Устройство для оценки дорожных условий эксплуатации транспортных средств Советский патент 1987 года по МПК G01M17/07 

11з()бро 1Ч 1 1(. огиослтгн К i ;iai c;;;ipT j(jMy ()ст;)() и л ожо oiini использовано П)н исследовании движения транспортных орелетв.

i c.ii, изобретения - расширение функНяг;:; . возможностей.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - структурная схема вычис;п1те, 1ьно 0 блока; на фиг. 3 -- принципиальная электрическая схема вычис.чи- тельиого блока.

Устройство содержит тягу 1, соединенную одним конном с траисиортным средством 2 двухстепенным шарниром с горизонтальной 3 и вертикальной 4 осями вранления; колесо 5, шарнирно установленное на дополнительной горизонтальной оси 6, смонтированной на другом конце тяги 1; импульсный датчик 7 частоты вращения колеса 5, выполненный в виде электрического прерывателя 8 и потенциометра 9 с подвижным контактом 10; датчик 11 профиля дороги, имеюии1Й нотенциометр 12 с иодвиж- ным контактом 13; первый датчик 14 угла поворота, выполненный в виде нотенциомет- ра 15; подвижный контакт 16 которо1 о кинематически соединен с вертика.чьиой осью 4 двухстепенного шарнира, а непо.а- вижная часть 17 жестко связана с тягой 1; второй датчик 18 угла поворота, выполненный в виде потенциометра 19, подвижный контакт 20 которого кинематически соединен с горизонтальной осью 3 вращения двухстепенного шарнира: рычаг 21, жестко соединенный одним концом с неподвижной частью 22 второго датчика 18 угла поворота; груз 23, закрепленный на другом конце рычага 21; демпфер 24, установленный на горизонтальной оси 3 вращения двухстепенного П1арнира; блок 25 стабилизированного напряжения питания; вычислительный блок 26, содержащий два интегратора 27, 28 и су мматор 29, и блок 30 регистрации. Пружина 31 закреплена одним концом к тяге 1, а , другим - к кронштейну 32, жестко связанному с остовом транспортного средства 2.

Блок 25 стабилизированного нанряжения питания содержит пятиступенчатый делитель напряжения, собранный на резисторах 33 - 36 и потенциометре 37 со стабилитроном 38. Четыре ступени делителя напряжения яв,тяются источника.ми стабилизиро- BaiiHoro питания датчиков 7, 11, 14, 18, а последняя ступень нредназначена для регулировки его абсо,:1ютной величины. Потенциометр 12 электрически связан с интегрирующей цепочкой, собранной на конденсаторе 39 и резисторе 40, и через делитель напряжения, собранный на резисторах 41 и 42 - с ячейкой 43 сумматора 29, собранного на потенциометрах 43-45. Резистор 41 зашунтирован коллекторным переходом транзистора 46, конденсатор 47 закорочен контактной парой прерывателя 8, один вывод ко5 ,:

торой сосдине - с базой тра 1зистора 48, второй вывод - с его эмиттером, коллектор транзистора 48 соединен с базой транзистора 46. Потенциометр 15 iiepBoi O датчи- ка 14 у|-ла поворота соединен с нотен- циометром 44 сумматора 29, потенцио.метр 19 второго датчика 18 угла поворота соединен с потенциометром 45 сумматора 29. Последний через инте1 рируюгцую цепочку, собранную на конденсаторе 49 и иотенцио0 метре 50, соединен с делителем напряжения, собранным па резисторах 51 и 52. Резистор 52 делителя напряжения зашунтирован коллекторным переходом транзистора 53, база которого соединена с базой транзистора 46. Вольтметр 54 подключеп к резистора 51 для съема выходного сигнала. Вывод базы транзистора 46 является входом вычис;1ительного блока 26, вывод резистора 40 - вторым . входом вычислительного блока 26, обн1ая точка 1К)те1цию0 метров 43 и 44 - т) BXO;IOM вычислительного блока 26, обнгая точка 1io- тенцио.метров 44 и 45 -- четр.ертым входом вычислительного б;1ока 26, общая точка потенциометра 50 и конденсатора 49 выходом вычислительного блока 26.

