一种测定路面摩擦系数的装置的制作方法

日期:2019-03-06 03:46:02


本实用新型属于公路工程交通安全领域,具体涉及一种测定路面摩擦系数的装置。



背景技术:

在我国公路工程交通事业中,路面状况变坏是造成交通事故的一个重要因素。在这些因素中路面摩擦系数发生变化是主要因素,它不仅严重影响了路面自身的质量,也影响了路面的使用性能,给行车舒适和安全带来巨大隐患。一方面路面摩擦系数发生变化,车辆在行驶过路面交接处,由于缺少了路面集料棱角的缓冲,从而加剧了行车的颠簸,使行车的舒适性大大降低;另一方面,当路面摩擦系数变化时,车辆的附着力也会发生变化,此时,如果驾驶员发现紧急情况而采取紧急制动,就会使得制动距离变长大于安全距离,给驾驶员的操作带来巨大困难,严重时甚至会造成车祸。因此我们应该能够快速方便的测定路面摩擦系数,特别是在路面摩擦系数发生变化时,以便我们能够采取有效的养护处理方式。

目前路面摩擦系数测定多采用的是摆式摩擦系数测定仪、动态摩擦系数测定仪和制动式路面摩擦系数检测设备。摆式摩擦系数测定仪主要是在摆式仪底端装有橡胶块,让摆锤从一定的高度下落,由于橡胶块和路面有一定的摩阻力消耗能量,摆锤只能回到比原来低的高度,从而计算路面摩擦系数,但是此方法只能反映车速较低时路面的摩擦系数,且只能单点测定某种速度下路面摩擦系数。动态摩擦系数测定仪是用一定荷载和一定速度运行的轮胎和路面接触,测出摩擦力从而计算出路面摩擦系数,这种方法对行驶速度的控制要求比较严格,在测定的过程中不宜实施。制动式路面摩擦系数检测设备,主要是利用路面摩擦力来提供车辆制动力和前进力,在轮上装有力传感器测定摩擦力的大小,从而评价路面的摩擦系数,但是这种方法只能测定行车方向的摩擦力,而路面摩擦力主要有纵向摩擦力和横向摩擦力组成,因此这种方式并不能很准确的反映出路面的摩擦系数。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的是提供一种能够快速方便的测定路面摩擦系数的装置,针对道路路面摩擦系数变化,解决测定的路面摩擦系数不能够准确反映实际路面摩擦的问题。

为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案予以实现:

一种测定路面摩擦系数的装置,包括激光电子记录屏、支撑座、车辙板、弹性块、配重块、激光发射仪和滑轮;

所述的支撑座高度可调;所述的车辙板和滑轮设于支撑座上,所述的弹性块设于车辙板上;所述的弹性块上连接拉绳的一端,所述的拉绳的另一端通过滑轮与配重块连接,所述的滑轮与弹性块之间的拉绳处于水平方向;所述的激光发射仪设于弹性块上表面中心位置。

本实用新型还具有如下区别技术特征:

所述的支撑座包括第一钢板和支撑第一钢板的支撑杆,所述的支撑杆为螺杆,螺杆上设有螺母。

所述的支撑杆设于第一钢板的四角位置处。

所述的第一钢板上设有第二钢板,所述的第二钢板与第一钢板垂直。

所述的滑轮与支撑座之间设有滑轮支架,所述的滑轮支架安装在第二钢板上。

所述的滑轮支架由第一段和第二段构成,第一段与第二钢板平行,第二段与第一段呈45°夹角,倾向第一钢板的外侧。

所述的拉绳为无弹性的绳子。

所述的弹性块与拉绳连接处设有拉环,所述的弹性块的另一方向上也设有拉环,两个拉环处于同一水平面。

所述的拉环位于弹性块侧面的中心位置。

所述的弹性块上设有卡环,所述的卡环呈U型,卡环的U型开口插入弹性垫中间位置,所述的激光发射仪设于卡环上。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

(1)本实用新型采用激光,电子显示屏能够记录激光打点的位置,两次激光打点之间的距离,以此达到精确测定路面加速度,从而间接计算路面摩擦系数;

(2)通过调节路面板的倾斜角度,来达到模拟道路路面坡度实际情况的目的。当路面摩擦系数发生变化时,本装置能够以最快的速度测定出摩擦系数,且操作简单,精确度高。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图。

图2是本实用新型的滑轮支座图。

图3是弹性块结构示意图。

图中各标号表示为:1-激光电子记录屏,2-支撑座,3-车辙板,4-弹性块,5-配重块,6-激光发射仪,7-滑轮,8-拉绳,9-第二钢板,10-滑轮支架,11-拉环,12-卡环;

(2-1)-第一钢板,(2-2)-支撑杆。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本实用新型的支撑座包括第一钢板和支撑第一钢板的支撑杆,支撑杆为螺杆,螺杆上设有螺母,通过旋转螺母,可调整第一钢板的高低,以此模拟道路路面坡度的实际情况。

