矿用履带式勘查车辆行驶平顺性试验研究

2014-12-23闫永

机械工程师 2014年12期

闫永

（枣庄科技职业学院，山东滕州277500）

0 引言

履带式勘查车是煤矿安全生产中不可或缺的设备，它的主要功用分为三个方面［1］：1）当煤矿井下发生安全事故时，可以搭载探测设备、数据采集设备和通信设备，利用车辆较强的通过性能在远程遥控的情况下到达现场实施或辅助救援工作；2）对危险巷道进行开采时，搭载常规勘查设备替代人为现场勘测，作为自动化勘测平台使用；3）底盘顶部位可以更换成运输平台，在煤矿日常生产中，利用较大的负载能力辅助搬运设备。

履带勘查车的行驶平顺性是它最重要的性能指标之一，通常车辆中行驶平顺性是指驾驶人员的舒适度，评价标准是质心加速度的大小［2］，在本文中研究的是无人驾驶的远程操控车辆，所以将行驶平顺性看作评价车载设备工作性能的指标。

1 试验目的及方法

1）试验目的：试验分析履带底盘的行驶平顺性。车辆的行驶平顺性是衡量车辆性能的一项重要指标，同时底盘行驶平顺性的优劣对车载仪器的工作性能有很大的影响。

2）试验方法：对于履带底盘行驶平顺性试验，因为暂时还没有一个标准的评价履带车辆行驶平顺性的试验方案，所以本试验方案中借鉴轮式车辆的测量方法，让履带底盘以不同的速度通过高100mm的台阶式障碍物，通过测量其不同位置的加速度来分析评估履带底盘的行驶平顺性。

2 试验方案

为试验所搭建的试验台主要由信息采集和分析系统、试验样机以及障碍物3个部分组成。

本试验的测试系统框图如图1所示，它包括加速度传感器、电荷放大器、数据采集分析软件，图2是车辆动态测试试验台。

3 测点布置

对车辆行驶平顺性的测量主要是质心位置的竖向加速度与车辆尾部的竖向加速度［3］，如图3所示，根据质心位置以及车辆尾部的竖向加速度来评估车辆的行驶平顺性。

图1 测试系统框图

图2 试验台

图3 行驶平顺性测点

4 试验结果

在平顺的路面上让履带底盘分别以2.5 km/h，5 km/h，7.5 km/h的速度匀速通过100 mm高度的木块，对两个测量点的数据进行采集处理。图4是车辆行驶速度为2.5 km/h时测点一和测点二的测量结果，图5为车辆行驶速度为5 km/h时测点一和测点二的测量结果，图6为车辆行驶速度为7.5 km/h时测点一和测点二的测量结果。

图4 速度2.5 km/h时测量界面

图5 速度5 km/h时测量界面

图6 速度7.5 km/h时测量界面

5 结果分析及结论

对数据进行分析统计，表1和表2分别为车辆质心位置和车辆尾部测量点的极值数据，排除误差数据，当车辆行驶速度为2.5 km/h时，质心位置和车辆尾部的最大加速度分别为18.6 m/s2和23.5 m/s2。图7和图8是测量极值的变化趋势，从中可以发现随着车辆行驶速度的增加，车辆在通过木块时候的最大加速度逐渐增大，这说明车辆在通过木块的过程中行驶速度越大越不稳定［4］，出现颠簸感越强，对车身设备的影响越大。