專利名稱：改進(jìn)的路面滑度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對FR8916834號專利的改進(jìn)，該專利涉及一種例如公路或者機(jī)場跑道的路面的滑度測量儀，該路面滑度測量儀配備有放置在路面上的一個測量輪和一個參考輪， 兩個輪的軸是水平的而且互相平行，當(dāng)該路面滑度測量儀被推動向前運(yùn)動時兩個輪開始轉(zhuǎn)動，參考輪以在地面上不滑動地進(jìn)行滾動的方式自由轉(zhuǎn)動，而測量輪以不變的滑動率進(jìn)行滾動的方式減速轉(zhuǎn)動，于是可通過測量施加在測量輪上使其減速轉(zhuǎn)動的力，推算出路面滑度。
背景技術(shù)：
上述專利提出的測量儀對現(xiàn)有技術(shù)做了很大貢獻(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)的測量儀中，施加在測量輪上使其減速轉(zhuǎn)動的力是借助機(jī)械裝置而得到的，該機(jī)械裝置由盤式制動器構(gòu)成， 以使測量輪保持不變的滑動率的方式受到控制，然而，上述專利提出的測量儀仍然存在不能辨別被測量路面上的污染物的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提出一種與上述測量儀同種類型的測量儀，該測量儀另外能夠測量輪在路面上移動時，檢測到污染物的存在。這些目的通過根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的測量儀來達(dá)到，該測量儀配備有置于路面上的測量輪和參考輪，所述測量輪和參考輪被安裝到一個擺動框內(nèi)，該擺動框通過樞軸連接鉸接在支撐架上，該支撐架配備有多個支撐輪，所述測量輪和參考輪的軸線是水平的并且相互平行，當(dāng)測量儀被拉動向前運(yùn)動時所述測量輪和參考輪開始轉(zhuǎn)動，參考輪以在路面上沒有滑動地滾動的方式自由轉(zhuǎn)動，而測量輪則借助液壓減速機(jī)構(gòu)，以不變的滑動率在路面上滾動的方式減速轉(zhuǎn)動，通過測量施加在測量輪上使其減速轉(zhuǎn)動的力偶矩，推算出路面滑度，其特征在于，還包括兩個力傳感器，位于所述擺動框兩側(cè)，設(shè)置在測量輪的所述軸線所在的水平平面Pl和所述樞軸連接的兩個重合的軸線所在的垂直平面P2的相交處，用于測量施加在所述測量輪上的縱向反作用力。這樣，在給測量儀增加測量施加在測量輪上的縱向防作用力的能力時，我們還能夠用其檢測可能覆蓋在測量儀經(jīng)過的路面上的污染物的厚度。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個所述力傳感器位于所述水平平面Pl上在連桿的底部和所述支撐架的構(gòu)成限位件的部分之間，該連桿確保所述支撐架和擺動框在兩個重合的軸線處進(jìn)行所述樞軸連接。有利地是，施加在所述測量輪上的所述減速轉(zhuǎn)動力偶矩通過力偶矩傳感器測量， 該力偶矩傳感器處于與所述測量輪轉(zhuǎn)動連接的帶有所述液壓減速機(jī)構(gòu)的傳動鏈上。優(yōu)選地，該測量儀還包括比較裝置，以比較所述力偶矩 傳感器所獲得的減速轉(zhuǎn)動力偶矩和所述力傳感器所獲得的所述縱向反作用力，如此量化出與測量輪的前進(jìn)方向相反的拖拉力。
通常，所述測量儀具有獨(dú)立的支撐架，這時支撐架構(gòu)成掛鉤在牽引車上的拖車。它也可被安裝在一輛裝配有支撐輪的機(jī)動車輛上，此時，它的支撐架為該機(jī)動車輛的底盤。