本实用新型的在第一钢板边缘上设有垂直于第一钢板的第二钢板,起到固定实验所用车辙板的目的。

本实用新型的滑轮与弹性块之间的拉绳处于水平方向,保证测定摩擦力的橡胶块在水平方向上运行,保证测定的精度。

本实用新型测定所用的拉绳8为无弹性绳子,以此保证绳子在运动时候没有自己的加速度。

本实用新型的滑轮支架由第一段和第二段构成,第一段与第二钢板9平行,第二段与第一段呈45°夹角,防止滑轮与车辙板之间接触产生摩擦。

本实用新型的弹性块为橡胶,橡胶中橡胶占50%,炭黑占25%,钢丝15%,硫氧化锌和硫助剂占10%,模拟轮胎的主要成分。

激光发射仪6为定时发射装置,即为每间隔0.04s发射一次激光。激光电子记录屏1能够记录激光打点的位置,两次激光打点之间的距离。

本实用新型的原理:带激光发射仪的弹性块在配重块重力和自身摩擦力的共同作用下,将会做匀加速直线运动,加速度记为a,定时激光发射仪6发射激光的时间间隔是相同的,记为T(此处0.04s),由激光电子记录屏1可以记录每次激光所打的位置,两次激光点之间的距离,取中间距离变化较为均匀的段记为S1、S2、S3、S4、S5、S6。由物理学原理即可以计算出加速度a,由加速度a可以计算出路面摩擦系数,计算步骤和公式为:

M1g-uM2g=(M1+M2)a

其中:

由此可推算:

式中:M1-砝码的质量;

M2-橡激光发射仪胶块和发射仪卡槽的总质量;

u-需要测定的路面摩擦系数;

本实用新型的测试过程:

测试准备阶段:需要测试时先检查支撑座即第一钢板2-1的水平度,通过圆水准泡或者其他手段检测水平;检查弹性块4的磨损情况,保证弹性块能够模拟轮胎在路面上运行的情况;检查激光电子记录屏1和定时激光发射仪6是否工作正常;检查拉绳8的弹性情况,保证绳子无弹性,防止由于绳子弹性造成的砝码和橡胶块加速度不一致的问题;检查滑轮的高度,保证滑轮与弹性块之间的拉绳处于水平方向,防止水平方向绳子与滑轮摩擦造成的能量损失问题。

测试阶段:将车辙板3放在第一钢板2-1上面,保证第一钢板2-1和车辙板3的水平,将装有定时激光发射仪6的弹性块4放在车辙板3左端,并在其上的拉环11处系上拉绳8,检查拉绳是否水平,如果不水平重新调整直至水平,绳子下方挂上一定质量的配重块(即砝码),启动定时激光发射仪,松开弹性块,调出激光电子记录屏保存,相同情况下重复三次。

最后,调出激光电子记录屏记录,选取记录中长度均匀变化的六个段,利用原理中提到的公式计算出路面的摩擦系数u。

以下给出本实用新型的具体实施例,需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例1

一种测定路面摩擦系数的装置,包括激光电子记录屏1、支撑座2、车辙板3、弹性块4、配重块5、激光发射仪6和滑轮7;

支撑座2高度可调;车辙板3和滑轮7设于支撑座2上,弹性块4设于车辙板3上;弹性块4上连接拉绳8的一端,拉绳8的另一端通过滑轮7与配重块5连接,滑轮7与弹性块4之间的拉绳8处于水平方向,滑轮的直径为20mm;激光发射仪6设于弹性块4上表面中心位置。拉绳8为无弹性的绳子。

支撑座2包括第一钢板2-1和支撑第一钢板的支撑杆2-2,支撑杆2-2为螺杆,螺杆上设有螺母。支撑杆2-2设于第一钢板2-1的四角位置处。

另一个技术方案与实施例1的区别为:第一钢板2-1上设有第二钢板9,第二钢板9与第一钢板2-1垂直;第二钢板9的高度为车辙板高度一半。

另一个技术方案与实施例1的区别为:滑轮7与支撑座2之间设有滑轮支架10,滑轮支架10安装在第二钢板9上。滑轮支架10由第一段和第二段构成,第一段与第二钢板9平行,第二段与第一段呈45°夹角,倾向第一钢板2-1的外侧;第一段的高度为车辙板高度的一半。

另一个技术方案与实施例1的区别为:弹性块4与拉绳8连接处设有拉环11,弹性块4的另一方向上也设有拉环11,两个拉环处于同一水平面;拉环11位于弹性块4侧面的中心位置。

另一个技术方案与实施例1的区别为:弹性块4上设有卡环12,卡环12呈U型,卡环12的U型开口插入弹性垫4中间位置,激光发射仪6设于卡环12上。



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