汽车纵横双向驻车坡度角检测试验台测试系统设计(附件)
汽车纵横双向驻车坡度角检测试验测试系统设计台是通过模拟实际道路来检测坡度角的一种新型测量装置。通过双电机驱动检测平台，利用水平仪和角度传感器测出坡度角。本论文的主要内容如下：
本文在查阅大量文献的基础上，对现有的坡度角测试方法进行了深入的研究，分析了该课题的研究背景及其意义，阐述了相关技术的国内外的现状及其发展趋势，介绍了驱动驻车坡度角检测试验台的应用情况及其发展历程。
在力求测量角度的精确度的基础上，创新设计出了双电机驱动检测平台和水平仪装置，同时利用角度传感器电压信号输出特点换算求出角度值，装置使用减速电机作为驱动源，以平面夹角的原理为依据设计该装置，文中做出了详细说明与论证，使本设计有理有据，符合标准。
关键词 角度传感器，坡度角，检测，水平仪
目 录
1 引言 1
1．1 有关汽车驻车坡度角检测的研究情况 1
1.1.1 汽车坡道驻车制动性能的检测现状 1
1.1.2 目前研究情况 2
1．2 课题的背景与意义 3
1.3 汽车驻车坡度角检测时常出现的问题 4
1．4 本文主要研究内容 4
2 纵横双向驻车坡度角检测试验台的总体设计 5
2．1 纵横双向驻车坡度角检测试验台的工作原理 5
2.2 纵横双向驻车坡度角检测试验台应达到的技术要求： 5
2.3 纵横双向驻车坡度角检测试验台示意图 6
2.4 坡度角测量装置的总体设计 6
2.4.1 角度测量装置的原理 8
2.4.2 角度测量装置的工作过程 8
2.5 角度测量电路图设计 9
2.6 水平仪的设计 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
> 2.7 减速电机结构 11
2.8 角度传感器的应用 12
3 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的制作 14
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
1 引言
机动车坡道驻车制动就是机动车在一定坡度的坡道上停车并保持原位的状况。随着我国汽车保 有量的迅猛增加，城市道路上的机动车密度也越来越大，特别是在坡道上停车、等信号时，由于前后车辆的车间距较小，很容易出现溜车、追尾、刮蹭等车辆及人身伤害事故，所以良好有效的机动车驻车制动性能是道路交通安全的重要的保证。对此，国家质量技术监督检验检疫总局发布了《机动车安全运行条件》（GB/T21861)及《机动车安全技术检验项目和方法》（GB 21861-2008）， 对机动车驻车制动性的要求以及相关的检测方法和检测设备都进行了明确的规定，并把机动车驻车制动性能的检测作为机动车年检的必检项目和否决项。但由于有些测试项目受现场试验条件的限制，易影响测试，例如“坡道驻车”测定。此外，建造坡道占地面积大，而绝大多数机动车检测机构难以实现；尤其是对大轴距、超长车辆的检验必需增设足够长的过渡坡道以防止车辆“拖底”的现象；另外在大型车辆上、下坡道和驻车检验的过程中还存在着严重的安全隐患。所以多年以来形成了机动车驻车制动性能的检验是“无坡道”的状况下进行的。台式检测驻车制动性能通常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。
1．1 有关汽车驻车坡度角检测的研究情况
1.1.1汽车坡道驻车制动性能的检测现状
机动车坡道驻车制动性能的检测现状根据我们对全国几十家主要城市机动车安检机构的咨询了解，绝大多数检测机构对机动车坡道驻车制动性能的检验都是采用“线上检验”（反力式滚筒试验台，以下简称“台式检验”）替代“坡道检验”（简称路试）的方式检验驻车制动性能，少数机动车检测机构虽然装备了驻车制动检测坡道，但仍然无法满足机动车坡道驻车性能检验的许可技术条件和标准中的有关规定，究其原因主要是因为建造坡道占地面积大，而绝大多数机动车检测机构难以实现；尤其是对大轴距、超长车辆的检验必需增设足够长的过渡坡道以防止车辆“拖底”的现象；另外在大型车辆上、下坡道和驻车检验的过程中还存在着严重的安全隐患。所以多年以来形成了机动车驻车制动性能的检验是在“无坡道”的状况下进行的。