本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過下文參照附圖對非限制性實(shí)施例的描述清楚地顯示出來，圖中圖1是表示本發(fā)明的測量儀去掉了外殼，液壓液體的主儲罐以及支撐主儲罐的框架也被略去的平面圖。圖2是示意地表示圖1中的測量儀的支撐架和擺動架之間的鉸接連接的側(cè)視圖。圖3是用于圖1的測量儀的電和液壓線路圖。圖4A和圖4B表示根據(jù)本發(fā)明的測量儀分別駛過沒有或有污染物的路面時，發(fā)揮作用的各種機(jī)械力。圖5表示的是以路面有水時為例的測量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式圖1所示的測量儀提供了一種單軸拖車的形式。該拖車包括圖中未示出的外殼， 這個軸上的多個支撐輪2所支撐的支撐架1，支撐架1與中心搖桿3連接成一體，中心搖桿 3掛鉤在圖中未示的牽引車上。每個支撐輪2都固定在自己的軸4上，軸4安裝在擺動臂5 上，擺動臂5通過水平的鉸接軸6與支撐架1相連。在每個擺動臂5和支撐架1之間放置緩沖懸掛機(jī)構(gòu)7。支撐架1呈長方形，具有中間大的空間部分，其中有第一擺動框8，第一擺動框8與支撐架1通過在兩重合軸線處的樞軸連接進(jìn)行鉸接，軸線10-1相對的是第一擺動框8而另一個軸線10-2相對的是支撐架1，這兩個軸線位于測量儀的前部的垂直平面內(nèi)，而支撐輪2支撐的軸的軸線11則處于后方。在第一擺動框8中、在兩個支撐輪2的正中安裝裝有置于路面上的光滑輪胎的輪 12，其繞著水平軸線13轉(zhuǎn)動，水平軸線13與軸線11位于同一個垂直平面內(nèi)。輪12通過軸 14支撐，軸14安裝到第一擺動框8內(nèi)。在軸14上固定齒輪15，齒輪15通過開槽的同步齒形帶16與另一齒輪17配合工作，齒輪17固定在軸18上，軸18與軸14平行，在第一擺動框8內(nèi)轉(zhuǎn)動。軸18通過力偶矩傳感器19，與以同樣方式安裝的軸20配合工作，這兩個軸 18和20在一條直線上。固定在軸20上的齒輪21通過開槽的同步齒形帶22與另一個齒輪 23配合工作，齒輪23固定在液壓伺服電動機(jī)M的軸上，液壓伺服電動機(jī)M安裝在第一擺動框8上。齒輪23和液壓伺服電動機(jī)M的軸線與第一擺動框8鉸接到支撐架1上的軸線中的一個結(jié)合在一起。發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合25固定在伺服電動機(jī)M上，發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合25伸出的軸與伺服電動機(jī)M的軸成對聯(lián)接。盡管如此，將注意的是，不能局限于這種配置，顯然例如開槽的同步齒形帶16可以直接分別通過齒輪15和齒輪23將軸14與液壓伺服電動機(jī)M的軸成對聯(lián)接。按照圖中的情況，力偶矩傳感器19將安裝在連接液壓伺服電動機(jī)M和齒輪23的軸上，置于液壓伺服電動機(jī)M和齒輪23之間。另外，齒輪23和伺服電動機(jī)M的軸線也可以不與擺動框8 鉸接到支撐架1上的軸線中的一個結(jié)合在一起。另一方面，第一擺動框8還裝配有參考輪沈，可以自由地繞著它的軸的軸線27轉(zhuǎn)動，該軸通過吊架彈簧(圖中未示)和在垂直平面內(nèi)繞軸線50擺動的臂49連接到第一擺動框8上，臂49以使參考輪沈與路面永久接觸且不彈起的方式連接到第一擺動框8上。參考輪沈的軸線27與支撐軸的軸線11處于同一垂直平面內(nèi)。參考輪沈與發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合觀配合工作，置于路面上，為測量輪12提供參考轉(zhuǎn)動速度，而且能夠測量拖車駛過的距離。再次將注意的是，不需要局限于這種配置，為每個支撐輪2配置發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合觀，支撐輪2也可以被用作為測量輪12提供轉(zhuǎn)動速度參考，這樣做能夠測量拖車駛過的距離。這個系統(tǒng)還有利地能夠獲得兩個支撐輪2的轉(zhuǎn)動速度的平均值，如此提供了參考轉(zhuǎn)動速度的精確信息，特別是當(dāng)測量儀沿曲線移動時。