一种雪车转向总成的耐久性测试系统、测试方法以及评价方法

摘要

雪车转向总成的耐久性测试系统、测试方法以及评价方法，涉及雪车测试领域，解决了无法判断雪车转向总成耐久性是否满足要求的问题。测试系统包括温湿度环境箱、两组液压作动器、试验台架及控制模块；温湿度环境箱为雪车转向总成提供测试所需的温湿度环境；液压作动器为雪车转向总成提供转向操纵力；控制模块用控制温湿度环境箱和液压作动器，完成耐久性测试。雪车转向总成置于温湿度环境箱中并与测试系统连接，调节温湿度至目标试验温湿度并持续监控；在三种工况下控制液压作动器，拉动待测雪车转向总成实现转向动作，不低于特定转向次数后切换试验工况。检查雪车转向总成部件，若没有变形或磨损则耐久性合格。本发明可应用于雪车开发试验工作中。

说明书

技术领域

本发明涉及雪车测试领域，具体涉及雪车用转向总成测试技术。

背景技术

雪车项目对于速度和技术的极致追求，它展现着运动员强大的爆发力、良好的平衡力和精准的控制力，给人带来惊险刺激的感官体验。

雪车比赛是由车手驾驶可操控方向的雪车，在弯曲的U形冰质赛道上进行的竞速比赛。为了验证竞技用雪车的转向耐久性能是否满足要求，需要针对雪车转向总成进行耐久测试。但是，在雪车过弯转向过程中，受雪车及运动员的重力、垂直冰面的向心力以及冰刀与冰面之间的侧向力，几种载荷相互叠加，雪车转向总成受力复杂，难以通过直接加载模拟其受力情况和耐久性能。目前针对针对竞技用雪车的转向总成的耐久测试技术仍处于空白状态，在雪车开发过程中无法有效判断其耐久性是否满足要求。

发明内容

为了解决雪车开发过程中无法有效判断其耐久性是否满足要求的问题，本发明提出了一种雪车转向总成的耐久性测试系统、测试方法以及评价方法。

本发明的技术方案如下：

一种雪车转向总成的耐久性测试系统，包括温湿度环境箱、两组液压作动器、试验台架以及控制模块；所述温湿度环境箱用于为所述雪车转向总成提供测试所需的温湿度环境；所述液压作动器用于为雪车转向总成提供转向操纵力；所述试验台架用于固定雪车转向总成并模拟运动员手力加载的力传递方式；所述控制模块用于控制所述温湿度环境箱改变温湿度，还用于控制所述液压作动器的作动形式，从而带动雪车转向总成实现转向动作，完成耐久性测试。

优选地，所述试验台架包括作动器固定后支架、两组直线导轨装置、钢索导向机构、两条钢索以及雪车转向总成固定装置，所述两组液压作动器平行且呈水平状态，所述液压作动器的一端与所述作动器固定后支架连接，另一端与所述直线导轨装置连接，所述钢索导向机构由若干滑轮和滑轮支架组成，用于调整所述两条钢索的间距，所述两条钢索的一端分别连接在所述两组直线导轨上，另一端分别连接在所述雪车转向总成的转向操纵机构转向手柄两端；所述雪车转向总成固定装置设于温湿度环境箱中，用于固定待测雪车转向总成。

优选地，所述两组直线导轨装置对称设置，所述直线导轨装置包括导轨、导轨轴承、背板支架以及竖支架，所述导轨轴承固定在所述背板支架上，所述背板支架固定在所述竖支架上。

优选地，所述钢索导向机构包括第一滑轮支架、滑轮、第二滑轮支架和钢索，所述第一滑轮支架和第二滑轮支架上各固定一个滑轮，将两所述液压作动器之间钢索过宽的距离减小至可通过所述温湿度环境箱预留的小开口大小。

优选地，所述雪车转向总成固定装置包括雪车操纵机构固定装置、雪车前车架固定装置、配载装置、手力加载装置和冰面固定装置，所述雪车操纵机构固定装置用于固定雪车转向总成的回弹带，所述配载装置根据不同工况进行配载，所述手力加载装置经由钢索连接在所述液压作动器上，所述冰面固定装置由两个相同的槽组成，槽中加满水，槽的下沿设计了压装装置，用于模拟冰刀与冰面之间的接触。

优选地，所述雪车操纵机构固定装置包括操纵手柄回弹带下支架和操纵手柄回弹带上支架，所述操纵手柄回弹带下支架和所述操纵手柄回弹带上支架均由底板和支柱组成，所述支柱上铣凹槽并有打孔，用于固定回弹带。

优选地，所述雪车前车架固定装置包括前固定支架和后固定支架，所述支架由底板、支柱、小支板和肋组成，支架上设计了限值水平方向自由度、保留垂直方向自由度的杆，以确保载荷全部加载在冰刀上。

优选地，所述配载装置由配载固定杆、配载片和配载固定支架组成，所述配载片由所述配载固定杆固定在所述配载固定支架上，所述配载片设计成分体式，可根据不同工况进行配载，所述配载固定支架下端由C型支架和螺栓组成，用于夹紧前车架横梁。