台式检测驻车制动性能通常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。
在实验台上测得的驻车制动力是按被测驻车辆在水平面上的整车重量作为计算参数的，按照GB 7258《机动车安全技术检验项目和方法》7.14.2 的规定：驻车制动力的总和不应小于被测整车重量的20%。而机动车在坡道驻车时，所产生的驻车制动力必须大于整车的重量沿坡道向下的重力，如果按20%的坡度计算，被测车辆的驻车制动力要大于整车重量的1/3，而且随着坡道坡度的增加，对机动车的驻车力的要求会进一步提高。
在GB 7258《机动车安全技术检验项目和方法》7.13.3 中对于机动车驻车制动力的检验提出了一个时效性的指标，即机动车在规定坡度的坡道实施驻车制动时，其车辆保持不动的时间不应少于5min，而在台式检验时却无法满足这一要求。
1.1.2 目前研究情况
筑路机械与施工机械化赵丁选、诸文农于1991年发表的《制动对装载机静态稳定性的影响》[3]，提出在装载机静态稳定性研究的基础上，探讨制动对装载机静态稳定性的影响，通过分析装载机的失稳过程及摩擦在失稳过程中所起的作用。最后得出结论：制动使静态横向一级失稳坡度角增加，并随装载机相对斜坡的方位而变化，对横向二级稳定性及纵向稳定性没有影响。建筑机械赵丁选于1987年发表的《装载机一级失稳坡度角与停机位置的关系》[4]，提出从失稳坡度角的观点出发, 从理论上分析了装载机一级失稳坡度角与停机位置的关系，并用求极值方法第一次找出了“最小失稳坡度角”的停机位置，更正了过去有人提出的“最小失稳坡度”的二种停机位置的假设。建筑机械赵丁选、燕棠等于1989年发表的《装载机二级失稳坡度角与停机位置的关系》[5]，提出以一级失稳坡度角随停机位置的变化关系为基础,通过对一级失稳过程的分析,推得二级失稳坡度角随停机位置的变化关系,证明了横向一级失稳以后,会发生两种形式的失稳,横向二级失稳与纵向失稳,论证了二级失稳坡度角与一级失稳坡度角的关系,找到了最小二级失稳坡度角所处的停机位置,并依照两级失稳坡度角随停机位置的变化关系,得到完整的稳定区域图。最后,以模型试验的结果验证了理论分析的正确性。
国家汽车质量监督检验测试中心张晖发表《最大停车制动坡度角的测试分析》[6]，简要介绍了模拟重力法进行测试坡度角。根据汽车模拟坡上制动时的受力情况重心至后轮距离a 及轮胎与地面间的摩擦系数众f ’有关。工厂可合理选择这些参数以提高最大坡度角。油压与机械联合制动系统是可供小四轮汽车及其变型的商用车选择的制动系统方案之一，它经济合理、切实可行，其工作原理也适用于小型工程翻斗车。吉林大学学报(工学版)巩明德、田博 发表的《遥操纵多自由度电液伺服并联机械手力反馈控制策略》[7]，针对遥操纵并联机械手的力反馈双向伺服控制中所存在的多自由度力、位移耦合问题，提出了新的双向伺服力反馈控制策略。该控制策略将与从动机械手接触的工作阻力大小和方向通过位置空间传递给主动侧，为操作者提供与从动侧完全相同的位置空间，将操纵手柄变为实现从动侧约束的设备，从而实现从动机械手工作阻力反馈。应用阀控液压缸和力、位移传感器构成的多自由度并联主从操纵手柄，构建力反馈双向伺服控制试验系统。针对新型控制策略进行了力、位置跟随性能试验。试验结果证明了该力反馈控制策略的有效性，改善了主－从控制系统的操纵性能。浙江大学学报(工学版)王伟、傅新、谢海波、杨华勇等发表的《基于AMESim的液压并联机构建模及耦合特性仿真》[8]，介绍了针对液压六自由度并联机构，采用AMESim和Simulink分别对单缸液压系统及平台机构部分建模，建立了液压并联机构的通用仿真模型.在AMESim模型中单缸系统的等效负载为Simulink模型反馈的负载力而非等效质量。联合仿真模型详细考虑了液压系统，保证了系统的精度,为研究液压并联机构提供了便捷的理论分析手段。通过联合仿真模型研究了并联机构由于液压缸不一致带来的耦合特性。数值仿真结果表明，当液压缸性能不一致时会出现耦合现象，耦合度随着液压缸性能不一致程度的增大而增强，在并联机构设计时，必须保证液压缸性能的一致性。