5 При движении TpaiicnopTHOi o средства 2 электрический прерыватель 8 вырабатывает последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости движения транспортного средства 2; датчик

11профи:1Я дороги вырабатывает сигнал, пропорциональцый ординате профи, дороги; первый датчик 14 угла поворота, вынол- ненный в виде потенциометра 15, -- сигнал, нро.порциопалЫ)1Й углу noisopoia трапспорг- ного средства 2 и характсризуклцнй кривизну траектории движения транспортного средства 2; второй .мзтчик 18 у;ма поворота, вьшолненный -. виде потенциометра 18, - сигна.л, нроно|)ци()н,ч. 1ЬН1)1Й продоль- iio-угловым колебания. транснорт1-Ю1 о средства 2. При этом демпфер 24 уменьшает

0 амплитуду колебаний рычага 21 с грузом 23 относительно вертикального положения. При подаче питающего напряжения на входные клеммы блока 25 стабилизированного напряжения питания поданное напряжение стабилизируется стабилитроном 38, регулируется по величине поте Н1Иометром 37 и подается на цепочку резисторов 33 36 делителя напряжения, каждая ступень которого питает, соответственно, потенциометр

12датчика 11 профиля дороги, потенцио- Q метр 9 n niy;iK iioro дагчи.ка 7 частоты вращения колеса 5, потенциометр 15 первого датчика 14 угла поворота и потенциометр 19 второго датчика 8 yr::ia поворота. Па- пряжерше. снимаемое с подвижного KO;I- такта 13 потенциометра 12, подается lia ин5 тегрирующую цепочку, образованг:ую ре;1.чс- тором 40 и конденса -ором 39, Нс1;;) с которой через делитель напряжения, образованный резисторами 41 и 42 полается

0

5

на OAiiv из ячеек (потенциометр 43) сумматора 29. При этом резистор 41 шунтирован коллекторно-эмиттерным переходом транзистора 46, на базу которого подается напряжение смепления через резистор 55 и ко, 1лектор- но-эмиттерпый переход электронного ключа, Е5ыполненного на транзи ;торе 48, управляемом пилообразным напряжением, вырабатываемым на выводах электрического контактного прерывателя 8, подключенного параллельно конденсатору 47. В зависимости от периодичности замыкания прерывателя 8, положения подвижного контакта 10 потенциометра 9 и емкости конденсатора 47 в течение каждого цикла замыкания-размыкания прерывателя 8, т.е. с частотой, про- норциональной угловой скорости вращения колеса 5, на базу транзистора 46 подается открывающее его напряжение, в результате чего плечо делителя напряжения шунтируется коллекторно-эмиттерным переходо.м открытого транзистора, что приводит к изменению коэффициента деления делителя напряжения. В результате в середине делителя напряжения в точке соединения его нлеч - резисторов 41 и 42 - с эмиттером транзистора 46 постоянно выдается на ячейку 43 сумматора 29 напряжение, пропорциональное спектральной плотности не- оовностей микропрофиля дороги в зависимости от скорости движения траь спортного средства 2. Напряжение с потенциометра 15 подается на третий вход вычислительного блока 26 (на потенциометр 44 сумматора 29), а напряжение с потенциометра 19 подается на четвертый вход вычислительного блока 26 (на потенциометр 45 сумматора 29). Сигнал с выхода сумматора 29 подается в интегратор 28, собранный на потенцио.метре 50 и конденсаторе 49, и далее на вход блока 30 регистрации, образованный делителем напряжения на резисторах 51 и 52 и вольтметром 54. При этом для определения по времени в блоке 30 регистрации резистор 52 щунтируется коллекторно- эмиттерным переходом транзистора 53, на базу которого поступают пилообразные им пульсы напряжения, вырабатываемые на выводах электрического контактного прерывателя 8, подключенного параллельно конденсатору 47. В результате на вольтметре 54 региетрируется математическое ожидание суммарного сигнала, интегрированного по времени одного оборота колеса 5, характеризующее величину коэффициента KD суммарного сопротивления движению, определяе мого по формуле

