非接觸式路面不平度測(cè)試儀的改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、路面分為硬路面和軟土路面，硬路面不平度是車輛行駛過程中的主要振動(dòng)源，它對(duì)研究車輛平順性和駕駛員乘坐的舒適性具有重要意義，軟土路面不平度是表征土壤表面微小波峰和波谷等微觀特性的指標(biāo)，還是研究輪胎、土壤的耦合關(guān)系和有效不平度的重要依據(jù)，所以設(shè)計(jì)出高效、高精度獲取路面不平度信息的測(cè)試儀十分有必要。本文采用非接觸式的測(cè)量方法，對(duì)原有路面不平度測(cè)試儀的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、控制和采集系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)分析。
　　本文首先分析原有路面不平度測(cè)

2、試儀存在的不足，根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)需滿足的實(shí)驗(yàn)要求，以固定基準(zhǔn)為測(cè)量基準(zhǔn)，激光位移傳感器讀取路面高程信息，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制、采集系統(tǒng)提出改進(jìn)方案，通過理論計(jì)算進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電機(jī)的匹配選型，并且從拆卸、搬運(yùn)方便的角度，在測(cè)試臺(tái)架與控制箱間選擇合適的連接方式。
　　其次，針對(duì)改進(jìn)方案，基于SolidWorks軟件繪制測(cè)試儀的三維模型，結(jié)合元件器的選型，加工改進(jìn)后的路面不平度測(cè)試儀。控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)部分介紹了以單片機(jī)為核心的硬件電路，

3、利用Keil軟件編寫兩軸伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)、啟停等程序，并且通過LabVIEW軟件設(shè)計(jì)操作界面程序，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的串口通信，PC機(jī)發(fā)送指令，單片機(jī)運(yùn)行指令對(duì)應(yīng)的程序，從而改變兩軸伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，提高工作效率，保證運(yùn)行平穩(wěn)性。
　　再次，本文采集系統(tǒng)的核心是基于LabVIEW軟件顯示與存儲(chǔ)路面高程值，本設(shè)計(jì)利用NI數(shù)據(jù)采集卡對(duì)激光位移傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集，并且通過激光位移傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和采集程序，將采集到

4、的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成路面高程，在PC機(jī)上進(jìn)行顯示、預(yù)處理以及存儲(chǔ)。
　　最后，本文利用標(biāo)準(zhǔn)物塊對(duì)比分析兩代測(cè)試儀的動(dòng)態(tài)測(cè)量精度，并將該測(cè)試儀應(yīng)用于水泥路面不平度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用MATLAB/Simulink模塊創(chuàng)建1/2車輛5自由度動(dòng)力學(xué)模型，以加速度均方根值作為駕駛員舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比分析車速為16.1km/h、7.5km/h和4.9km/h時(shí)仿真與實(shí)測(cè)的駕駛員座椅處振動(dòng)加速度，進(jìn)一步驗(yàn)證該測(cè)試儀測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。基于以上精度實(shí)