本发明还提供了一种雪车转向总成的耐久性测试方法，应用上述的测试系统，所述测试方法包括以下步骤：

S1、将待测雪车转向总成置于温湿度环境箱中，并与所述测试系统连接，调节温湿度环境箱参数至目标试验温湿度，并持续监控；

S2、分别在三种不同工况下，控制所述液压作动器，拉动待测雪车转向总成实现转向动作，当不低于该工况的特定转向次数后，切换试验工况。

本发明发提供了一种雪车转向总成的耐久性评价方法，应用上述的测试方法，试验结束后检查雪车转向总成的各个部件，若没有变形或磨损，则雪车转向总成的耐久性合格，否则不合格。

与现有技术相比，本发明解决了雪车开发过程中无法有效判断其耐久性是否满足要求的问题，具体有益效果为：

本发明提供的测试系统采用钢丝、绳索等柔软材料作为力传递的装置，模拟实际转向过程中运动员的手力加载，实现低温下转向模拟试验，针对其复杂的受力情况，以最大限度还原雪车转向装置的使用情况，前车架固定支架限值水平自由度、不限制垂直方向自由度，使配载全部加载至冰刀上；真实模拟冰刀与冰面之间的接触，更真实的还原实际使用工况；该测试系统和方法准确性高、快速高效、操作简便易行，且能进行实时监测。

本发明可应用于雪车开发试验工作中，填补了雪车转向总成耐久性试验的技术空白。

附图说明

图1为实施例2中所述所述试验台架示意图；

图2为实施例2中所述作动器固定后支架结构示意图；

图3为实施例3中所述直线导轨装置结构示意图；

图4为实施例4中所述钢索导向机构及钢索示意图；

图5为实施例4中所述温湿度环境箱开口与钢索空间关系示意图；

图6为实施例1中所述待测雪车转向总成结构示意图；

图7为实施例5中所述雪车转向总成固定装置示意图；

图8为实施例6中所述雪车操纵机构固定装置示意图；

图9为实施例7中所述雪车前车架固定装置示意图；

图10为实施例8中所述配载装置示意图；

图11为实施例5中所述手力加载装置示意图；

图12为实施例5中所述冰面固定装置示意图；

图13为实施例9中所述测试方法流程示意图。

附图标记说明：

1、作动器固定后支架；

2、直线导轨装置；

2a、导轨；2b、直线轴承；2c、背板支架；2d、竖支架；

3、钢索导向机构；

3a、第一滑轮支架；3b、滑轮；3c、第二滑轮支架；3d、钢索；

4、雪车转向总成；

4a、转向操纵机构；4b、转向回位机构；4c、转向摇臂带拉杆机构；4d、执行机构；4e、前轴；4f、冰刀；

5、雪车转向总成固定装置；

5a、雪车操纵机构固定装置；5b、雪车前车架固定装置；5c、配载装置； 5d、手力加载装置；5e、冰面固定装置；

5a1、操纵手柄回弹带下支架；5a2、操纵手柄回弹带上支架；

5b1、前固定支架；5b2、后固定支架；5b3、杆；

5c1、配载固定杆；5c2、配载片；5c3、配载固定支架。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚，下面将结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，以下实施例仅用于更好地理解本发明的技术方案，而不应理解为对本发明的限制。

实施例1.

本实施例提供了一种雪车转向总成的耐久性测试系统，包括温湿度环境箱、两组液压作动器、试验台架以及控制模块；所述温湿度环境箱用于为所述雪车转向总成4提供测试所需的温湿度环境；所述液压作动器用于为雪车转向总成 4提供转向操纵力；所述试验台架用于固定雪车转向总成4并模拟运动员手力加载的力传递方式；所述控制模块用于控制所述温湿度环境箱改变温湿度，还用于控制所述液压作动器的作动形式，从而带动雪车转向总成4实现转向动作，完成耐久性测试。

如图6所示，本实施例所述雪车转向总成4由转向操纵机构4a、转向回位机构4b、转向摇臂带拉杆机构4c、执行机构4d、前轴4e和冰刀4f组成。运动员通过拉动转向操纵机构4a进行转向，转向操纵机构4a通过转向回位机构 4b自动回位，并且两侧转向操纵机构4a均仅执行拉向操作，即可道东转向摇臂带拉杆机构4c运动，从而带动执行机构4d、前轴4e和冰刀4f进行转动，冰刀4f接触冰面。

本实施例所述测试系统，通过控制模块控制温湿度环境箱并且能进行实时监测温湿度，可真实模拟冰刀与冰面之间的接触，更真实的还原实际使用工况。

实施例2.

本实施例为对实施例1的进一步举例说明，所述试验台架如图1所示，所述试验台架包括作动器固定后支架1、两组直线导轨装置2、钢索导向机构3、两条钢索3d以及雪车转向总成固定装置5，所述两组液压作动器平行且呈水平状态，所述液压作动器的一端与所述作动器固定后支架1连接，另一端与所述直线导轨装置2连接，所述钢索导向机构3由若干滑轮和滑轮支架组成，用于调整所述两条钢索3d的间距，所述两条钢索3d的一端分别连接在所述两组直线导轨上，另一端分别连接在所述雪车转向总成4的转向操纵机构转向手柄两端；所述雪车转向总成固定装置5设于温湿度环境箱中，用于固定待测雪车转向总成4。其中所述作动器固定后支架1的示意图见图2。

实施例3.

