專利名稱：工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工程車輛實驗測量技術領域，具體涉及一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)。
背景技術：
目前工程車輛安全上在被動安全技術方面發(fā)展較快，技術較成熟。然而僅靠被動安全并不能完全避免司乘人員的傷亡，因此主動安全技術亟待開發(fā)。而工程車輛主動防傾翻性能測試無論是在工程車輛主動安全技術開發(fā)階段還是產品應用階段都十分重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)有的實驗系統(tǒng)只能對工程車輛的被動安全性能進行考察，并且在實驗過程中工 程車輛整機或一部分(駕駛室)是固定在實驗臺上進行加載的。而主動安全技術要求工程車輛在運動的過程中考察各項指標，因此被動安全實驗臺和實驗方法不能滿足主動安全實驗；同時，實驗過程中有可能發(fā)生傾翻事故，造成司乘人員傷亡及設備和車輛損壞，這就要求開發(fā)能適應主動安全性能實驗的系統(tǒng)。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術只能對工程車輛被動安全性能進行考察的局限，并使其能適應各種機型，使實驗過程中避免傾翻事故，具有較高的安全性和較好的通用性。為解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，包括有車輛跟隨系統(tǒng)I、安全保障系統(tǒng)
II、測試系統(tǒng)III、被測車輛IV、自動駕駛系統(tǒng)V、控制中心VI和實驗場VL所述的測試系統(tǒng)III安裝在被測車輛IV上，將被測車輛IV的運動狀態(tài)信號傳送至控制中心VI ;所述的自動駕駛系統(tǒng)V安裝在被測車輛IV和控制中心VI中，使得操作員可以在控制中心VI遙控駕駛被測車輛IV ;所述的控制中心Vi位于實驗場vn的安全區(qū)內；所述的車輛跟隨系統(tǒng)I安裝于實驗場vn上方，并通過安全保障系統(tǒng)II與被測車輛IV連接，車輛跟隨系統(tǒng)I驅動安全保障系統(tǒng)II始終處于被測車輛IV上方；所述的安全保障系統(tǒng)II由連接點7、鋼絲繩8和限鎖組件9組成；所述的鋼絲繩8下端通過連接點7安裝在被測車輛VI的兩側，鋼絲繩8上端通過限鎖組件9與車輛跟隨系統(tǒng)I固定，限鎖組件9根據被測車輛IV的狀態(tài)調整鋼絲繩8滑動速度，當被測車輛IV將要發(fā)生傾翻時，限鎖組件9將鋼絲繩8鎖死，防止被測車輛IV發(fā)生傾翻。所述的車輛跟隨系統(tǒng)I由車輛位置檢測組件I、橫向驅動組件2、縱向驅動組件3、滑軌5和豎直跟隨組件6組成；所述的車輛位置檢測組件I將實時測得的被測車輛IV位置信號與自身位置信號進行比較，得到橫向偏差、縱向偏差和豎直偏差，并將各偏差信號傳遞給橫向驅動組件2、縱向驅動組件3和豎直跟隨組件6 ;滑軌5固定在實驗場VII的承重墻22上，縱向驅動組件3帶動與其固連的橫梁4沿著滑軌5縱向移動，橫向驅動組件2帶動豎直跟隨組件6沿著橫梁4橫向移動，豎直跟隨組件6帶動安全保障系統(tǒng)II的限鎖組件9豎直移動。所述的橫向驅動組件2由橫向驅動控制器k、橫向驅動電機b、橫向驅動減速機a和橫向移動臺車e組成；橫向驅動控制器k根據橫向偏差使橫向驅動電機b動作,再通過橫向驅動減速機a將動力傳遞到橫向移動臺車e上以產生橫向位移；所述的縱向驅動組件3由縱向驅動控制器g、縱向驅動電機j、縱向驅動減速機i和縱向移動臺車h組成，所述的縱向驅動控制器g根據縱向偏差使縱向驅動電機j動作，再通過縱向驅動減速機i將動力傳遞到縱向移動臺車h上，驅動橫梁4在滑軌5上進行縱向移動；所述的豎直跟隨組件6由卷揚控制器n、卷揚電機C、卷揚減速機p和滾筒d組成，所述的卷揚控制器n根據豎直偏差使卷揚電機c轉動,并通過卷揚減速機p帶動滾筒d轉動，帶動限鎖組件9豎直移動，進而調節(jié)鋼絲繩8的松緊程度。