Устройство для измерения поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием

Изобретение относится к строительству, эксплуатации, содержанию и ремонту дорог, дорожных покрытий, аэродромов, а именно к устройствам для контроля состояния асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов. Устройство для измерения поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием содержит прицепной прибор с измерительной системой, состоящей из электродвигателя, первого редуктора с ведущей шестерней, двух имеющих обмотки возбуждения порошковых муфт с шестернями, блока управления и регистрации, второго редуктора с центральной шестерней, датчика угла поворота, измерительного колеса и коромысла с осью, установленной в шарнире. При этом обмотки возбуждения порошковых муфт и датчик угла поворота связаны через блок управления и регистрации, а измерительное колесо соединено с датчиком угла поворота посредством коромысла и шарнира с возможностью поворота коромысла с измерительным колесом в горизонтальной плоскости по отношению к оси движения автомобиля на угол увода α. Новым является то, что измерительное колесо снабжено тормозной системой, выполненной в виде электромагнитной порошковой муфты, на обмотку которой подают сигнал управления с блока управления и регистрации, и датчиком числа оборотов, сигнал с которого поступает на блок управления и регистрации тормозной системы. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности измерений при заданном проскальзывании измерительного колеса. 1 ил.

 

Изобретение относится к строительству, эксплуатации, содержанию и ремонту дорог, дорожных покрытий, аэродромов, а именно к устройствам для контроля состояния асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Известно устройство для измерения поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, содержащее прицепной прибор с измерительной системой, состоящей из электродвигателя, первого редуктора с ведущей шестерней, двух имеющих обмотки возбуждения порошковых муфт с шестернями, блока управления и регистрации, второго редуктора с центральной шестерней, датчика угла поворота, измерительного колеса и коромысла с осью, установленной в шарнире. При этом обмотки возбуждения порошковых муфт и датчик угла поворота связаны через блок управления и регистрации, а измерительное колесо соединено с датчиком угла поворота посредством коромысла и шарнира с возможностью поворота коромысла с измерительным колесом в горизонтальной плоскости по отношению к оси движения автомобиля на угол увода α (см. патент RU 2293816 от 20.02.2007, Е01С 23/07). Данное устройство принято в качестве прототипа.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением: прицепной прибор с измерительной системой, состоящей из электродвигателя, первого редуктора с ведущей шестерней, двух имеющих обмотки возбуждения порошковых муфт с шестернями, блока управления и регистрации, второго редуктора с центральной шестерней, датчика угла поворота, измерительного колеса и коромысла с осью, установленной в шарнире; обмотки возбуждения порошковых муфт и датчик угла поворота связаны через блок управления и регистрации; измерительное колесо соединено с датчиком угла поворота посредством коромысла и шарнира с возможностью поворота коромысла с измерительным колесом в горизонтальной плоскости по отношению к оси движения автомобиля на угол увода α.

К недостаткам известного устройства, принятого за прототип, относится недостаточная достоверность измерений за счет того, что известное устройство проводит измерение поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием без учета коэффициента проскальзывания, который показывает разницу чисел оборотов свободно катящегося колеса и колеса автомобиля-буксировщика.

Задачей изобретения является повышение достоверности измерений при заданном проскальзывании измерительного колеса.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве для измерения поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, включающем прицепной прибор с измерительной системой, состоящей из электродвигателя, первого редуктора с ведущей шестерней, двух имеющих обмотки возбуждения порошковых муфт с шестернями, блока управления и регистрации, второго редуктора с центральной шестерней, датчика угла поворота, измерительного колеса и коромысла с осью, установленной в шарнире, при этом обмотки возбуждения порошковых муфт и датчик угла поворота связаны через блок управления и регистрации, а измерительное колесо соединено с датчиком угла поворота посредством коромысла и шарнира с возможностью поворота коромысла с измерительным колесом в горизонтальной плоскости по отношению к оси движения автомобиля на угол увода α, измерительное колесо снабжено тормозной системой, выполненной в виде электромагнитной порошковой муфты, на обмотку которой подают сигнал управления с блока управления и регистрации, и датчиком числа оборотов, сигнал с которого поступает на блок управления и регистрации тормозной системы.

Признаки предлагаемого устройства, отличительные от прототипа: наличие на измерительном колесе тормозной системы, выполненной в виде электромагнитной порошковой муфты, на обмотку которой подают сигнал управления с блока управления и регистрации; наличие датчика числа оборотов, сигнал с которого поступает на блок управления и регистрации тормозной системы. Тормозная система измерительного колеса позволяет создавать определенный тормозной момент на измерительном колесе, который задает соответствующее проскальзывание измерительного колеса. Отличительные признаки в совокупности с известными повышают достоверность измерений при заданном проскальзывании измерительного колеса.

На чертеже дано схематическое изображение общего вида устройства для измерения поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием.