根據(jù)本發(fā)明，在包含測量輪12的軸線13的水平平面Pl和包含兩個重合的軸線 10-1和10-2的垂直平面P2的交界處，還在第一擺動框8兩側(cè)設(shè)置有兩個力傳感器M，用于測量支撐架1和第一擺動框8之間的縱向反作用力，量化與測量輪12前進(jìn)的方向相反的拖拉力。更確切地說，支撐架1和第一擺動框8之間的連接是由置于平面P2上的兩個連桿 55實(shí)現(xiàn)，兩個連桿55在第一擺動框8兩側(cè)，連桿55的一個端部形成連桿55的底部，直接在水平平面Pl上的軸線10-1處與第一擺動框8鉸接，連桿55的另一個端部形成了連桿55 的頭部，通過該另一個端部處的支撐框架56在軸線10-2處與支撐架1鉸接。在包含軸線13和軸線10-1的平面Pl上，兩個力傳感器M中的每一個被設(shè)置在形成連桿陽的底部的上述端部和與支撐架1連接的支撐框架56之間，支撐框架56在此構(gòu)成限位件。這樣，所有施加在測量輪12上的縱向反作用力被直接加到軸線10-1上，因此對應(yīng)于兩個力傳感器討測得的力之和。圖3示出測量儀中應(yīng)用的電和液壓線路圖的例子，本發(fā)明不以該例為限。用于向伺服電動機(jī)M提供液壓液體的主儲罐31被安裝到第二擺動框(圖中未示出)上，第二擺動框鉸接在第一擺動框8上，其鉸接軸線與將第一擺動框8鉸接在支撐架1上的鉸接軸線 10-1和10-2相平行。主儲罐31中的液體通過液壓增壓泵四保持承壓狀態(tài)(液體的壓力值被壓力限制器43限制在5巴之內(nèi))，液壓增壓泵四被支撐輪2中的一個通過兩齒輪和開槽的同步齒形帶30所帶動。主儲罐31由對稱地處于測量輪12兩側(cè)的兩個半部分構(gòu)成，主儲罐31作為將測量輪12壓向路面的負(fù)載(100到200daN)中的大部分，這個負(fù)載是通過設(shè)置在第二擺動框和第一擺動框8之間的緩沖器(圖中未示出)而加到測量輪12上的。至于參考輪沈，沒有給其施加任何具體負(fù)載。它受到它的吊架彈簧的相對弱的作用力而只是被置于路面上。伺服電動機(jī)M受伺服閥32的控制，伺服閥32置于連接伺服電動機(jī)M和主儲罐 31的液壓管道33上。伺服閥32本身通過流向控制閥34受控制模塊35控制，控制模塊35 通過線路36和37接收由發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合25，28提供的分別代表測量輪12和參考輪 26的轉(zhuǎn)動速度的測量信號。流向控制閥34接收到來自液壓泵38的高壓(由于壓力限制器44的作用液體壓力不高于100巴)液體，液壓泵38通過齒輪和同步齒形帶39被支撐輪 2帶動，該支撐輪2與帶動增壓泵四的那個支撐輪2對稱。液壓泵38由輔儲罐40提供液壓液體，另外還有一條來自伺服電動機(jī)M的排液管41通到輔儲罐40。與輔儲罐40相對稱地，還有另一個相同的輔儲罐42安裝到支撐架1上，輔儲罐42確保向增壓泵四供液。為了優(yōu)化系統(tǒng)的功能，考慮到液壓電動機(jī)的特點(diǎn)是在開路狀態(tài)下不可避免地存在
5剩余阻抗耦合，并且考慮到測量儀在一些因天氣條件惡劣而著稱的國家使用的可能性，在傳動鏈中設(shè)置一個小功率的液壓電動機(jī)51，以在測量到的摩擦系數(shù)低于0. 15的情況下補(bǔ)償前述的剩余阻抗耦合。液壓電動機(jī)51通過機(jī)械傳動裝置52連接在主伺服電動機(jī)M的伸出的軸頸上(見圖1)。為了測量地面的滑度，我們使掛鉤在牽引車上的拖車勻速前進(jìn)。參考輪沈自由轉(zhuǎn)動，無滑動地在地面上滾動，轉(zhuǎn)動速度與拖車前進(jìn)的速度成比例，通過發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合 28由控制模塊35提供。相反，測量輪12同樣在地面上滾動，但帶有滑動，被伺服電動機(jī)M 減速轉(zhuǎn)動，測量輪12通過前面提到的傳動鏈與伺服電動機(jī)M相連。