所述的測試系統(tǒng)III由傳感器10、數(shù)據采集器11、數(shù)據發(fā)送組件12和數(shù)據接收組件13組成；所述的傳感器10實時檢測被測車輛IV的各運動狀態(tài)信號，所述的數(shù)據采集器11采集傳感器10檢測到的信號，通過數(shù)據發(fā)送組件12將數(shù)據采集器11采集到的檢測信號發(fā)送到數(shù)據接收組件13，所述的數(shù)據接收組件13將數(shù)據傳輸?shù)娇刂浦行腣I進行存儲。所述的被測車輛IV由工程車輛14和加裝組件15組成；所述的工程車輛14為被測樣本車輛，所述的加裝組件15為工程車輛14與車輛跟隨系統(tǒng)I、安全保障系統(tǒng)II、測試系統(tǒng)III和自動駕駛系統(tǒng)V相連接的組件。所述的自動駕駛系統(tǒng)V由指令發(fā)送組件16、指令接收組件17、視覺組件18和執(zhí)行組件19組成；所述的視覺組件18實時探測被測車輛IV所處的環(huán)境并將影像傳輸?shù)娇刂浦行腣I提供給操作人員，所述的指令發(fā)送組件16將操作人員的駕駛指令發(fā)送到指令接收組件17，所述的指令接收組件17根據指令驅動執(zhí)行組件19使被測車輛VI完成相應動作。所述的控制中心IV由計算機20和顯示器21組成；所述的計算機20存儲并在線處理接收到的數(shù)據；所述的顯示器21實時顯示測試數(shù)據的曲線以及視覺組件18探測到的影像。所述的實驗場VII由承重墻22、頂棚23和路面24組成；所述的承重墻22為具有一定長度的兩面平行墻體，其上安裝有滑軌5和頂棚23，所述的路面24根據主動防傾翻性能測試的不同條件要求進行材質和坡度的改變。一種工程車輛主動防傾翻性能實驗方法，包括以下步驟(一)在合適的場地對工程車輛14進行功能測試，確定其各項功能完好，然后將加裝組件15安裝到預定位置，以保證各系統(tǒng)能完好連接；(二)安裝控制中心IV，同時將自動駕駛系統(tǒng)V安裝到被測車輛IV上，檢測系統(tǒng)遙控功能是否正常；(三)安裝測試系統(tǒng)III，并使被測車輛IV完成簡單的行駛以檢查測試系統(tǒng)III的功能是否正常；(四)安裝車輛跟隨系統(tǒng)I和安全保障系統(tǒng)II，啟動被測車輛IV并使其低速平穩(wěn)運行，以檢測車輛跟隨系統(tǒng)I和安全保障系統(tǒng)II是否工作正常；(五)根據主動防傾翻性能測試工況要求，布置實驗場Vn的地面24，并進行測試。[0025]本實用新型的有益效果在于將主動防傾翻性能測試所需要的系統(tǒng)整合在一起，可以對工程車輛主動防傾翻性能進行檢測，突破了工程車輛主動安全技術中的實驗檢測環(huán)節(jié)難以完成的局限，保障了檢測過程中操作人員、車輛及設備的安全。另外，本實用新型得是工程車輛主動防傾翻技術實現(xiàn)的關鍵環(huán)節(jié)。通過改變地面參數(shù)以完成不同測試條件下工程車輛的主動防傾翻性能，可見本實用新型通用性強，節(jié)省了專用設備的成本投入，且操作簡單，安全，具有很好的應用前景。

