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专利号: 2019104140028
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置,其特征在于,包括:主体框架(1)、轮胎加速分离装置(2)、轮胎缓冲悬挂装置(3)、反向快速冲击装置(4);所述主体框架(1)通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上;所述轮胎加速分离装置(2)的底座通过螺栓安装在所述主体框架(1)侧边;所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的底座通过螺栓安装在所述主体框架(1)的顶部的内侧上,并通过轮毂上的驱动轮II(34)与所述轮胎加速分离装置(2)的驱动轮I(26)连接;所述反向快速冲击装置(4)通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎缓冲悬挂装置(3)下方的地面基础上;所述轮胎加速分离装置(2)对所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的轮胎进行加速,达到指定转速后自动迅速与轮胎脱离,所述反向快速冲击装置(4)向上冲击带有速度的轮胎,并记录双向冲击力值;所述主体框架(1)由高强度方形钢管焊接而成,焊接前进行去应力处理,减小焊接变形;所述主体框架(1)整体呈长方体形状,顶部横梁钢板呈“十”字形,用于安装所述轮胎缓冲悬挂装置(3);所述主体框架(1)的中部焊有纵向方形钢板,用来安装所述轮胎加速分离装置(2),所述主体框架(1)的底部焊接长方体形状的固定支脚,固定支脚两端各开有两个通孔,用于与地面基础连接;所述主体框架的中部侧边横梁上还固定了一控制箱(11),所述控制箱(11)为方形结构,控制整个装置的操作运行。

2.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置,其特征在于,所述轮胎加速分离装置(2)包括:工作台底座(21)、双光杆丝杠滑台(22)、伺服电机(23)、电机(24)、弹性柱销齿式联轴器(25)、驱动轮I(26);所述工作台底座(21)为长方体结构,加工有四个固定通孔和两个安装孔;所述双光杆丝杠滑台(22)的底板两侧各加工有两个通孔,安装时通孔的中心线与工作台底座(21)两侧的通孔中心线重合,通过长杆螺栓连接同时将所述工作台底座(21)和所述双光杆丝杠滑台(22)固定安装在所述主体框架(1)中部的方形钢板上;

所述伺服电机(23)通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台(22)的竖板上;所述电机(24)的转轴表面加工有外花键,所述电机(24)通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台(22)的滑块顶面上;所述弹性柱销齿式联轴器(25)两个连轴孔都加工有内花键,通过花键连接的方式一端连接在所述电机(24)的转轴上,用来补偿驱动轮啮合分离时的轴向位移;所述驱动轮I(26)为圆盘结构,与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的驱动轮II(34)啮合;所述驱动轮I(26)一面加工有曲线齿形牙,牙型端面为倾斜的梯形,高为10毫米,上底下底分别为7.8毫米和25毫米,左侧腰线由半径48毫米和半径5毫米的圆弧组成,右侧腰线由两个半径1.2毫米和一个水平面夹角为65度长为7.3毫米的直线组成,另一面加工有阶梯型的连接轴,连接轴加工有一段外花键,通过花键连接的方式连接所述弹性柱销齿式联轴器(25),实现大扭矩的传递,加速时右侧腰线为啮合线,水平倾斜角度以及1.2毫米圆弧的配合防止啮合时两驱动轮发生脱离,加速完成时,所述驱动轮I(26)和所述驱动轮II(34)之间产生相对转速差,曲线齿形牙的啮合面变为产生轴向力的曲面,使两驱动轮分离,退出啮合;工作时,所述伺服电机(23)驱动所述双光杆丝杠滑台(22)的滑块做横向上的进给运动,从而使所述驱动轮I(26)往前移动,实现与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的驱动轮II(34)连接,连接后所述伺服电机(23)断电,靠丝杆丝母的自锁性保证所述驱动轮I(26)和驱动轮II(34)的可靠啮合连接,所述电机(24)通电驱动所述驱动轮I(26)高度旋转,实现所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的轮胎加速,加速完成后所述电机(24)断电,所述驱动轮I(26)靠惯性力及曲线齿形牙产生的轴向力往后退,同时所述伺服电机(23)通电驱动所述丝杠滑台(22)的滑块后移,通过所述弹性柱销齿式联轴器(25)补偿所述驱动轮I(26)后退时与所述伺服电机(23)通电驱动所述丝杠滑台(22)的滑块后移时存在的时间差导致的形变,所述轮胎加速分离装置(2)后移,实现与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的快速自动脱离。