Ко Ао+А|Х1+А2Х2+А.зХз,

где Х| - составляющая, обусловленная потерями энергии на преодоление уклонов дороги;

XL - составляющая, обуслои.юпмая погс- рями энергии па боковой i-4.i имев- матическнх П1ин при дв)1/к(. ii;; криволинейной траектории;

с ,A.i-коэффициенты пропорциона.П)П(1С и, зависяодие от конструктивных параметров пневматической пщны и -т массы транспортного средства; АО - свободный член уравнения, характеризующий минимальное значение 10коэффициента сонротив.тепия качанию пневматической щпны но горизонтальной опорной поверхности. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно измерять продольный профиль дороги, угол поворота транспортного средства, характеризующий кривизну траектории движения, продольно-угловые ко. 1ебан11я транспортного средства, скорость его движения, а также определять величину, характернз Ю1цую суммарное со- 20 противление транспортного средства, что расщиряет функциональные возможности устройства.

Формует изобретения 25

15

30

3;5

Устройство для оценки дорожных условий эксплуатации транспортных средств, содержащее тягу, соединенную одним концом с транспортным средством двухстепе1П1ЫМ niap ниром с горизонтальной и вертикальной осями вращения, колесо, щарнирно установленное на дополнительной горизонтальной оси, смонтированной на дру1 ом конце тяги, импульсный датчик частоты вращения колеса, вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом нмну.тьсного датчика частоты вращения колеса, и блок регистрации, подключенный к выходу вычислительного блока, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, оно снабжено установленным на тяге датчиком профиля, подключенным к второму

40 входу вычислительного блока, первым датчиком угла поворота, подвижная часть которого кинематически соединена с вертикальной осью вращения двухстепенного нар; нира, а неподвижная жестко соединена с тягой, вторым датчиком угла поворота, подвижная часть которого кинематически соединена с горизонтальной осью вращения двухстепенного щарнира, рычагом жестко соединенны.м одним концом с неподвижной частью второго датчика угла по- 50 ворота, грузом, закрепленным на другом конце рычага, и демпфером, установленным на горизонтальной оси вращения двухстепенного щарнира, при этом выход первого датчика утла поворота подключен к третьему входу вычислительного блока, а выход

55 второго датчика угла поворота - к четвертому входу вычис. 1нте,1ьного блока.

45

25

18

27

26

29

30

cpui.Z

фиаЗ

(доставитель С. Белоусько

Редактор Н. СлободяннкТехред И. ВересКорректор А. Зи.мокосов

Заказ 2956/46Тираж 776Подписное

ВНИИПИ осударственного KDMi-rreva (( СР ио делам изобретемий и OTK: )

I 1ЗОЗГ), Москва. Ж, -35, Раушская наб., д. 4;о 11роизв()дст1 е1И10-1 0, 1И1 раф|1ческоо n|K uipii iTne. г. Ужгород, y. i. Ироокт. ая. А

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при исслел,овании движения транспортного средства. Цель изобретения - рас1пирение функциональных возможностей. Устройство содержит тягу Л, соединенную одним концом с транспортным средством 2 двухстепенным н арниром с горизонтальной 3 и вертикальной 4 осями вращения, колесо 5, шарнирно установленное на дополнительной горизонтальной оси 6, смонтированной на др} гом конце тяги I. импульсный датчик 7 частоты вращения колеса 5, датчик 11 профиля дороги, первый датчик 14 угла поворота, выполненный в виде потенциометра 15, подвижный контакт 16 которого кинематически соединен с вертикальной осью 4 двухстепенного шарнира, а неподвижная часть 17 жестко связана с тягой 1, второй датчик угла поворота, выполненный в виде потенциометра, подвижный контакт которого кинематически соединен с горизонтальной осью 3 вращения двухстепенного щарнира, и вычислительный блок 26. При движении транспортного средства 2 устройство одновременно измеряет продольный профиль дороги, угол поворота транспортного средства, продольно- угловые колебания и скорость движения, а также определяет коэффициент суммарного сопротивления движению. 3 ил. ю сл --4 // с Ю 00 00 со 00