圖I為工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)示意圖圖2為工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)組成示意圖圖3為工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)框圖圖4為車輛跟隨系統(tǒng)結構簡圖 圖中I、車輛跟隨系統(tǒng)；II、安全保障系統(tǒng)；111、測試系統(tǒng)；IV、被測車輛；V、自動駕駛系統(tǒng)；VI、控制中心；VD、實驗場；I、車輛位置檢測組件；2、橫向驅動組件；3、縱向驅動組件；4、橫梁；5、滑軌；6、豎直跟隨組件；7、連接點；8、鋼絲繩；9、限鎖組件；10、傳感器；11、數(shù)據采集器；12、數(shù)據發(fā)送組件；13、數(shù)據接收組件；14、工程車輛；15、加裝組件；16、指令發(fā)送組件；17、指令接收組件；18、視覺組件；19、執(zhí)行組件；20、計算機；21、顯示器；22、承重墻；23、頂棚；24、路面；a、橫向驅動減速機；b、橫向驅動電機；c、卷揚電機；d、滾筒；e、橫向移動臺車；g、縱向驅動控制器；h、縱向移動臺車；i、縱向驅動減速機；j、縱向驅動電機；k、橫向驅動控制器；p、卷揚減速機；n、卷揚控制器。
具體實施方式
下面，結合附圖對本實用新型進行詳細介紹。圖I和圖3為工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)示意圖和系統(tǒng)組成框圖，可見本實用新型的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，主要由車輛跟隨系統(tǒng)I、安全保障系統(tǒng)II、測試系統(tǒng)In、被測車輛iv、自動駕駛系統(tǒng)V、控制中心Vi和實驗場vn組成，所述的車輛跟隨系統(tǒng)I安裝于實驗場vn上方，并通過安全保障系統(tǒng)Ii與被測車輛iv連接，車輛跟隨系統(tǒng)I驅動安全保障系統(tǒng)II始終處于被測車輛IV上方；所述的安全保障系統(tǒng)II可以防止被測車輛IV發(fā)生傾翻；所述的測試系統(tǒng)III安裝在被測車輛IV上，將被測車輛IV的運動狀態(tài)信號傳送至控制中心VI ;所述的自動駕駛系統(tǒng)V安裝在被測車輛IV和控制中心VI中，使得操作員可以在控制中心Vi遙控駕駛被測車輛iv ;所述的控制中心Vi位于實驗場vn的安全區(qū)內。圖4為車輛跟隨系統(tǒng)結構簡圖，可見所述的車輛跟隨系統(tǒng)I由車輛位置檢測組件
I、橫向驅動組件2、縱向驅動組件3、橫梁4、滑軌5和豎直跟隨組件6組成。所述的車輛位置檢測組件1，可以實時測量被測車輛IV的位置，并將位置信號傳遞給橫向驅動組件2、縱向驅動組件3和豎直跟隨組件6，所述的橫向驅動組件2由橫向驅動控制器k、橫向驅動電機b、橫向驅動減速機a和橫向移動臺車e組成，可沿橫梁4進行橫向運動，所述的縱向驅動組件3由縱向驅動控制器g、縱向驅動電機j、縱向驅動減速機i和縱向移動臺車h組成，可以驅動橫梁4在滑軌5上進行縱向移動，所述的滑軌5安裝在實驗場VII的承重墻22上方，所述的豎直跟隨組件6由卷揚控制器n、卷揚電機C、卷揚減速機p和滾筒d組成，安裝在橫向移動臺車e上，使得鋼絲繩8的松緊程度適中。該系統(tǒng)可以跟隨被測車輛IV移動以保證安全保障系統(tǒng)能起到應有的作用。具體地，本實用新型的車輛跟隨系統(tǒng)I實現(xiàn)過程如下。車輛位置檢測組件I將得到的車輛位置與自身的位置進行比較并得到橫向偏差、縱向偏差和豎直偏差；繼而將橫向偏差傳遞給橫向驅動控制器k,橫向驅動控制器k根據橫向偏差使橫向驅動電機b作用，再通過橫向驅動減速機a將動力傳遞到橫向移動臺車e上以產生橫向位移；同時車輛位置檢測組件I將縱向偏差傳遞給縱向驅動控制器g，縱向驅動控制器g根據縱向偏差使縱向驅動電機j作用，再通過縱向驅動減速機i將動力傳遞到縱向移動臺車h上以產生縱向位移；該橫向移動和縱向移動可由圖2所示的系統(tǒng)組成示意圖看出；同時車輛位置檢測組件I將豎直偏差傳遞給卷揚控制器n，卷揚控制器n根據豎直偏差使卷揚電機c作用，再通過卷揚減速機p將動力傳遞到滾筒d使得鋼絲繩8的松緊程度適中，既不會改變被測車輛IV的負載又不會過長而使安全保障系統(tǒng)II不能起到應有的作用。