測量輪12減速轉(zhuǎn)動的程度受控制模塊35的控制，控制模塊35通過流向控制閥34作用于伺服閥32，方式是伺服電動機(jī)M向測量輪12施加一個減速轉(zhuǎn)動力偶矩，以使在任何路面滑度狀態(tài)下，測量輪12 和參考輪沈的轉(zhuǎn)動速度的相對差保持在一個合適的常量，上述兩轉(zhuǎn)動速度通過發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合25和觀由控制模塊35提供。在實(shí)際應(yīng)用中，測量輪12的滑動率選為15%左右，該數(shù)值與在潮濕的路面被減速轉(zhuǎn)動的輪子的摩擦系數(shù)相同。通過控制模塊35的調(diào)節(jié)，很容易保持想要的所有滑動率值， 也能夠應(yīng)對測量輪12因磨損而造成的直徑減小。對力偶矩的摩擦系數(shù)的測量是由力偶矩傳感器19實(shí)現(xiàn)的，力偶矩傳感器19設(shè)置在連接測量輪12和伺服電動機(jī)M的傳動鏈上。事實(shí)上，力偶矩傳感器19傳送由伺服電動機(jī)M加到測量輪12的代表減速轉(zhuǎn)動力偶矩的信號，減速轉(zhuǎn)動力偶矩使測量輪12相對于參考輪沈產(chǎn)生不變的滑動率。這樣測出的力偶矩能直接確定力偶矩的摩擦系數(shù)，由測得的力偶矩推斷的測量輪12在路面上所受的摩擦力和加在測量輪12上的垂直負(fù)載之間的比例是不變的。作為一個變型，我們可以借助安裝在伺服電動機(jī)M的液壓回路中的伺服閥32出口處的壓力傳感器45，實(shí)現(xiàn)對伺服電動機(jī)M產(chǎn)生的減速轉(zhuǎn)動力偶矩的間接測量。事實(shí)上， 在液壓回路中的這個位置起控制作用的液體壓力實(shí)際上與減速轉(zhuǎn)動力偶矩相關(guān)，其函數(shù)關(guān)系可通過標(biāo)定而確定。至于縱向摩擦系數(shù)，則是借助于兩個力傳感器M和施加在測量輪12上的垂直負(fù)載而測量出來的。當(dāng)路面沒有污染物(雪，水和/或雪-水混合物)時，這個縱向摩擦系數(shù)等于力偶矩的摩擦系數(shù)(圖4A)。相反，當(dāng)測量儀駛過的路面上有這些污染物時，這兩個系數(shù)之間的差異就可以被測量出來。這個差異是由于污染物產(chǎn)生拖拉力，拖拉力不同地影響了測量減速轉(zhuǎn)動力偶矩的力偶矩傳感器19和測量縱向反作用力的力傳感器M(圖4B)。這樣，比較減速轉(zhuǎn)動力偶矩的測量值和縱向反作用力的測量值就可以量化出與測量輪12的前進(jìn)方向相反的拖拉力，其與測量輪12前面的污染物的厚度具有函數(shù)關(guān)系，如圖5中的表格所示，所測得的水的深度是測量儀在潮濕路面上移動時記錄的拖拉力的函數(shù)，移動速度是65km/h，測量輪的滑動率是15%。測量信號有的由力偶矩傳感器19發(fā)出，有的由壓力傳感器45發(fā)出，還有些來自力傳感器M，均進(jìn)入到封裝電子模塊46中，通過有線或無線的通信模塊47，例如WiFi這種類型的，封裝電子模塊46將測量信號送到外部信息處理裝置以便處理。封裝電子模塊46同樣能夠傳送來自兩個發(fā)電機(jī)/轉(zhuǎn)速計組合觀和25的信號。所述測量儀以拖車的形式實(shí)現(xiàn)，同樣可以安裝在一輛機(jī)動載重車輛上。在這個變型中，支撐架1被取消，此時載重車輛的底盤起到支撐架1的作用。僅存搖擺框8，它要像鉸接到拖車的支撐架1上時一樣鉸接到載重車輛的底盤上，也就是說通過多個連桿55進(jìn)行連接。根據(jù)所使用的車輛的類型以及后橋是否存在，則測量輪12和參考輪沈的水平軸線位于或不位于載重車輛的后輪的軸線所在的垂直平面。至于液壓伺服電動機(jī)M和液壓閥32 的運(yùn)轉(zhuǎn)所需的機(jī)械和液壓元件，則被安裝到車輛上并被車輛自身的引擎驅(qū)動。