1 引言 1
1．1 有关汽车驻车坡度角检测的研究情况 1
1.1.1 汽车坡道驻车制动性能的检测现状 1
1.1.2 目前研究情况 2
1．2 课题的背景与意义 3
1.3 汽车驻车坡度角检测时常出现的问题 4
1．4 本文主要研究内容 4
2 纵横双向驻车坡度角检测试验台的总体设计 5
2．1 纵横双向驻车坡度角检测试验台的工作原理 5
2.2 纵横双向驻车坡度角检测试验台应达到的技术要求： 5
2.3 纵横双向驻车坡度角检测试验台示意图 6
2.4 坡度角测量装置的总体设计 6
2.4.1 角度测量装置的原理 8
2.4.2 角度测量装置的工作过程 8
2.5 角度测量电路图设计 9
2.6 水平仪的设计 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
> 2.7 减速电机结构 11
2.8 角度传感器的应用 12
3 双缸并联驱动驻车坡度角检测试验台的制作 14
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
1 引言
机动车坡道驻车制动就是机动车在一定坡度的坡道上停车并保持原位的状况。随着我国汽车保 有量的迅猛增加，城市道路上的机动车密度也越来越大，特别是在坡道上停车、等信号时，由于前后车辆的车间距较小，很容易出现溜车、追尾、刮蹭等车辆及人身伤害事故，所以良好有效的机动车驻车制动性能是道路交通安全的重要的保证。对此，国家质量技术监督检验检疫总局发布了《机动车安全运行条件》（GB/T21861)及《机动车安全技术检验项目和方法》（GB 21861-2008）， 对机动车驻车制动性的要求以及相关的检测方法和检测设备都进行了明确的规定，并把机动车驻车制动性能的检测作为机动车年检的必检项目和否决项。但由于有些测试项目受现场试验条件的限制，易影响测试，例如“坡道驻车”测定。此外，建造坡道占地面积大，而绝大多数机动车检测机构难以实现；尤其是对大轴距、超长车辆的检验必需增设足够长的过渡坡道以防止车辆“拖底”的现象；另外在大型车辆上、下坡道和驻车检验的过程中还存在着严重的安全隐患。所以多年以来形成了机动车驻车制动性能的检验是“无坡道”的状况下进行的。台式检测驻车制动性能通常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。
1．1 有关汽车驻车坡度角检测的研究情况
1.1.1汽车坡道驻车制动性能的检测现状
机动车坡道驻车制动性能的检测现状根据我们对全国几十家主要城市机动车安检机构的咨询了解，绝大多数检测机构对机动车坡道驻车制动性能的检验都是采用“线上检验”（反力式滚筒试验台，以下简称“台式检验”）替代“坡道检验”（简称路试）的方式检验驻车制动性能，少数机动车检测机构虽然装备了驻车制动检测坡道，但仍然无法满足机动车坡道驻车性能检验的许可技术条件和标准中的有关规定，究其原因主要是因为建造坡道占地面积大，而绝大多数机动车检测机构难以实现；尤其是对大轴距、超长车辆的检验必需增设足够长的过渡坡道以防止车辆“拖底”的现象；另外在大型车辆上、下坡道和驻车检验的过程中还存在着严重的安全隐患。所以多年以来形成了机动车驻车制动性能的检验是在“无坡道”的状况下进行的。
台式检测驻车制动性能通常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。
