双缸并联驱动汽车纵横双向驻车坡度角检测系统的研制结构研制(附件)
本设计在充分研究了国内外汽车驻车坡度角检测存在的问题后，提出了一个全新的方案。试验台由两个液压缸并联组成一套两自由度的检测平台，不仅能检测汽车横向驻车坡度角，纵向驻车坡度角，还能检测出汽车在纵横双向上任意角度的驻车坡度角。试验台操作方便并且它具有结构强度高、测试范围广、测试结果准确等多方面优点。不仅能有效检测出汽车驻车坡度角，同时还节约了大量的测试成本，并且测试操作也较为简便。相信该试验台一定能够有效地提高汽车的使用安全性。关键词 驻车坡度角，试验台，纵横双向，双缸并联目 录
1 引言 1
1.1 国内外有关坡度角检测试验台的研究概况 1
1.2 课题的背景与意义 2
1.3 目前汽车制动检测时常出现的问题 3
1.4 本文主要研究内容 3
1.5 创新点 3
2 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的总体设计 3
2.1 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台应达到的技术要求 3
2.2 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的工作原理 3
2.3 坡度角检测试验台的总体结构 4
2.4 平台自由度的计算 6
3 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台受力分析计算 6
3.1 双缸并联驱动汽车纵横双向驻车坡度角检测试验台的质量的计算 6
3.2 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的纵向受力分析及计算 7
3.3 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的横向受力分析及计算 9
3.4 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的纵横双向受力分析及计算 11
4 零部件的结构设计 12
4.1 平台的设计 12
4.2 底座的结构设计 13
4.3 万向节零件的设计 14
4.4 支架的设计 16
5 液压总成的设计 16
5.1 控制回路总成结构设计 16
5.2 液压缸的设计 17
5.3 液压缸布置方式 19
6 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的制作 19
6.1 材料的选
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
2 底座的结构设计 13
4.3 万向节零件的设计 14
4.4 支架的设计 16
5 液压总成的设计 16
5.1 控制回路总成结构设计 16
5.2 液压缸的设计 17
5.3 液压缸布置方式 19
6 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的制作 19
6.1 材料的选择 19
6.2 驻车坡度检测系统试验台的制作 21
7 角度的测量 26
7.1 倾角传感器额测量原理 26
7.2 测试系统的安装与调试 27
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
1 引言
随着我国的经济的快速发展，人民的生活水平不断的提高，人们对汽车的需求也在不断的增加，汽车也越来越大众化，因此行驶在道路上机动车的密度也是越来越大。道路网络的不断完善必然导致会出现各种各样的路面，路况也会变得更加复杂。其中驻车的安全性便成为了一个不可忽视的问题，特别是在坡道上停车时，由于汽车在有坡度的路面驻车时汽车受到沿坡道向下的重力，特别是前后车辆的车间距较小时，很容易因为制动性能不足而出现滑车、追尾等车辆事故，更是对人身安全也是很大的危险，所以机动车具有良好的制动性能是道路交通安全的一个重要保证。目前，大多是利用制动台检测汽车驻车制动性的方法来检测机动车的驻车性能，该方法虽然操作简单，但它是在“无坡度”状态的检测，所以它只能在一定程度上反映机动车驻车能力的大小，其结果和精度与汽车在实际斜坡的制动性能存在较大差异。另一方面，基于实际坡道的停车制动方法测量汽车的驻车制动性，需要建立一个大面积的坡道区域，绝大多数车辆检测机构难以实现；特别是对轴距较大的车辆进行检验的时候，就需要增加一个足够长的过渡坡道，用来防止车辆拖底现象的发生；此外由于大型车辆的惯性大、质量大等特点，其在上、下坡道和驻车检验的过程中还存在着严重的安全隐患。所以多年以来机动车驻车制动性能是在“无坡道”的状况下进行检验的。
一般情况下，台式检测驻车制动性能是将机动车的驻车制动轴驶上反力式水平滚筒实验台，并以一定的车速使车轮向前转动，然后实施驻车制动，通过电脑计算出驻车时车轮制动力的大小，从而判定驻车检验结果是否符合要求。在我国的汽车试验台大多是混凝土做成的坡道，坡道角是固定的，不能进行调整。由于车辆类型不同，其对驻车坡道角的要求也就会有所不同，因此，目前的试验台就存在很大的局限性，这时就需要测量坡度角的仪器对坡度角进行测试，形成双缸并联驱动驻车坡度角试验台。
