车轮自适应地面的测试用二轮车支撑方法及二轮车装置

技术领域

本发明涉及带有辅助驾驶功能汽车的检测设备技术领域，具体涉及一种车轮自适应地面的测试用二轮车支撑方法及二轮车装置。

背景技术

当前，汽车辅助驾驶技术日趋成熟，已逐步走进人们的日常生活。

为保证检测带辅助驾驶功能汽车的安全性，在研发过程中需要进行大量测试。通常情况下，测试在封闭的试验场地内进行，利用各种测试设备以及相关交通模拟物，如儿童、成人、自行车、踏板车等，来模拟真实的交通场景，检测带有辅助驾驶功能的汽车在这些场景下的性能表现。对于二轮车模拟物来说，其中的要点是被底座带动行进的过程中，二轮车的车轮需要始终与地面保持接触，保证车轮始终与地面正常摩擦而转动，以模拟二轮车的真实行进过程。虽然用于进行测试的路面通常是较为平坦的，但是不是绝对平整的，必然存在坡度和坑洼。如何保证在二轮车快速行进的过程中，二轮车模拟物能够自动适应路面变化，始终保持车轮与地面接触，同时保持二轮车姿态平稳，成为二轮车模拟物的关键技术难点。

发明内容

本发明提供了一种可以自动适应地面变化的测试用二轮车支撑方法和二轮车装置，以解决上述技术难点。

本发明所述支撑方法采用以下技术方案：使用一组可沿竖直方向伸缩的支撑装置与二轮车车体底部铰接，以二轮车车体与支撑装置的连接点为坐标原点，二轮车的行进方向为X轴、平行于二轮车轮轴的方向为Y轴、垂直于地面的方向为Z轴建立坐标系。

通过可沿Z轴方向伸缩的支撑装置对二轮车车体和底座进行连接支撑，二轮车车体与底座间能够通过可伸缩的支撑装置沿Z轴进行上下相对运动；

支撑装置与二轮车车体之间采用活动铰接方式，二轮车车体与支撑装置能够绕Y轴旋转，从而使二轮车和移动底座之间可以相对转动；

在二轮车车体与底座之间设置弹性元件，弹性元件的两端分别连接在二轮车车体和底座上，或者分别连接在支撑装置内可产生相对滑动的两个部件上；弹性元件始终提供拉力，对二轮车车体施加向底座一侧的拉力，保证二轮车车轮始终与地面贴合。

作为上述方案的优选，在支撑装置内采用弹簧对构成可伸缩机构的固定件和伸缩件进行连接，弹簧始终处于拉伸状态，在车轮所处路面不平整、二轮车本体与底座相对位置发生改变时，弹簧对二轮车本体提供持续的拉力，保证二轮车车轮始终与地面贴合。

作为上述方案的另一种优选，在二轮车本体与底座之间采用弹性拉绳连接，弹性拉绳对二轮车本体提供持续的拉力，保证二轮车车轮始终与地面贴合。

本发明所述车轮自适应地面的测试用二轮车装置的技术方案在于：包括二轮车车体、底座及可伸缩的支撑装置，所述支撑装置包括固定件和伸缩件，伸缩件能够相对于固定件沿纵向滑动，所述伸缩件上端与二轮车铰接，固定件与底座固定连接。

作为上述方案的优选，所述支撑装置的固定件为一根外套管，伸缩件为一根内撑杆，所述外套管套设在内撑杆外，外套管下端与底座固定，内撑杆上端与二轮车铰接。

作为上述方案的优选，所述内撑杆上端与二轮车本体底部铰接部为平面铰链结构，所述平面铰链的中心轴轴向平行于二轮车车轮的轴向。

作为上述方案的优选，所述内撑杆与外套管之间设有限位结构，能够限制内撑杆在外套管内绕中心轴回转。

作为上述方案的优选，所述外套管和内撑杆之间的限位结构为平键或花键。

作为上述方案的优选，所述外套管设有弹簧，所述弹簧下端固定在外套管内，上端与内撑杆下端固定。

作为上述方案的优选，所述二轮车本体外围对称分布有多根弹性拉绳，所述弹性拉绳上端与二轮车本体固定连接，下端与底座固定连接，弹性拉绳处于拉伸状态，对二轮车本体提供向下的拉力。

本发明的有益效果在于：

1、上述技术方案能够有效解决带有辅助驾驶功能汽车在测试过程中，模拟物二轮车在凹凸不平的路面环境下，尤其是经过有突出部的路面时，车轮与路面分离而导致车轮无法正常滚动的问题，其能够使二轮车车轮具有高度自适应性，保证二轮车在行进过程中，车轮正常与地面摩擦而滚动，以模拟真实场景。

2、上述结构的二轮车在被底座带动行进的过程中，由于具有多根对称分布的弹性拉绳的拉动作用，使得二轮车整体具有良好的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体结构示意图。

