一種調節轉彎半徑的路面結構動力響應測試裝置
2024-04-14 18:29:05 2
1.本實用新型涉及道路工程技術領域，具體地說是一種調節轉彎半徑的路面結構動力響應測試裝置。
背景技術：
2.通常荷載作用直接作用於瀝青路面上，當車輛行駛在道路轉彎處，為保障行車安全，駕駛員會採取制動措施，由此對道路結構抗剪性能的影響極為顯著。在道路轉彎處由於車輛反複製動作用導致道路轉彎處經常發生擁抱、推移等病害，為保障道路結構的整體性能，研究不同轉彎半徑條件下道路結構的動力響應顯得尤為重要。
技術實現要素：
3.本實用新型的目的在於提供一種調節轉彎半徑的路面結構動力響應測試裝置，研究道路轉彎處的破壞機理，進而保障路面結構的整體性能。
4.為實現上述目的，本實用新型所述一種調節轉彎半徑的路面結構動力響應測試裝置，包括調節底盤結構；所述調節底盤結構包括調節底盤、轉彎半徑控制單元和動力系統單元；所述轉彎半徑控制單元和動力系統單元安裝於調節底盤的底面上，所述轉彎半徑控制單元安裝於調節底盤的底面的一端，動力系統單元安裝於調節底盤的底面的另一端；
5.所述轉彎半徑控制單元包括轉向執行機構以及與其匹配的轉向驅動裝置；所述轉向執行機構表面設置有螺紋；所述轉向執行機構的一端設置有第一轉向單元輪胎，轉向執行機構與第一轉向單元輪胎通過第一傳動杆連接；所述轉向執行機構的另一端設置有第二轉向單元輪胎，轉向執行機構與第二轉向單元輪胎通過第二傳動杆連接；
6.所述轉向驅動裝置的輸出端設置有轉向驅動蝸杆，所述轉向驅動蝸杆與轉向驅動齒輪嚙合，所述轉向驅動齒輪的軸心上連接轉向傳動軸，轉向傳動軸上設置有轉向輸出齒輪；轉向輸出齒輪通過轉向傳動軸帶動旋轉；所述轉向輸出齒輪與轉向執行機構的螺紋嚙合；
7.所述動力系統單元包括動力單元外殼、第一動力驅動裝置、第二動力驅動裝置、第一動力單元輪胎、第二動力單元輪胎，所述動力單元外殼內部設置有兩個動力構件；所述兩個動力構件中其一連接第一動力驅動裝置與第一動力單元輪胎；所述兩個動力構件中其二連接第二動力驅動裝置與第二動力單元輪胎；
8.所述第一動力驅動裝置輸出端連接的第一動力蝸杆，所述第一動力蝸杆與第一動力蝸輪嚙合，所述第一動力蝸輪的軸心上安裝第一動力軸，第一動力軸的末端安裝第一動力齒輪，所述第一動力齒輪與第一傳遞齒輪嚙合組成第一動力錐形齒輪副，第一傳遞齒輪通過第一傳遞軸連接第一輸出齒輪，所述第一輸出齒輪與第一輸入齒輪嚙合，所述第一輸入齒輪通過第一動力輸出軸與第一動力單元輪胎連接；
9.所述第二動力驅動裝置輸出端連接的第二動力蝸杆，所述第二動力蝸杆與第二動力蝸輪嚙合，所述第二動力蝸輪的軸心上安裝第二動力軸，第二動力軸的末端安裝第二動
力齒輪，所述第二動力齒輪與第二傳遞齒輪嚙合組成第二動力錐形齒輪副，第二傳遞齒輪通過第二傳遞軸連接第二輸出齒輪，所述第二輸出齒輪與第二輸入齒輪嚙合，所述第二輸入齒輪通過第二動力輸出軸與第二動力單元輪胎連接。
10.所述調節底盤上還設置有固定系統單元；所述固定系統單元包括固定卡條和移動卡條；所述固定卡條包括第一固條、第二固條和第三固條，所述第一固條、第二固條和第三固條設置於調節底盤的上表面，且第一固條、第二固條、第三固條和調節底盤形成一邊開口的凹槽，所述一邊開口的凹槽開口處設置移動卡條限位器；所述移動卡條限位器與移動卡條匹配安裝。