1.1 国内外有关坡度角检测试验台的研究概况
1）利用MATLAB求解计算道路坡度
安徽江淮汽车股份有限公司，技术中心试验部的汪旭明发表的《道路坡度测试方法试验研究》[2]，文中提到车辆的行驶安全和稳定操作会受到道路坡度的影响。该文章中介绍了三种测定道路坡度的方法，搭建了基于GPS、VN100传感器和车身CAN控制器的汽车道路试验系统，并且能够对试验结果进行误差分析。在坡度阻力方法的基础上，建立了滚动阻力系数、风阻系数、传动系效率3个未知系数的运动学非线性微分方程，根据实车滑行试验数据，利用Matlab计算各阻力系数，把计算出的各个阻力系数带入到汽车行驶方程式，计算道路坡度。
2）基于蜗杆传动的便携式坡度角测量
沈阳建筑大学职业技术学院的尚久明发表的《便携式坡度（角度）测量装置的研发》[7]，介绍一种基于蜗杆传动的便携式坡度（角度）测量装置。在建筑施工中普遍使用的坡度（角度）测量仪器，其操作复杂且不方便，精度也很难保证。在建筑施工的屋顶找坡度时，由于是在高空中作业，且面积不大，用现有的测量仪器操作很不方便；在给排水、采暖、通风、空调等安装和使用的管道中，由于小坡度、作业范围有限，现有的精密测量设备有限，无法准确完成测量任务，简易的测量仪器又很难达到测量要求。研制了一种便携式斜坡（角）测量装置。
3） 多功能综合驻车试验台
中国一拖集团有限公司苑伟等发表的《多功能驻车制动试验台的设计和应用》[11]介绍了一种多功能实验台。试验台能够完成驻车制动试验和具有装卸车辆的功能，车辆在进行制动试验时，上台面转动。首先驾驶试验车辆到工作台面上，再用钢丝绳把车体拴住。通过铰轴将前挡板与上台面焊架连接在一起，操作手持式操作盒控制前挡板翻转油缸提供动力进行翻转到位。所用的上台面焊接框架与下台架焊接框架通过铰轴连接，上台面翻转油缸的顶升是通过手动式操作盒进行控制，上台面焊架产生翻转，当翻转到合适的坡度角时，液压锁就会锁死，以此来确保试验过程中试验台台面坡度的稳定。
1.2 课题的背景与意义
本设计的目是在查阅国内外文献的基础上，设计双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台。要求该汽车动平台自动调整系统机动灵活，结构简单，便于制造，重量轻，成本低，与现有汽车扭杆弹簧悬架系统有良好的匹配。
本次设计的双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台可以使汽车在任意坡度角和旋转角度下做模拟测试时保持较好的经济性并且节约试验成本。在弯道设计逐渐受到国内外的重视的情况下此设计有其重要的意义。这样既可以实现了坡度角的检测，又可以在使用最小
1 引言 1
1.1 国内外有关坡度角检测试验台的研究概况 1
1.2 课题的背景与意义 2
1.3 目前汽车制动检测时常出现的问题 3
1.4 本文主要研究内容 3
1.5 创新点 3
2 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的总体设计 3
2.1 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台应达到的技术要求 3
2.2 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的工作原理 3
2.3 坡度角检测试验台的总体结构 4
2.4 平台自由度的计算 6
3 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台受力分析计算 6
3.1 双缸并联驱动汽车纵横双向驻车坡度角检测试验台的质量的计算 6
3.2 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的纵向受力分析及计算 7
3.3 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的横向受力分析及计算 9
3.4 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的纵横双向受力分析及计算 11
4 零部件的结构设计 12
4.1 平台的设计 12
4.2 底座的结构设计 13
4.3 万向节零件的设计 14
4.4 支架的设计 16
5 液压总成的设计 16
5.1 控制回路总成结构设计 16
5.2 液压缸的设计 17
5.3 液压缸布置方式 19
6 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的制作 19
6.1 材料的选
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
2 底座的结构设计 13
4.3 万向节零件的设计 14
4.4 支架的设计 16
5 液压总成的设计 16
5.1 控制回路总成结构设计 16
5.2 液压缸的设计 17
