一种车辆用路面附着系数实时修正观测器

1.本发明涉及车辆检测技术领域，更具体为一种车辆用路面附着系数实时修正观测器。


背景技术：

2.附着系数是指轮胎在不同路面的附着能力大小。附着系数的数值主要决定于道路的材料、路面的状况与轮胎结构、胎面花纹、材料以及汽车运动的速度等因素。一般来说，干燥、良好的沥青或混凝土路面的附着系数最大，可达0.7-0.8。而冰雪路面的附着系数最小，最容易打滑。
3.目前，现有的车辆用路面附着系数实时修正观测器，不能够对车辆的实时状态进行检测，只能对车辆向前正常行驶的附着系数进行检测，设备结构复杂，操作不够简便。为此，需要设计一个新的方案给予改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种车辆用路面附着系数实时修正观测器，解决了现有的车辆用路面附着系数实时修正观测器，不能够对车辆的实时状态进行检测，只能对车辆向前正常行驶的附着系数进行检测，设备结构复杂，操作不够简便的问题，满足实际使用需求。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车辆用路面附着系数实时修正观测器，包括：导板、检测托台、底座和围挡，所述底座的顶面开设有检测凹槽，所述检测托台安装在检测凹槽内，所述围挡呈固定安装在底座的顶面边缘处，所述围挡的内侧安装有风测装置；
6.所述检测托台的顶面安装有两组前轮导向机构和后轮导向机构，所述前轮导向机构安装在底座的顶面前端，底座的顶面分别开设有安装前轮导向机构和后轮导向机构的导向槽，检测托台的顶面中部还安装有陀螺仪；
7.所述前轮导向机构包括转向板，所述转向板的底部转动连接有转台且通过转台与导向槽的内底部转动连接，所述转台的外壁上安装有转台齿轮，所述导向槽的内底部安装有角度传感器，且角度传感器的传感端上固定有辅动齿轮，所述辅动齿轮与转台齿轮啮合，转向板的顶面中部开设凹槽且凹槽内连接有前导向带，所述前导向带的轴杆与转向板转动连接且其中一个轴杆端部安装速度传感器，所述转向板的顶面还安装有夹持机构，所述转向板的顶部且位于凹槽两侧分别开设有配合夹持机构使用的移动槽。
8.作为本发明的一种优选实施方式，所述夹持机构包括两个对称设置在转向板上方的活动板，所述活动板的底部安装有连杆，所述连杆置于移动槽内且与移动槽滑动连接，连杆的末端延伸至转向板的下方并连接有套管，所述转向板的底部还安装有调节机构。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述调节机构包括调节杆，所述调节杆与转向板转动连接，且调节杆的表面两端分别设置有螺纹结构，所述套管内部设置内螺纹且通过
内螺纹与调节杆连接，所述转向板的底部一侧安装有电机，所述电机的动力输出端与调节杆端部连接，调节杆的另一端设置限位块。
10.作为本发明的一种优选实施方式，两个所述活动板的对立面上分别安装有夹板，所述夹板的背部固定有连接柱，活动板的表面开设有与连接柱活动连接的连接孔，连接孔呈十字型结构且上端延伸至活动板的顶部并形成开口，连接孔的上端活动连接有调节柄，所述调节柄的末端与连接孔末端螺纹连接。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述连接柱呈六棱柱结构且顶面均匀开设有若干个等距分布的固定孔，且通过固定孔与调节柄连接。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述夹板的表面安装有六个呈环形分布的万向轮，所述万向轮与前轮轮胎侧面的橡胶部分贴合连接。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述围挡的内壁上开设有三组滑槽，所述风测装置的表面安装有两组风机，风测装置的背部设置有滑块且通过滑块与滑槽滑动连接。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述后轮导向机构包括后导向带，所述后导向带与前导向带的位置对应，且后导向带的长度是前导向带的2.5倍。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
16.本发明，将待检测车辆行驶至底座上方，前轮和后轮分别置于前导向带和后导向带上，然后启动电机，电机带动调节杆转动，调节杆转动后带动活动板向前轮移动，从而通过夹板来对前轮进行夹持，使前轮在转向的时候前轮导向机构跟随转动，以达到转向检测的效果，通过内部的传感器来检测前轮的速度和转向角度，通过风测装置从不同角度来输出强风，以达到在不同风强环境下的检测，得出各项数据后采用自适应无迹卡尔曼滤波算法对路面附着系数进行实时估计，获得路面附着系数的伪测量值，最后通过simulink 与carsim联合仿真平台修正附着系数伪测量值。设备结构简单，易于操作和维护。