本实施例为对实施例2的进一步举例说明，所述直线导轨装置结构示意图见图3，所述两组直线导轨装置2对称设置，所述直线导轨装置2包括导轨2a、导轨轴承2b、背板支架2c以及竖支架2d，所述导轨轴承2b固定在所述背板支架2c上，所述背板支架2c固定在所述竖支架2d上。

实施例4.

本实施例为对实施例2的进一步举例说明，所述钢索导向机构3以及钢索 3d示意图如图4所示，所述钢索导向机构3包括第一滑轮支架3a、滑轮3b、第二滑轮支架3c和钢索3d，所述第一滑轮支架3a和第二滑轮支架3c上各固定一个滑轮3b，将两所述液压作动器之间钢索3d过宽的距离减小至可通过所述温湿度环境箱预留的小开口大小。温湿度环境箱与钢索的空间关系见图5 所示。

本实施例提供的测试系统采用钢索柔软材料作为力传递的装置，模拟实际转向过程中运动员的手力加载，实现低温下转向模拟试验，针对其复杂的受力情况，以最大限度还原雪车转向装置的使用情况。

实施例5.

本实施例为对实施例2的进一步举例说明，所述雪车转向总成固定装置5 见图7，所述所述雪车转向总成固定装置5包括雪车操纵机构固定装置5a、雪车前车架固定装置5b、配载装置5c、手力加载装置5d和冰面固定装置5e，所述雪车操纵机构固定装置5a用于固定雪车转向总成4的回弹带，所述配载装置5c根据不同工况进行配载，所述手力加载装置5d示意图见图11，经由钢索3d连接在所述液压作动器上，所述冰面固定装置5e示意图见图12，由两个相同的槽组成，槽中加满水，槽的下沿设计了压装装置，用于模拟冰刀与冰面之间的接触。

实施例6.

本实施例为对实施例5的进一步举例说明，所述雪车操纵机构固定装置5a 示意图见图8，所述雪车操纵机构固定装置5a包括操纵手柄回弹带下支架5a1 和操纵手柄回弹带上支架5a2，所述操纵手柄回弹带下支架5a1和所述操纵手柄回弹带上支架5a2均由底板和支柱组成，所述支柱上铣凹槽并有打孔，用于固定回弹带。

实施例7.

本实施例为对实施例5的进一步举例说明，其中雪车前车架固定装置5b 示意图见图9，所述雪车前车架固定装置5b包括前固定支架5b1和后固定支架5b2，所述支架由底板、支柱、小支板和肋组成，支架上设计了限值水平方向自由度、保留垂直方向自由度的杆5b3，以适应不同的配载，确保载荷全部加载在冰刀上。

实施例8.

本实施例为对实施例5的进一步举例说明，其中配载装置5c见图10所示，所述配载装置5c由配载固定杆5c1、配载片5c2和配载固定支架5c3组成，所述配载片5c2由所述配载固定杆5c1固定在所述配载固定支架5c3上，所述配载片5c2设计成分体式，可根据不同工况进行配载，所述配载固定支架5c3下端由C型支架和螺栓组成，用于夹紧前车架横梁。

实施例9.

本实施例提供了一种雪车转向总成的耐久性测试方法，图13为本实施例所述测试方法流程示意图，应用实施例1-8中任一项所述的测试系统，所述测试方法包括以下步骤：

S1、将待测雪车转向总成4置于温湿度环境箱中，并与所述测试系统连接，调节温湿度环境箱参数至目标试验温湿度，并持续监控；

S2、分别在三种不同工况下，控制所述液压作动器，拉动待测雪车转向总成4实现转向动作，当不低于该工况的特定转向次数后，切换试验工况。

本实施例所述方法，应用上述系统对试验温湿度持续监控，保证试验过程中高度还原实际雪车行驶环境，试验结果可靠。

作为优选方案，所述三种不同工况对待测雪车转向总成的拉动速度依次为： 5mm/s-10mm/s、50mm/s-100mm/s和1000mm/s以上，所述三种不同工况的特定转向次数依次为100次、500次和24000次。

由于雪车实际行驶过程中转向时伴随的速度极高，涉及到复杂的弯道，为了更好验证实际行驶中对转向总成的工作性能，本实施例对待测转向总成的转向拉动速度逐步提升，转向次数逐步提升，以保证合格通过的雪车转向总成部件不会出现问题。

实施例10.

本实施例提供了一种雪车转向总成的耐久性评价方法，应用实施例9所述的测试方法，测试结束后检查雪车转向总成的各个部件，若没有变形或磨损，则雪车转向总成的耐久性合格，否则不合格。

本实施例提供的耐久性评价方法，可作为雪车开发过程中验证工作的重要参考，从而保证雪车转向总成的耐久性，提升雪车总体质量。