所述的安全保障系統(tǒng)II由連接點7、鋼絲繩8和限鎖組件9組成。所述的連接點7安裝在被測車輛VI的兩側，所述的鋼絲繩8將連接點7和限鎖組件9連接起來，并具有很高的強度，所述的限鎖組件9與車輛跟隨系統(tǒng)I固定在一起，并能根據被測車輛IV的狀態(tài)自動調整鋼絲繩8滑動速度，當被測車輛IV將要發(fā)生傾翻時，該組件可以將鋼絲繩8鎖死從而防止被測車輛IV傾翻。所述的測試系統(tǒng)III由傳感器10、數(shù)據采集器11、數(shù)據發(fā)送組件12和數(shù)據接收組件13組成。所述的傳感器10按照測試要求安裝在被測車輛IV上，并可實時檢測被測車輛IV的各狀態(tài)信號，所述的數(shù)據采集器11將傳感器10檢測到的信號進行采樣并轉換為數(shù)字信號，所述數(shù)據發(fā)送組件12將數(shù)據采集器11采集到的檢測信號發(fā)送到數(shù)據接收組件13，所述的數(shù)據接收組件13將數(shù)據傳輸?shù)娇刂浦行腣I進行存儲。所述的被測車輛IV由工程車輛14和加裝組件15組成。所述的工程車輛14為被測樣本車輛，具有行駛速度不高于50km/h的特性，所述的加裝組件15是為了便于與車輛跟隨系統(tǒng)I、安全保障系統(tǒng)II、測試系統(tǒng)III和自動駕駛系統(tǒng)V相連接而在工程車輛14上以合適的方式加裝的組件。所述的自動駕駛系統(tǒng)V由指令發(fā)送組件16、指令接收組件17、視覺組件18和執(zhí)行組件19組成。所述的指令發(fā)送組件16可以將操作人員的駕駛指令發(fā)送到指令接收組件17，所述的指令接收組件17可以接收指令發(fā)送組件16傳輸?shù)闹噶畈Ⅱ寗訄?zhí)行組件19產生響應的動作，所述的視覺組件18用于實時探測被測車輛IV所處的環(huán)境并將影像傳輸?shù)娇刂浦行腣I提供給駕駛員，所述的執(zhí)行組件可以根據指令使被測車輛VI完成啟動、前進、后退、換擋、轉向、停止等動作。所述的控制中心IV由計算機20和顯示器21組成。所述的計算機20可以存儲并在線處理接收到的數(shù)據，同時可以接收操作人員發(fā)出的指令并將其轉換為可用的格式，所述的顯示器21可以實時顯示測試數(shù)據的曲線以及視覺組件18探測到的影像。[0051]所述的實驗場VII由承重墻22、頂棚23和路面24組成。所述的承重墻22是兩面有一定長度且相對距離的平行墻體，該墻體同時具有一定高度和厚度的墻體以承受很大的沖擊力，所述的頂棚23固定在承重墻22上，將整個實驗場地遮蔽起來，所述的路面24可以改變材質或坡度以測試不同條件下車輛的主動防傾翻性能。一種工程車輛主動防傾翻性能實驗方法，包括以下步驟(一)在合適的場地對工程車輛14進行功能測試，確定其各項功能完好，然后將加裝組件15安裝到預定位置，以保證各系統(tǒng)能完好連接；(二)安裝控制中心IV，同時將自動駕駛系統(tǒng)V安裝到被測車輛IV上，檢測系統(tǒng)遙控功能是否正常；(三)安裝測試系統(tǒng)III并讓被測車輛IV完成簡單的行駛以檢查測試系統(tǒng)III的功能 是否正常；(四)安裝車輛跟隨系統(tǒng)I和安全保障系統(tǒng)II，啟動被測車輛IV并使其低速平穩(wěn)運行，以檢測車輛跟隨系統(tǒng)I和安全保障系統(tǒng)II是否工作正常；(五)根據主動防傾翻性能測試工況要求，布置實驗場Vn的地面24，并進行測試。