5.3 液压缸布置方式 19
6 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的制作 19
6.1 材料的选择 19
6.2 驻车坡度检测系统试验台的制作 21
7 角度的测量 26
7.1 倾角传感器额测量原理 26
7.2 测试系统的安装与调试 27
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
1 引言
随着我国的经济的快速发展，人民的生活水平不断的提高，人们对汽车的需求也在不断的增加，汽车也越来越大众化，因此行驶在道路上机动车的密度也是越来越大。道路网络的不断完善必然导致会出现各种各样的路面，路况也会变得更加复杂。其中驻车的安全性便成为了一个不可忽视的问题，特别是在坡道上停车时，由于汽车在有坡度的路面驻车时汽车受到沿坡道向下的重力，特别是前后车辆的车间距较小时，很容易因为制动性能不足而出现滑车、追尾等车辆事故，更是对人身安全也是很大的危险，所以机动车具有良好的制动性能是道路交通安全的一个重要保证。目前，大多是利用制动台检测汽车驻车制动性的方法来检测机动车的驻车性能，该方法虽然操作简单，但它是在“无坡度”状态的检测，所以它只能在一定程度上反映机动车驻车能力的大小，其结果和精度与汽车在实际斜坡的制动性能存在较大差异。另一方面，基于实际坡道的停车制动方法测量汽车的驻车制动性，需要建立一个大面积的坡道区域，绝大多数车辆检测机构难以实现；特别是对轴距较大的车辆进行检验的时候，就需要增加一个足够长的过渡坡道，用来防止车辆拖底现象的发生；此外由于大型车辆的惯性大、质量大等特点，其在上、下坡道和驻车检验的过程中还存在着严重的安全隐患。所以多年以来机动车驻车制动性能是在“无坡道”的状况下进行检验的。
一般情况下，台式检测驻车制动性能是将机动车的驻车制动轴驶上反力式水平滚筒实验台，并以一定的车速使车轮向前转动，然后实施驻车制动，通过电脑计算出驻车时车轮制动力的大小，从而判定驻车检验结果是否符合要求。在我国的汽车试验台大多是混凝土做成的坡道，坡道角是固定的，不能进行调整。由于车辆类型不同，其对驻车坡道角的要求也就会有所不同，因此，目前的试验台就存在很大的局限性，这时就需要测量坡度角的仪器对坡度角进行测试，形成双缸并联驱动驻车坡度角试验台。
1.1 国内外有关坡度角检测试验台的研究概况
1）利用MATLAB求解计算道路坡度
安徽江淮汽车股份有限公司，技术中心试验部的汪旭明发表的《道路坡度测试方法试验研究》[2]，文中提到车辆的行驶安全和稳定操作会受到道路坡度的影响。该文章中介绍了三种测定道路坡度的方法，搭建了基于GPS、VN100传感器和车身CAN控制器的汽车道路试验系统，并且能够对试验结果进行误差分析。在坡度阻力方法的基础上，建立了滚动阻力系数、风阻系数、传动系效率3个未知系数的运动学非线性微分方程，根据实车滑行试验数据，利用Matlab计算各阻力系数，把计算出的各个阻力系数带入到汽车行驶方程式，计算道路坡度。
2）基于蜗杆传动的便携式坡度角测量
沈阳建筑大学职业技术学院的尚久明发表的《便携式坡度（角度）测量装置的研发》[7]，介绍一种基于蜗杆传动的便携式坡度（角度）测量装置。在建筑施工中普遍使用的坡度（角度）测量仪器，其操作复杂且不方便，精度也很难保证。在建筑施工的屋顶找坡度时，由于是在高空中作业，且面积不大，用现有的测量仪器操作很不方便；在给排水、采暖、通风、空调等安装和使用的管道中，由于小坡度、作业范围有限，现有的精密测量设备有限，无法准确完成测量任务，简易的测量仪器又很难达到测量要求。研制了一种便携式斜坡（角）测量装置。
3） 多功能综合驻车试验台
中国一拖集团有限公司苑伟等发表的《多功能驻车制动试验台的设计和应用》[11]介绍了一种多功能实验台。试验台能够完成驻车制动试验和具有装卸车辆的功能，车辆在进行制动试验时，上台面转动。首先驾驶试验车辆到工作台面上，再用钢丝绳把车体拴住。通过铰轴将前挡板与上台面焊架连接在一起，操作手持式操作盒控制前挡板翻转油缸提供动力进行翻转到位。所用的上台面焊接框架与下台架焊接框架通过铰轴连接，上台面翻转油缸的顶升是通过手动式操作盒进行控制，上台面焊架产生翻转，当翻转到合适的坡度角时，液压锁就会锁死，以此来确保试验过程中试验台台面坡度的稳定。
1.2 课题的背景与意义
本设计的目是在查阅国内外文献的基础上，设计双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台。要求该汽车动平台自动调整系统机动灵活，结构简单，便于制造，重量轻，成本低，与现有汽车扭杆弹簧悬架系统有良好的匹配。
本次设计的双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台可以使汽车在任意坡度角和旋转角度下做模拟测试时保持较好的经济性并且节约试验成本。在弯道设计逐渐受到国内外的重视的情况下此设计有其重要的意义。这样既可以实现了坡度角的检测，又可以在使用最小
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