11.所述移動卡條限位器包括l型擋板，l型擋板上開設有螺孔，所述螺孔中匹配螺杆；所述螺杆貫穿螺孔，調節螺杆伸出長度調節移動卡條位置。
12.所述轉向驅動裝置、第一動力驅動裝置、第二動力驅動裝置均為步進電機，所述步進電機均連接轉速調節器。
13.所述裝置還包括荷載調節單元；所述荷載調節單元包括壓力調節器和數據採集儀，所述壓力調節器為配重；所述第一固條、第二固條、第三固條和移動卡條之間安裝試件並卡緊；所述試件頂部接收配重施壓。
14.所述試件內部安裝應變計。
15.所述轉向執行機構與第一傳動杆之間通過萬向旋轉接頭連接，第一轉向單元輪胎與第一傳動杆之間通過萬向旋轉接頭連接；所述轉向執行機構的另一端與第二傳動杆之間通過萬向旋轉接頭連接，第二傳動杆與第二轉向單元輪胎之間通過萬向旋轉接頭連接。
16.本實用新型所述一種調節轉彎半徑的路面結構動力響應測試裝置，其有益效果在於：本裝置模擬轉彎半徑的路面結構真實度高，切構造簡單，半徑變化範圍大、速度可控、數據採集高效可靠。
附圖說明
17.圖1轉彎半徑控制系統示意圖；
18.圖2動力系統示意圖；
19.圖3固定系統示意圖；
20.圖4荷載調節系統示意圖；
21.圖5裝置示意圖；
22.圖6裝置調節系統模塊示意圖；
23.圖中：1-第一轉向單元輪胎、1-1-第二轉向單元輪胎、2-第一傳動杆、2-1-第二傳動杆、3-轉向執行機構、4-轉向驅動裝置、5-轉向輸出齒輪、6-轉向驅動齒輪、7-轉向傳動軸、8-第一動力單元輪胎、8-1第二動力單元輪胎、9-第一傳遞齒輪、9-1-第二傳遞齒輪、9-2-第一輸出齒輪、9-3-第二輸出齒輪、10-第一傳遞軸、10-1-第二傳遞軸、11-第一動力輸出軸、11-1-第二動力輸出軸、12-第一輸入齒輪、12-1-第二輸入齒輪、13-動力單元外殼、14-第一動力軸、14-1-第二動力軸、15-第一動力驅動裝置、15-1第二動力驅動裝置、16-第一動力齒輪、16-1-第二動力齒輪、17-固定卡條、18-應變計、19-移動卡條、20-移動卡條限位器、21-調節底盤、22-試件、23-壓力調節器、24-配重、25-控制中心、26-數據採集儀。
具體實施方式
24.實施例1
25.如圖1-6所示，本實用新型所屬一種調節轉彎半徑的路面結構動力響應測試裝置，包括調節底盤結構；所述調節底盤結構包括調節底盤21、轉彎半徑控制單元和動力系統單元；所述轉彎半徑控制單元和動力系統單元安裝於調節底盤的底面上，所述轉彎半徑控制單元安裝於調節底盤的底面的一端，動力系統單元安裝於調節底盤的底面的另一端；
26.所述轉彎半徑控制單元包括轉向執行機構3以及與其匹配的轉向驅動裝置4；所述轉向執行機構3表面設置有螺紋；所述轉向執行機構3的一端設置有第一轉向單元輪胎1，轉向執行機構3與第一轉向單元輪胎1通過第一傳動杆2連接；所述轉向執行機構3的另一端設置有第二轉向單元輪胎1-1，轉向執行機構3與第二轉向單元輪胎1-1通過第二傳動杆2-1連接；
27.所述轉向驅動裝置4的輸出端設置有轉向驅動蝸杆，所述轉向驅動蝸杆與轉向驅動齒輪6嚙合，所述轉向驅動齒輪6的軸心上連接轉向傳動軸7，轉向傳動軸7上設置有轉向輸出齒輪5；轉向輸出齒輪5通過轉向傳動軸7帶動旋轉；所述轉向輸出齒輪5與轉向執行機構3的螺紋嚙合；