權利要求1.一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，包括有測試系統(tǒng)(III)、被測車輛(IV)、自動駕駛系統(tǒng)(V )、控制中心(VI)和實驗場(通)，所述的測試系統(tǒng)(III)安裝在被測車輛(IV)上，將被測車輛(IV)的運動狀態(tài)信號傳送至控制中心(VI);所述的自動駕駛系統(tǒng)(V)安裝在被測車輛(IV)和控制中心(VI)中，使得操作員可以在控制中心(VI)遙控駕駛被測車輛(IV)；所述的控制中心(VI)位于實驗場(vn)的安全區(qū)內；其特征在于 還包括有車輛跟隨系統(tǒng)(I)和安全保障系統(tǒng)(II) ； 所述的車輛跟隨系統(tǒng)(I)安裝于實驗場(vn)上方，并通過安全保障系統(tǒng)(id與被測車輛(IV)連接，車輛跟隨系統(tǒng)(I )驅動安全保障系統(tǒng)(II)始終處于被測車輛(IV)上方；所述的安全保障系統(tǒng)(II)由連接點(7)、鋼絲繩(8)和限鎖組件(9)組成；所述的鋼絲繩(8)下端通過連接點(7)安裝在被測車輛(VI)的兩側，鋼絲繩(8)上端通過限鎖組件(9)與車輛跟隨系統(tǒng)(I )固定，限鎖組件(9)根據被測車輛(IV)的狀態(tài)調整鋼絲繩(8)滑動速度，當被測車輛(IV)將要發(fā)生傾翻時，限鎖組件(9)將鋼絲繩(8)鎖死，防止被測車輛(IV)發(fā)生傾翻。
2.根據權利要求I所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的車輛跟隨系統(tǒng)(I )由車輛位置檢測組件(1)、橫向驅動組件(2)、縱向驅動組件(3)、滑軌(5)和豎直跟隨組件(6)組成； 所述的車輛位置檢測組件(1)將實時測得的被測車輛(IV)位置信號與自身位置信號進行比較，得到橫向偏差、縱向偏差和豎直偏差，并將各偏差信號傳遞給橫向驅動組件(2)、縱向驅動組件(3)和豎直跟隨組件(6);滑軌(5)固定在實驗場(VD的承重墻(22)上，縱向驅動組件(3)帶動與其固連的橫梁(4)沿著滑軌(5)縱向移動，橫向驅動組件(2)帶動豎直跟隨組件(6)沿著橫梁(4)橫向移動，豎直跟隨組件(6)帶動安全保障系統(tǒng)(II)的限鎖組件(9)豎直移動。
3.根據權利要求2所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的橫向驅動組件(2)由橫向驅動控制器(k)、橫向驅動電機(b)、橫向驅動減速機(a)和橫向移動臺車(e)組成；橫向驅動控制器(k)根據橫向偏差使橫向驅動電機(b)動作，再通過橫向驅動減速機(a)將動力傳遞到橫向移動臺車(e)上以產生橫向位移； 所述的縱向驅動組件(3)由縱向驅動控制器(g)、縱向驅動電機(j)、縱向驅動減速機(i)和縱向移動臺車(h)組成，所述的縱向驅動控制器(g)根據縱向偏差使縱向驅動電機(j)動作，再通過縱向驅動減速機(i)將動力傳遞到縱向移動臺車(h)上，驅動橫梁(4)在滑軌(5)上進行縱向移動； 所述的豎直跟隨組件(6)由卷揚控制器(n)、卷揚電機(C)、卷揚減速機(p)和滾筒(d)組成，所述的卷揚控制器(n)根據豎直偏差使卷揚電機(c)轉動,并通過卷揚減速機(p)帶動滾筒(d)轉動，帶動限鎖組件(9)豎直移動，進而調節(jié)鋼絲繩(8)的松緊程度。
