履带工程机械底盘测功平台的开发

图 ５ 系统模块图
图 １ 履带式测功平台整体结构
１．１ 履带路面模拟系统 汽车路面模拟是通过滚筒来实现的，即以滚筒 的表面取代路面，滚筒的表面相对于汽车作旋转运 动。在系留装置及车偃等安全措施保障下，通过控 制系统可对加载装置及惯性模拟系统进行自动控 制，以实现对车辆动力性的检测［１］［２］。 履带底盘测功平台的路面模拟系统设计没有可 借鉴的实例。汽车底盘测功平台的路面模拟系统分 为单滚筒底盘测功平台和双滚筒测功平台两种［３］，但 这两种路面模拟系统都不适合于履带车辆。履带车 辆通过履带和地面接触，接触面积大，履带较长，履
１ 履带底盘测功平台总体设计
履带工程机械测功平台主要是对工程机械进行 动力性能、制动性能、经济性能及环保性能检测。主 要检测的项目有：底盘输出功率、底盘损失功率、发 动机输出功率、输出扭矩、装备速度、电瓶电压、起动 电压电流、充电电压电流、制动力（制动距离）、发动 机瞬时油耗、烟度、灯光状态。
履带式底盘测功平台的设计主要是对路面模拟 系统、台体结构、可移动底盘测功平台的调节方式及 防护装置等进行设计。本文设计的履带式底盘测功 台体按结构分，主要由履带测功固定台体、可移动台 体及防护部分等组成。测功平台整体结构见图 １ 所 示。
此外，可移动台体的滑动方式也是需要考虑的 问题，如果采用滚动方式，则可减小平台移动过程的 摩擦阻力，可选用小型液压缸，但是，在台体上设计 滑轮会增加整个测试系统复杂性，而且台体是测功 平台承力的主要部位，如果设计为滚轮式，会降低系 统的可靠性。如果采用纯滑动方式，则需要采用较大 液压缸，移动过程的摩擦力也会略有增加，但是这种 方式可以简化系统结构，同时提高系统的可靠性。因 此，可移动台体采用滑动方式移动。一般履带中心矩 差值最大为 ８４０ｍ ｍ ，同时考虑履带的宽度，为了保 证可调量有一定的富余，设计可调式平台的调整间 距为大于 １０００ｍ ｍ 。
图 ２ 履带路面模拟系统图
１．２ 固定台体 固定台体主要由电机、扭矩仪、变速箱、负重轮、 支撑轮、张紧轮、驱动轮及履带面组成，如图 ３ 所示。
轮结构，这主要是为了使测功平台的履带面尽量的 平整，使其能更好的模拟地面。此外，由于车辆驶入 测功平台的瞬间，支撑轮受力较大，如果采用小轮 负重，则可能导致轴断，为了保证车辆顺利的驶上 测功平台，保证平台的稳定性和强度，在固定台体 上还安装了大轴径的负重轮。为了保证测功平台履 带面能够较好地模拟路面，还必须采用张紧轮，使 履带始终处于平直状态，保证测功过程中，不会使 平台上面的履带松弛，导致履带断裂。
整个采集、控制系统由上位机服务器、工位机 及点阵屏组成，信号通过安置在工位机中的采集卡 进行采集，并传送到上位机服务器中进行统一管 理，服务器通过对各种传感器信号进行判断，控制 各工位机的检测过程。
３ 结束语
履带底盘测功是整个测功平台设计中的一大 难题，不能采用轮式底盘测功平台的转鼓系统。本 文重点对履带测功平台的路面模拟系统、固定台体 和可移动台体进行了分析设计，采用履带底盘倒置 的方式，作为履带底盘测功的路面，较好地解决了 履带底盘传输功率的难题，同时，开发了测控系统。 履带工程机械底盘测功平台的成功开发对提高维 修质量有重要意义。
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带车辆自身重量也很大，采用双滚筒不能实现对路 面的模拟。结合履带车辆的自身特点，履带底盘测功 平台可采用传送带方式或倒置履带模拟路面系统。 传送带方式模拟路面系统，是设计具有足够长度的 传送带来实现履带车辆的检测，但传送带方式附着 性能和强度难以满足要求。倒置履带模拟路面系统， 具有足够的强度、功率传递能力大等特点，履带面采 用多个支撑轮支撑，可保证履带面较为平整，再采用 挂胶处理，能够较好地模拟路面系统。为了尽量减小 履带面的长度，同时又增加履带车辆和履带面的接 触长度，采用倒置履带作为路面模拟系统，如图 ２ 所 示。