附图说明
17.图1为本发明所述车辆用路面附着系数实时修正观测器的整体结构图；
18.图2为本发明所述底座的结构图；
19.图3为本发明所述前轮导向机构的结构图；
20.图4为本发明所述活动板与夹板的连接结构图；
21.图5为本发明所述夹板的结构图。
22.图中:1、导板；2、检测托台；3、底座；4、围挡；5、风测装置；6、前轮导向机构；7、后轮导向机构；8、滑槽；9、转向板；10、活动板；11、导向槽；12、移动槽；13、后导向带；14、陀螺仪；15、前导向带；16、调节柄；17、连接柱；18、套管；19、调节杆；20、转台齿轮；21、角度传感器；22、辅动齿轮；23、电机；24、连杆；25、速度传感器；26、夹板；27、万向轮。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种车辆用路面附着系数实时修正观测器，包括：导板1、检测托台2、底座3和围挡4，底座3的顶面开设有检测凹槽，检测托台2安装在检测凹槽内，围挡4呈固定安装在底座3 的顶面边缘处，围挡4的内侧安装有风测装置5，风测装置5输出强风，能够检测车辆在不同角度的强风下的行驶状态；
25.检测托台2的顶面安装有两组前轮导向机构6和后轮导向机构7，前轮导向机构6安装在底座3的顶面前端，底座3的顶面分别开设有安装前轮导向机构6和后轮导向机构7的导向槽11，检测托台2的顶面中部还安装有陀螺仪14，陀螺仪14对检测托台2角度进行检测；
26.前轮导向机构6包括转向板9，转向板9的底部转动连接有转台且通过转台与导向槽11的内底部转动连接，转台的外壁上安装有转台齿轮20，导向槽 11的内底部安装有角度传感器21，且角度传感器21的传感端上固定有辅动齿轮22，辅动齿轮22与转台齿轮20啮合，转向板9的顶面中部开设凹槽且凹槽内连接有前导向带15，前导向带15的轴杆与转向板9转动连接且其中一个轴杆端部安装速度传感器25，转向板9的顶面还安装有夹持机构，转向板 9的顶部且位于凹槽两侧分别开设有配合夹持机构使用的移动槽12。
27.进一步改进地，夹持机构包括两个对称设置在转向板9上方的活动板10，活动板10的底部安装有连杆24，连杆24置于移动槽12内且与移动槽12滑动连接，连杆24的末端延伸至转向板9的下方并连接有套管18，转向板9的底部还安装有调节机构。调节机构包括调节杆19，调节杆19与转向板9转动连接，且调节杆19的表面两端分别设置有螺纹结构，套管18内部设置内螺纹且通过内螺纹与调节杆19连接，转向板9的底部一侧安装有电机23，电机 23的动力输出端与调节杆19端部连接，调节杆19的另一端设置限位块，电机23带动调节杆19转动，来同时带动两个套管18进行移动。
28.进一步改进地，两个活动板10的对立面上分别安装有夹板26，夹板26 的背部固定有连接柱17，活动板10的表面开设有与连接柱17活动连接的连接孔，连接孔呈十字型结构且上端延伸至活动板10的顶部并形成开口，连接孔的上端活动连接有调节柄16，调节柄16的末端与连接孔末端螺纹连接，对调节柄16进行固定。夹板26的背部与连接柱17转动连接，连接柱17呈六棱柱结构且顶面均匀开设有若干个等距分布的固定孔，且通过固定孔与调节柄16连接，可对连接柱17的伸出长度进行调整。夹板26的表面安装有六个呈环形分布的万向轮27，万向轮27与前轮轮胎侧面的橡胶部分贴合连接，通过万向轮27来降低前轮转动及角度调整时对夹持造成的影响。
29.进一步改进地，围挡4的内壁上开设有三组滑槽8，风测装置5的表面安装有两组风机，风测装置5的背部设置有滑块且通过滑块与滑槽8滑动连接，围挡4的前端呈半环形结构，且半环形结构的两端分别连接长板结构，风测装置5在围挡4内侧移动，来调整吹风角度。
30.具体地，后轮导向机构7包括后导向带13，后导向带13与前导向带15 的位置对应，且后导向带13的长度是前导向带15的2.5倍，可对不同轴距车辆进行检测，提高装置的适用性，更换不同摩擦系数的前导向轮和后导向轮来检测出车辆在不同摩擦系数地面的形式状态。
31.本发明在使用时，将待检测车辆行驶至底座3上方，前轮和后轮分别置于前导向带15和后导向带13上，然后启动电机23，电机23带动调节杆19 转动，调节杆19转动后带动活动板10向前轮移动，从而通过夹板26来对前轮进行夹持，使前轮在转向的时候前轮导向机
构6跟随转动，以达到转向检测的效果，通过内部的传感器来检测前轮的速度和转向角度，通过风测装置5 从不同角度来输出强风，以达到在不同风强环境下的检测，得出各项数据后采用自适应无迹卡尔曼滤波算法对路面附着系数进行实时估计，获得路面附着系数的伪测量值，最后通过simulink与carsim联合仿真平台修正附着系数伪测量值。
32.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。