图2为图1中可伸缩的支撑装置内部结构示意图。

图3为本发明实施例二的整体结构示意图。

图4为本发明实施例一弹簧压缩量最大时的示意图。

图5为本发明实施例二内撑杆下端与外套管内部下端齐平时的示意图。

具体实施方式

以下结合附图首先对本发明所述车轮自适应地面的测试用二轮车装置的实施例进行详细描述，再结合本实施例对本发明所述车轮自适应地面的测试用二轮车支撑方法的实施例进行描述。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例介绍车轮自适应地面的测试用二轮车装置，其技术方案包括二轮车本体1、底座3及可伸缩的支撑装置2，所述支撑装置包括固定件和伸缩件，伸缩件能够相对于固定件沿纵向滑动，所述伸缩件上端与二轮车本体铰接，固定件与底座3固定连接。此处的底座在测试过程中，能够被其他外界动力源带动沿特定轨迹移动。

在本实施例中，所述支撑装置的固定件为一根外套管21，伸缩件为一根内撑杆22，所述外套管21套设在内撑杆22外，外套管21下端与底座3固定，内撑杆22上端与二轮车1铰接，，或者外套管21上端与二轮车1铰接，内撑杆22下端与底座3固定连接，在本实施例中采用前者方案。

在本实施例中，所述内撑杆22上端与二轮车本体底部铰接部为平面铰链结构，所述平面铰链的中心轴轴向平行于二轮车车轮的轴向。

在本实施例中，所述内撑杆22与外套管212之间设有限位结构，能够限制内撑杆在外套管内绕中心轴回转。

在本实施例中，所述外套管21和内撑杆22之间的限位结构为平键或花键(平键和花键结构为常规结构，未在附图中反映)。

在本实施例中，所述外套管21设有弹簧23，所述弹簧23下端固定在外套管内(在外套管下端封闭的情况下，弹簧下端固定在外套管底部，外套管下端不封闭的情况下，拉绳弹簧下端与底座固定连接)，上端与内撑杆21下端固定，弹簧23始终处于拉伸状态。

实施例二

在实施例一的基础上，将弹簧23去掉，替换为多根弹性拉绳24，如图3所示，多根弹性拉绳24对称分布在二轮车本体外围，弹性拉绳24上端与二轮车本体固定连接，下端与底座3固定连接，弹性拉绳24处于拉伸状态，对二轮车本体提供向下的拉力。

以下通过描述上述结构的工作原理对本发明所述车轮自适应地面的测试用二轮车支撑方法进行扩展说明。

使用一组可沿竖直方向伸缩的支撑装置与二轮车本体底部铰接，以二轮车本体与支撑装置的连接点4为坐标原点，二轮车本体的行进方向为X轴、平行于二轮车轮轴的方向为Y轴、垂直于地面的方向为Z轴建立坐标系，通过可伸缩的支撑装置(可沿Z轴方向伸缩)对二轮车本体底部进行支撑，平面铰链使车体仅能够绕Y轴转动，限制二轮车本体绕X轴转动，保证二轮车本体不会在行进过程中发生侧向倾斜的问题，同时保证二轮车在行进过程中具有良好的俯仰自适应性(所谓俯仰自适应性即指二轮车在行进过程中，车体因路面的起伏而绕铰接部自由俯仰转动，以自适应路面)。

可伸缩的支撑装置采用外套管与内撑杆构成的伸缩式结构，保证车体在行进的过程中，遇到凹凸不平的路面时，能够有效适应路面的起伏，防止出现车轮离地行进的问题。

在上述结构中，为了更加有效提高装置对地面的自适应性，有以下两种不同的优选方案。

第一种是在可伸缩的支撑装置内部设置弹簧，弹簧始终处于拉伸状态，弹簧上端连接内撑杆，下端连接底座(或者在外套管下端封闭的情况下，弹簧下端固定在外套管底部)，当路面起伏时，弹簧能够对二轮车本体提供向下的拉力，以保证车轮与地面良好的接触。

此处需要说明的是，当弹簧压缩量处于最大值状态时，底座下表面最低点应高于二轮车车轮的最低点，以此保证底座在行进过程中，拉绳弹簧始终对二轮车本体起到下拉的作用，同时为内撑杆预留一定的行程余量，保证当底座行进至一处凸起部时，二轮车车轮仍然能够与地面良好接触，如图4所示。

第二种是去掉可伸缩的支撑装置内部的弹簧，在二轮车本体外围对称分布多根弹性拉绳，弹性拉绳上端与二轮车本体固定连接，下端与底座固定连接，弹性拉绳处于拉伸状态，对二轮车本体提供向下的拉力。

在本实施例中，弹性拉绳在二轮车本体上的位置设置在二轮车三角形主框架的横杆上，主框架两侧各设置两根弹性拉绳，弹性拉绳下端与底座固定连接，主框架两侧的弹性拉绳相对于主框架中心平面(X-Z平面)对称，如图3所示。除此之外，拉绳与车体的连接位置还可以是二轮车三角形主框架的斜杆上，需满足车体两侧的弹性拉绳相对于X-Z平面对称即可。

此处需要说明的是，当可伸缩的支撑装置的内撑杆下端与外套管内部下端平齐时，底座下表面最低点要高于二轮车车轮的最低点，以此为内撑杆预留一定的行程余量，保证当底座行进至一处凸起部时，二轮车车轮仍然能够与地面良好接触，如图5所示。

对于上述第二种结构，其弹性拉绳在为二轮车本体提供向下的拉力的同时，也为车体提供了稳定性保证。在车体外围对称分布的弹性拉绳能够对行进中的车体起到良好保护作用，以有效提高车体行进过程中的稳定性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。