履带工程机械本身是一个复杂的系统，在行驶 和作业过程中，其技术状况和使用性能将随着行驶 里程的增加和作业时间的增长而逐渐变差，出现动 力性下降、经济性变差、作业效率和安全可靠性降低 等情况，这就需要对工程机械的车况做出一个科学 准确的判断，并采取相应的对策，才能大大提高工程 机械的可靠性和作业效能，从而保证工程机械的安 全性，获得更大的经济效益，防止工程机械车况不 清，出现带故障行驶作业的情况。
２ 履带工程机械底盘测功平台 测控系统开发
履带工程机械底盘测功平台测控系统包含现场 监控模块，数据处理模块，系统管理模块，检测模块［４］。 现场监控模块由图像监控、平台状态监控、平台硬件 监控等三部分组成；数据处理模块主要由查询及报 表组成；系统管理模块主要由系统标定、系统初始设 置、密码及权限管理等组成。检测模块由登陆、检测 等部分组成［５］。系统模块如图 ５ 所示。
参考文献 １ 林旭东，钟子锦等．车辆行驶阻力在汽车底 盘测功机上的再现［Ｊ］．广东公路交通，２００３（２） ２ 任有，许洪国．汽车底盘测功机惯性系统开 发研究［Ｊ］．公路交通科技，２００２（３） ３ 徐志敏，刘美生．汽车底盘测功机的原理及 检测［Ｊ］．中国测试技术，２００４（３） ４ 姚锡凡，周锋，邓楚南．汽车底盘测功机的 计算机辅助测试与控制系统［Ｊ］．华南理工大学学报， １９９７（１０） ５ 王文杨．汽车底盘测功机测试与控制系统的 研究［Ｄ ］．吉林大学，２００６
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履带工程机械底盘测功平台的开发
叶 进 王良模
（南京理工大学机械工程学院）
摘要 履带工程机械底盘测功平台是其检测线的关键设备。本文主要进行了测功平台的路 面模拟系统、台体结构和测控系统等设计，开发了一套技术先进、实用可靠的履带底盘测 功平台。履带底盘测功平台的开发对提高维修质量有重要意义。 关键词：履带 底盘测功机 平台 测控系统
图 ３ 固定台体效果图
其中固定台体的履带结构和履带车辆的履带结 构基本上是一样的，都由支撑轮、张紧轮、驱动轮及 履带面等组成，之所以采取这种结构主要是为了模 拟装备行驶的路面环境。但他们之间也存在不同之 处，不同之处之一是测功平台的支撑轮采用的是小
图 ４ 可移动台体效果图
从图中可以看出，可移动台体的基本结构和固 定台体基本一致，都有电机、变速箱、扭矩仪、履带 面、支撑轮及张紧轮等组成。不同的是，该台体是可 移动的，移动方式为滑动，采用液压缸驱动平台前 后移动。
１．３ 可移动台体 不同履带车辆两个履带轮之间具有不同的间 距，如果设计测功平台履带面较宽，可解决这个问 题。但根据目前履带车辆类型来看，不同车辆两履 带中心矩差值可达 ８００ 多毫米，即使可以生产出满 足该差值的履带，其重量太大，设备就显得笨重。又 由于目前履带加工厂家加工的履带都具有成型模 板，如果重新设计履带的宽度，则需要重新设计履 带制造模板，增加了平台设计成本。同时，模板设计 以后如果得不到广泛应用，就降低了模板的使用 率，造成资源浪费，因此，这种方案是不可行的。为 了解决这个问题，设计测功平台时，将一个平台设 计为固定式，而另一个设计为可调试，这样就可以 调整两个平台之间的间距，满足不同车辆的需求， 同时，这种设计所使用的履带为普通履带，模板已 经存在，制造方便，可降低成本。可移动式平台结构 见图 ４ 所示。
可移动台体设计为距离可调式，因此，必须考
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虑其调节方式，目前调节方式有多种，例如采用丝杠 带动平台前后移动，或者采用液压方式驱动测功平 台前后移动。由于丝杠伺服机构调节距离不精确，结 构也比较复杂，不适于履带车辆测功系统，而液压驱 动方式调整距离精度较高，成本也不高，和伺服机构 相比，液压驱动方式有较大的优势。因此，设计可采 用液压方式驱动可移动台体。