28.所述動力系統單元包括動力單元外殼13、第一動力驅動裝置15、第二動力驅動裝置15-1、第一動力單元輪胎8、第二動力單元輪胎8-1，所述動力單元外殼13內部設置有兩個動力構件；所述兩個動力構件中其一連接第一動力驅動裝置15與第一動力單元輪胎8；所述兩個動力構件中其二連接第二動力驅動裝置15-1與第二動力單元輪胎8-1；
29.所述第一動力驅動裝置15輸出端連接的第一動力蝸杆，所述第一動力蝸杆與第一動力蝸輪嚙合，所述第一動力蝸輪的軸心上安裝第一動力軸14，第一動力軸14的末端安裝第一動力齒輪16，所述第一動力齒輪16與第一傳遞齒輪9嚙合組成第一動力錐形齒輪副，第一傳遞齒輪9通過第一傳遞軸10連接第一輸出齒輪9-2，所述第一輸出齒輪9-2與第一輸入齒輪12嚙合，所述第一輸入齒輪12通過第一動力輸出軸11與第一動力單元輪胎8連接；
30.所述第二動力驅動裝置15-1輸出端連接的第二動力蝸杆，所述第二動力蝸杆與第二動力蝸輪嚙合，所述第二動力蝸輪的軸心上安裝第二動力軸14-1，第二動力軸14-1的末端安裝第二動力齒輪16-1，所述第二動力齒輪16-1與第二傳遞齒輪9-1嚙合組成第二動力錐形齒輪副，第二傳遞齒輪9-1通過第二傳遞軸10-1連接第二輸出齒輪9-3，所述第二輸出齒輪9-3與第二輸入齒輪12-1嚙合，所述第二輸入齒輪12-1通過第二動力輸出軸11-1與第二動力單元輪胎8-1連接。
31.所述調節底盤21上還設置有固定系統單元；所述固定系統單元包括固定卡條17和移動卡條19；所述固定卡條包括第一固條、第二固條和第三固條，所述第一固條、第二固條和第三固條設置於調節底盤21的上表面，且第一固條、第二固條、第三固條和調節底盤21形成一邊開口的凹槽，所述一邊開口的凹槽開口處設置移動卡條限位器20；所述移動卡條限位器20與移動卡條19匹配安裝。
32.所述移動卡條限位器20包括l型擋板，l型擋板上開設有螺孔，所述螺孔中匹配螺杆；所述螺杆貫穿螺孔，調節螺杆伸出長度調節移動卡條19位置。
33.所述轉向驅動裝置4、第一動力驅動裝置15、第二動力驅動裝置15-1均為步進電機，所述步進電機均連接轉速調節器。
34.所述裝置還包括荷載調節單元；所述荷載調節單元包括壓力調節器23和數據採集儀26，所述壓力調節器23為配重24；所述第一固條、第二固條、第三固條和移動卡條19之間安裝試件22並卡緊；所述試件22頂部接收配重24施壓。
35.所述試件22內部安裝應變計18。
36.所述轉向執行機構3與第一傳動杆2之間通過萬向旋轉接頭連接，第一轉向單元輪胎1與第一傳動杆2之間通過萬向旋轉接頭連接；所述轉向執行機構3的另一端與第二傳動杆2-1之間通過萬向旋轉接頭連接，第二傳動杆2-1與第二轉向單元輪胎1-1之間通過萬向旋轉接頭連接。
37.在使用時，應變計18與數據採集儀26相連，轉向驅動裝置4、第一動力驅動裝置15、第二動力驅動裝置15-1連接控制中心25，試驗前將試件22固定在調節底盤21上，其次根據試驗要求通過轉向驅動裝置4、第一動力驅動裝置15、第二動力驅動裝置15-1調節試驗轉彎半徑、運動速度及荷載大小，最後啟動試驗裝置，通過數據採集儀26記錄試驗時的數據。