Устройство содержит прицепной прибор с измерительной системой, включающей электродвигатель 1, первый редуктор 2, ведущую шестерню 3, шестерни 4 и 5, установленные на порошковых муфтах 6 и 7, содержащих обмотки возбуждения 8, блок управления и регистрации 9, выходные шестерни 10 и 11 порошковых муфт 6 и 7, центральную шестерню 12, установленную на вал второго редуктора 13, датчик угла поворота 14, измерительное колесо 15. Датчик угла поворота 14 и обмотки возбуждения 8 порошковых муфт 6 и 7 связаны через блок управления и регистрации 9. Измерительное колесо 15 соединено с датчиком 14 угла поворота с помощью коромысла 16 и шарнира 17. Ось коромысла 16 установлена в шарнире 17. Измерительное колесо 15 снабжено тормозной системой, выполненной в виде электромагнитной порошковой муфты 18, на обмотку которой подают сигнал управления с блока управления и регистрации 9. Измерительное колесо 15 снабжено датчиком числа оборотов 19, сигнал с которого поступает на блок управления и регистрации 9 тормозной системы.

Устройство работает следующим образом.

Устройство жестко сцепляется с автомобилем и движется вместе с ним по контролируемому участку дороги на постоянной скорости. Датчик числа оборотов 19 регистрирует число оборотов свободно катящегося измерительного колеса 15. При включении устройства вращающий момент электродвигателя 1 через редуктор 2 передается через ведущую шестерню 3 на шестерни 4 и 5, являющиеся приводами полумуфт 6 и 7. От блока управления и регистрации 9 на обмотки возбуждения 8 подается электрический сигнал, который обеспечивает появление сцепления между ведомой и ведущей частями муфт 6 и 7, что в свою очередь обеспечивает вращение шестерен 10 и 11 в противоположных направлениях, и в зависимости от разности электрического сигнала в обмотках возбуждения 8 обеспечивается вращение шестерни 12 в одну или противоположную сторону. Вращающий момент от шестерни 12 через редуктор 13 передается на коромысло 16, которое обеспечивает увод колеса 15 от направления движения устройства на угол α. Ось коромысла 16 установлена в шарнире 17. Угол поворота фиксируется датчиком 14, сигнал с которого поступает на блок управления и регистрации 9. Измерительное колесо 15 вместе с коромыслом 16 отклоняется на угол увода α, при этом регистрируется величина электрического сигнала, поступающего на обмотки возбуждения 8 порошковых муфт 6 и 7, при этом сигнал пропорционален моменту, который отклоняет колесо 15 на угол увода α. На основании этого делается заключение о величине коэффициента поперечного сцепления между измерительным колесом 15 и дорожным покрытием.

Для определения коэффициента сцепления при различных режимах торможения необходимо подавать сигнал управления на обмотку порошковой муфты 18 измерительного колеса 15 во время выполнения измерения. Величина подаваемого сигнала нарастает от нуля до уровня, обеспечивающего требуемое скольжение. При этом идет регистрация числа оборотов n₂ измерительного колеса 15 датчиком числа оборотов 19 и определяется коэффициент проскальзывания измерительного колеса 15 при данном тормозном моменте, который задается порошковой муфтой 18. Коэффициент проскальзывания определяется как отношение числа оборотов n₁ колеса автомобиля-буксировщика к n₂ . До установки порошковой муфты 18 на устройство необходимо произвести тарировку порошковой муфты 18 на соответствие тормозного момента управляющему напряжению.

Перед использованием устройство должно быть тарировано на участках с известным коэффициентом поперечного сцепления.

Поперечный коэффициента сцепления автомобильного колеса с дорожным покрытием определяют за счет измерения необходимого усилия удержания измерительного колеса при уводе на угол α при поступательном движении устройства с автомобилем-буксировщиком при помощи порошковых муфт при различных коэффициентах проскальзывания измерительного колеса, которые задаются порошковой муфтой.

Преимущество предполагаемого изобретения состоит в том, что оно позволяет получить вне зависимости от профиля автодороги достоверную информацию о поперечном сцеплении колеса с дорожным покрытием, учитывая коэффициент проскальзывания.

Устройство для измерения поперечного коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, содержащее прицепной прибор с измерительной системой, состоящей из электродвигателя, первого редуктора с ведущей шестерней, двух имеющих обмотки возбуждения порошковых муфт с шестернями, блока управления и регистрации, второго редуктора с центральной шестерней, датчика угла поворота, измерительного колеса и коромысла с осью, установленной в шарнире, при этом обмотки возбуждения порошковых муфт и датчик угла поворота связаны через блок управления и регистрации, а измерительное колесо соединено с датчиком угла поворота посредством коромысла и шарнира с возможностью поворота коромысла с измерительным колесом в горизонтальной плоскости по отношению к оси движения автомобиля на угол увода α, отличающееся тем, что измерительное колесо снабжено тормозной системой, выполненной в виде электромагнитной порошковой муфты, на обмотку которой подают сигнал управления с блока управления и регистрации, и датчиком числа оборотов, сигнал с которого поступает на блок управления и регистрации тормозной системы.