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的路面滑度測量儀，配備有置于路面上的測量輪(1 和參考輪( )，所述測量輪和參考輪(12，26)被安裝到一個擺動框(8)內(nèi)，該擺動框(8)通過樞軸連接鉸接在支撐架(1)上，該支撐架(1)配備有多個支撐輪O)，所述測量輪和參考輪(12二6)的軸線(13，27)是水平的并且相互平行，當(dāng)測量儀被拉動向前運(yùn)動時所述測量輪和參考輪(12， 26)開始轉(zhuǎn)動，所述參考輪06)以在路面上沒有滑動地滾動的方式自由轉(zhuǎn)動，而所述測量輪(1 則借助液壓減速機(jī)構(gòu)(M)，以不變的滑動率在路面上滾動的方式減速轉(zhuǎn)動，通過測量施加在所述測量輪(1 上使其減速轉(zhuǎn)動的力偶矩，推算出路面滑度，其特征在于還包括兩個力傳感器(M)，位于所述擺動框(8)兩側(cè)，設(shè)置在所述測量輪(1 的所述軸線(13) 所在的水平平面Pl和所述樞軸連接的兩個重合的軸線(10-1，12-2)所在的垂直平面P2的相交處，用于測量施加在所述測量輪(12)上的縱向反作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的路面滑度測量儀，其特征在于，每個所述力傳感器 (54)在所述水平平面Pl上置于連桿(5 的底部和所述支撐架(1)的形成限位件(56)的部分之間，該連桿(5 確保所述支撐架(1)和擺動框(8)在兩個重合的軸線處進(jìn)行所述樞軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的路面滑度測量儀，其特征在于，施加在所述測量輪 (12)上的減速轉(zhuǎn)動力偶矩通過力偶矩傳感器(19)測量，力偶矩傳感器(19)處于與所述測量輪轉(zhuǎn)動連接的帶有所述液壓減速機(jī)構(gòu)的傳動鏈上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的改進(jìn)的路面滑度測量儀，其特征在于，還包括比較裝置 (46)，以比較所述力偶矩傳感器(19)所獲得的所述減速轉(zhuǎn)動力偶矩和所述力傳感器(54) 所獲得的所述縱向反作用力，如此量化出與所述測量輪(12)的前進(jìn)方向相反的拖拉力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的改進(jìn)的路面滑度測量儀，其特征在于，所述支撐架(1)是獨(dú)立的，可作為一輛可被掛鉤到牽引車上的拖車。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的改進(jìn)的路面滑度測量儀，其特征在于，該改進(jìn)的路面滑度測量儀被安裝在一輛裝配有支撐輪的機(jī)動車輛上，它的支撐架為該機(jī)動車輛的
全文摘要
一種改進(jìn)的路面滑度測量儀，配備有置于路面上的測量輪和參考輪，測量輪和參考輪被安裝到一個擺動框內(nèi)，擺動框通過樞軸連接鉸接在配備有多個支撐輪的支撐架上，測量輪和參考輪的軸線是水平的并且相互平行，當(dāng)測量儀被拉動向前運(yùn)動時測量輪和參考輪開始轉(zhuǎn)動，參考輪以在路面上沒有滑動地滾動的方式自由轉(zhuǎn)動，而測量輪則借助液壓減速機(jī)構(gòu)，以不變的滑動率在路面上滾動的方式減速轉(zhuǎn)動，通過測量施加在測量輪上使其減速轉(zhuǎn)動的力偶矩，推算出路面滑度，測量儀還包括兩個力傳感器，位于擺動框兩側(cè)，設(shè)置在測量輪的軸線所在的水平平面P1和樞軸連接的兩個重合的軸線所在的垂直平面P2的相交界處，用于測量施加在測量輪上的縱向反作用力。
文檔編號G01B21/08GK102156095SQ20101062524
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者瓊·馬丁 申請人:巴黎空港公司