3.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置,其特征在于,所述轮胎缓冲悬挂装置(3)包括:缓冲支臂(31)、轮胎支撑轴(32)、轮胎(33)、驱动轮II(34)、抱箍(35)、滑动套杆(36);所述缓冲支臂(31)采用液压式缓冲方式,顶部为固定端,下部为伸缩端,顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘,底部加工有连轴孔,通过螺栓连接固定安装在所述主体框架(1)顶部的“十”字架上;所述轮胎支撑轴(32)一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂(31)的连轴孔中,另一端与所述轮胎(33)通过滚动轴承连接,并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位,滚动轴承选用双列深沟球轴承,其轴承内圈与所述轮胎支撑轴(32)过盈配合,外圈与所述轮胎(33)的轮毂轴孔过盈配合,所述轮胎(33)的轮毂两侧外缘各加工有四个螺纹孔;所述驱动轮II(34)有两套,为加工有四个沉头孔的圆盘结构,一面加工有曲线齿形牙,其牙型与所述轮胎加速分离装置(2)的驱动轮I(26)的结构相同,并与其进行啮合,所述驱动轮II(34)通过螺钉对称安装连接在所述轮胎(33)的轮毂的两侧;所述抱箍(35)由两个半圆环组成,每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳,所述抱箍(35)有两对,通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂(31)的固定端和伸缩端上;所述滑动套杆(36)有两个,每个所述滑动套杆(36)由套筒、滑杆、滚针轴承组成,套筒上加工有带有通孔的连接耳,与安装在所述缓冲支臂(31)的固定端和伸缩端的所述抱箍(35)通过螺栓连接,所述滚针轴承装在所述套筒的内壁上,所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副。

4.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置,其特征在于,所述反向快速冲击装置(4)包括:冲击底座(41)、导向杆(42)、固定项圈(43)、冲击顶板(44)、悬浮顶板(45)、压片(46)、缓冲支柱(47)、安装架(48)、油缸(49)、连杆结构(50);所述冲击底座(41)采用铸造方式加工成正方形框架结构,中间焊有起加强作用的横梁,框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔,纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳,横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔,所述冲击底座(41)垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接,并位于轮胎的正下方;所述导向杆(42)有两个,安装在所述冲击底座(41)的安装圆筒中;所述固定项圈(43)有两个,为圆筒形状,并加工带有螺纹孔的连接端面,所述固定项圈(43)通过过盈配合方式安装在所述导向杆(42)上,并通过螺钉连接把连接端面固定在所述主体框架(1)的中部横梁上,起限位作用;所述冲击顶板(44)采用铸造方式加工成长方体结构,正面有一个方形空槽,背面带有加强筋,并且所述冲击顶板(44)的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台,低端设有连接耳,横向两侧也各加工有凸台,低端设有安装槽,所述冲击顶板(44)纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆(42)上,横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱(47)上;所述悬浮顶板(45)通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板(44)的方形空槽内,并且所述悬浮顶板(45)与所述冲击顶板(44)中间均布四个竖直压力传感器,所述悬浮顶板(45)与所述冲击顶板(44)对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器,实现冲击力的垂直量和水平量的获取;所述压片(46)共有四套,所述压片(46)通过螺栓对称固定在所述冲击顶板(44)上,所述压片(46)将被试验样板压紧在所述悬浮顶板(45)上;所述缓冲支柱(47)有两个,通过螺栓固定在冲击底座(41)上;所述安装架(48)为方形柱体结构,中间加工有长方体空心,并且在空心两侧对称的加工有六个通孔,通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱,每个圆柱上又安装一个滚针轴承,形成两排对称布置的滚针轴承,在长方体空心的底部固定有三个均布的弹簧,将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间,通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定,所述安装架(48)底部还加工有法兰盘,通过螺钉连接安装在所述冲击底座(41)的横梁上;所述油缸(49)有两个,通过长杆螺栓对置安装在所述安装架(48)的竖直板上,冲击时,所述油缸(49)推动所述连杆机构(50)的两个下连杆绕所述冲击底座(41)上的连接耳向上摆动,同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸(49)和竖直板一起做上升运动,当冲击完成回弹时,所述油缸(49)的推杆缩回,两个下连杆绕着所述冲击底座(41)上的连接耳向下摆动,同时带动所述油缸(49)和竖直板做下降运动,安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲;所述连杆结构(50)有两套,分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成,“凹”型连接耳的端面开有圆孔,所述连杆结构(50)的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板(44)纵向两侧凸台底面的连接耳上,一端连接在所述冲击底座(41)纵向两侧的连接耳上,“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处,端面的圆孔安装在所述油缸(49)的推杆上,并通过垫圈和柱销的方式进行固定;工作时,所述油缸(49)快速推动所述连杆结构(50)展开,使所述冲击顶板(44)上移冲击所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的带有高速的轮胎(33),冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎(33)与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小,竖直压力传感器获取所述悬浮顶板(46)对高速旋转的轮胎(33)的竖直冲击力的大小,根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。