在实验台上测得的驻车制动力是按被测驻车辆在水平面上的整车重量作为计算参数的，按照GB 7258《机动车安全技术检验项目和方法》7.14.2 的规定：驻车制动力的总和不应小于被测整车重量的20%。而机动车在坡道驻车时，所产生的驻车制动力必须大于整车的重量沿坡道向下的重力，如果按20%的坡度计算，被测车辆的驻车制动力要大于整车重量的1/3，而且随着坡道坡度的增加，对机动车的驻车力的要求会进一步提高。
在GB 7258《机动车安全技术检验项目和方法》7.13.3 中对于机动车驻车制动力的检验提出了一个时效性的指标，即机动车在规定坡度的坡道实施驻车制动时，其车辆保持不动的时间不应少于5min，而在台式检验时却无法满足这一要求。
1.1.2 目前研究情况
筑路机械与施工机械化赵丁选、诸文农于1991年发表的《制动对装载机静态稳定性的影响》[3]，提出在装载机静态稳定性研究的基础上，探讨制动对装载机静态稳定性的影响，通过分析装载机的失稳过程及摩擦在失稳过程中所起的作用。最后得出结论：制动使静态横向一级失稳坡度角增加，并随装载机相对斜坡的方位而变化，对横向二级稳定性及纵向稳定性没有影响。建筑机械赵丁选于1987年发表的《装载机一级失稳坡度角与停机位置的关系》[4]，提出从失稳坡度角的观点出发, 从理论上分析了装载机一级失稳坡度角与停机位置的关系，并用求极值方法第一次找出了“最小失稳坡度角”的停机位置，更正了过去有人提出的“最小失稳坡度”的二种停机位置的假设。建筑机械赵丁选、燕棠等于1989年发表的《装载机二级失稳坡度角与停机位置的关系》[5]，提出以一级失稳坡度角随停机位置的变化关系为基础,通过对一级失稳过程的分析,推得二级失稳坡度角随停机位置的变化关系,证明了横向一级失稳以后,会发生两种形式的失稳,横向二级失稳与纵向失稳,论证了二级失稳坡度角与一级失稳坡度角的关系,找到了最小二级失稳坡度角所处的停机位置,并依照两级失稳坡度角随停机位置的变化关系,得到完整的稳定区域图。最后,以模型试验的结果验证了理论分析的正确性。
国家汽车质量监督检验测试中心张晖发表《最大停车制动坡度角的测试分析》[6]，简要介绍了模拟重力法进行测试坡度角。根据汽车模拟坡上制动时的受力情况重心至后轮距离a 及轮胎与地面间的摩擦系数众f ’有关。工厂可合理选择这些参数以提高最大坡度角。油压与机械联合制动系统是可供小四轮汽车及其变型的商用车选择的制动系统方案之一，它经济合理、切实可行，其工作原理也适用于小型工程翻斗车。吉林大学学报(工学版)巩明德、田博 发表的《遥操纵多自由度电液伺服并联机械手力反馈控制策略》[7]，针对遥操纵并联机械手的力反馈双向伺服控制中所存在的多自由度力、位移耦合问题，提出了新的双向伺服力反馈控制策略。该控制策略将与从动机械手接触的工作阻力大小和方向通过位置空间传递给主动侧，为操作者提供与从动侧完全相同的位置空间，将操纵手柄变为实现从动侧约束的设备，从而实现从动机械手工作阻力反馈。应用阀控液压缸和力、位移传感器构成的多自由度并联主从操纵手柄，构建力反馈双向伺服控制试验系统。针对新型控制策略进行了力、位置跟随性能试验。试验结果证明了该力反馈控制策略的有效性，改善了主－从控制系统的操纵性能。浙江大学学报(工学版)王伟、傅新、谢海波、杨华勇等发表的《基于AMESim的液压并联机构建模及耦合特性仿真》[8]，介绍了针对液压六自由度并联机构，采用AMESim和Simulink分别对单缸液压系统及平台机构部分建模，建立了液压并联机构的通用仿真模型.在AMESim模型中单缸系统的等效负载为Simulink模型反馈的负载力而非等效质量。联合仿真模型详细考虑了液压系统，保证了系统的精度,为研究液压并联机构提供了便捷的理论分析手段。通过联合仿真模型研究了并联机构由于液压缸不一致带来的耦合特性。数值仿真结果表明，当液压缸性能不一致时会出现耦合现象，耦合度随着液压缸性能不一致程度的增大而增强，在并联机构设计时，必须保证液压缸性能的一致性。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/1678.html