4.根據權利要求1所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的測試系統(tǒng)(III)由傳感器(10)、數(shù)據采集器(11)、數(shù)據發(fā)送組件(12)和數(shù)據接收組件(13)組成；所述的傳感器(10)實時檢測被測車輛(IV)的各運動狀態(tài)信號，所述的數(shù)據采集器(11)采集傳感器(10 )檢測到的信號，通過數(shù)據發(fā)送組件(12 )將數(shù)據采集器(11)采集到的檢測信號發(fā)送到數(shù)據接收組件(13)，所述的數(shù)據接收組件(13)將數(shù)據傳輸?shù)娇刂浦行?VI)進行存儲。
5.根據權利要求I所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的被測車輛(IV)由工程車輛(14)和加裝組件(15)組成；所述的工程車輛(14)為被測樣本車輛，所述的加裝組件(15)為工程車輛(14)與車輛跟隨系統(tǒng)(I )、安全保障系統(tǒng)(II)、測試系統(tǒng)(III)和自動駕駛系統(tǒng)(V)相連接的組件。
6.根據權利要求I所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的自動駕駛系統(tǒng)(V)由指令發(fā)送組件(16)、指令接收組件(17)、視覺組件(18)和執(zhí)行組件(19)組成；所述的視覺組件(18)實時探測被測車輛(IV)所處的環(huán)境并將影像傳輸?shù)娇刂浦行?VI)提供給操作人員，所述的指令發(fā)送組件(16)將操作人員的駕駛指令發(fā)送到指令接收組件(17)，所述的指令接收組件(17)根據指令驅動執(zhí)行組件(19)使被測車輛(VI)完成相應動作。
7.根據權利要求6所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的控制中心(IV)由計算機(20)和顯示器(21)組成；所述的計算機(20)存儲并在線處理接收到的數(shù)據；所述的顯示器(21)實時顯示測試數(shù)據的曲線以及視覺組件(18)探測到的影像。
8.根據權利要求I所述的一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，其特征在于 所述的實驗場(VD由承重墻(22)、頂棚(23)和路面(24)組成；所述的承重墻(22)為具有一定長度的兩面平行墻體，其上安裝有滑軌(5)和頂棚(23)，所述的路面(24)根據主動防傾翻性能測試的不同條件要求進行材質和坡度的改變。
專利摘要本實用新型公開了一種工程車輛主動防傾翻性能實驗系統(tǒng)，包括有車輛跟隨系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、被測車輛、自動駕駛系統(tǒng)、控制中心和實驗場，所述的測試系統(tǒng)安裝在被測車輛上，將被測車輛的運動狀態(tài)信號傳送至控制中心；所述的自動駕駛系統(tǒng)安裝在被測車輛和控制中心中，使得操作員可以在控制中心遙控駕駛被測車輛；所述的控制中心位于實驗場的安全區(qū)內；所述的車輛跟隨系統(tǒng)驅動安全保障系統(tǒng)始終處于被測車輛上方，防止被測車輛發(fā)生傾翻。本實用新型可以對工程車輛主動防傾翻性能進行檢測，突破了工程車輛主動安全技術中的實驗檢測環(huán)節(jié)難以完成的局限，保障了檢測過程中操作人員、車輛及設備的安全。
文檔編號G01M17/007GK202661274SQ20122033798
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權日2012年7月12日
發(fā)明者姚宗偉, 王國強, 張玉新, 李學飛, 錢小磊, 張冠宇, 曲俊娜, 郭瑞 申請人:吉林大學