 汽车纵横双向驻车坡度角空载检测试验 9
2.5 汽车纵横双向驻车坡度角检测软件设计 11
2.6 汽车纵横双向驻车坡度角检测工作台实物制作及空载实验 12
三 汽车纵横双向坡度角检测机构Pro/e运动仿真 16
3.1 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构三维建模 16
3.2 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构装配 21
3.3 汽车纵横双向驻车坡度角检测机构运动仿真 24
四 基于MATLAB的汽车纵横双向驻车坡度角虚拟仿真系统软件设计 27
4.1汽车驻车坡度角仿真检测初始状态 30
4.2纵向汽车驻车坡度角仿真检测 30
4.3横向汽车驻车坡度角仿真检测 32
4.3 纵横双向汽车驻车坡度角仿真检测 33
结论 36
致谢 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
37
参考文献 38
在校期间成果 39
附件1 40
附件2 44
一 绪论
1.1 研究背景
随着我国汽车持有量的迅速提高，城市道路上的机动车密度也越来越大，交通事故隐患也原来越严重。汽车的驻车制动性是衡量汽车长时间停放在坡道上的能力，是汽车制动性能之一，也是汽车安全性能之一，直接影响汽车驻车后车、车上人、车上货物及汽车周围环境的安全性。因此为保障道路交通安全，要求机动车具有良好的机动车驻车制动性能。驻车制动性是使汽车在路面（包括斜坡）上停驻时，为防止车辆滑行，以及汽车在坡道上起步时，用以防止车辆后退的能力。
汽车的驻车制动性用汽车驻车坡度角来衡量。当机动车在坡道上停车时，在前后车辆的间距较小的情况下，容易出现刮蹭、溜车、追尾等交通事故。另外，在偏远山区盘山公路或傍山公路等危险路段行车时经常会遇到以下驻车情况：机动车下长坡连续制动，会使冷却水沸腾，制动效能下降，此时需要在坡道上驻车以便散热，继续行驶；机动车在坡道上遇到危险情况时，为规避危险，也会立即强行停车。但当在较大坡度驻车时，或者路面的纵向附着系数、横向附着系数变化时，机动车的最大驻车坡度角也会随之变化，汽车会出现溜车现象，引发危险。考虑汽车需要在纵向坡道及盘山弯道上驻车，因此，需要检测汽车纵向驻车坡度角、横向驻车坡度角及纵横双向驻车坡度角
1.2 国内外现状
现有机动车驻车坡道驻车性能检测都是采用“线上检测”，（即“台式检测”）来替代“坡道检测”，少数机动车检测机构采用驻车检测坡道，但仍没有达到机动车坡道驻车性能检测的相关标准，究其原因是建造驻车检测坡道所需占地面积较大，但多数检测机构并不具备此项条件。台式检测驻车制动效能通常是将驻车制动轴驶上反力式水平滚筒试验台，并以某一车速使车轮向前滚动，然后对其实施驻车制动，用计算机计算出驻车制动力的大小，从而判断驻车检验是否符合规定。但是由于在“无坡”状态下检测，结果与机动车在实际状态下的制动效能存在较大差异。实验台上测得的驻车制动力是按整车质量计算参数的，而在实际坡道上，驻车制动力必须大于整车质量沿坡道向下的重力，且坡度越大，对驻车制动效能的要求越高。另外，由于机动车结构、发动机位置、载荷分配的不同，机动车在上坡和下坡时重心会产生变化，从而使驻车制动效能产生了方向上的差异。
国内已有专家基于ADAMS软件进行了某特种车辆在不同倾斜角度的3D路面转向仿真试验，以横向载荷转移率作为横向坡道转向侧倾稳定性的评价指标,得出结论在不发生侧滑的道路条件下,道路倾斜角度、速度对车辆侧倾稳定性具有一定影响。但并没有人研究过纵横双向机动车最大驻车坡度角。
在张文春主编的《汽车理论》这一教材中指出，鉴定车辆驻车制动性能的驻车制动试验一般分为坡道试验、牵引法试验和台架试验三种方法。而坡道试验应在空载和满载下进行试验，上坡和下坡各进行3次。根据力和力矩平衡条件，分别求出了上、下坡方向的驻车极限坡度角。但此种方法只能求出纵向最大驻车坡度角，横向以及纵横双向最大驻车坡度角无法求出。
此外，虚拟仿真技术的发展也使高校实验方式的发生了巨大变化,虚拟仿真技术实验室教学成为高校实验教学发展的一个新方向。
1.3 完成任务及创新点
1.3.1 完成任务
完成检测系统试验台的虚拟仿真结构设计。
绘制虚拟仿真试验台的装配图和零件图。
进行实物制作、空载实验及虚拟仿真检测试验。
1.3.2 创新点
Pro/E实现虚拟仿真
双缸平行驱动汽车纵横双向驻车坡度角虚拟仿真检测系统主要应用Pro/E软件按照设计的实验台架的结构尺寸绘制零部件，把零部件装配后再进行机构运动虚拟仿真，这种方法利用计算机技术，实现任意坡度、任意附着系数的变化，使得汽车驻车坡度角的测试精度更高，反应更迅速。
检测汽车纵向、横向以及纵横双向最大驻车坡度角。
二 汽车纵横双向驻车坡度角检测系统总体设计
2.1 汽车纵横双向坡度角检测工作台结构
本设计采用虚拟仿真技术，完成了双缸平行驱动汽车驻车坡度角检测系统的创建。包括在Auto CAD软件中绘制机构设计的零件图、装配图，以及在Pro/E软件中机构的仿真设计，通过给予机构一定的举升力和附着系数利用虚拟仿真技术来模拟机构在实际运动的工况，利用MATLAB软件计算出机动车的最大驻车坡度角。
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