[发明专利]用于汽车转向工况模拟的永磁体球形转子底盘测功机

说明书

本发明公开一种用于汽车转向工况模拟的永磁体球形转子底盘测功机，属于汽车性能测试技术领域。其主要包括基座、球形转子总成、定子绕组总成、转子位置传感器和力传感器。本发明中球形转子总成可在定子绕组总成的作用下万向旋转，能够较为全面地模拟一个真实的地面和完全模拟汽车在平面上的X、Y方向上的运动，即不仅可以模拟汽车直线行驶，还可模拟待测车辆在底盘测功机上实验过程中运行于转向工况，甚至可以通过力传感器实时测量待测轮胎相对于转子接触层的力矩大小和方向，进而调整球形转子总成的转动方向、速度、功率等参数以满足各时刻设定的测功机的各种运动状态，达到真实模拟轮胎纵向受力和横向受力的效果，实用性强。

技术领域

本发明属于汽车性能测试技术领域，涉及一种底盘测功机，特别是涉及一种可用于汽车转向工况模拟的永磁体球形转子底盘测功机。

背景技术

在进行无人驾驶的开发过程中，经常需要对无人驾驶汽车进行横向和纵向控制测试。真实环境中进行测试有很多缺点，比如测试效率低，很多参数无法测量，测试的场景局限，而且还比较危险等。如果能够在实验室中对上述场景完全模拟，以上问题都将得到解决，因此，现有技术提出了汽车底盘测功机。

底盘测功机目前主要分为三种，分别是传统转鼓试验台、Rototest轴耦合式底盘测功机和转向转鼓实验台。在无人驾驶的试验中横向控制往往比纵向控制更为重要，但是在传统转鼓试验台中只能模拟车辆纵向运动(即前后方向的运动)以及纵向行驶过程中的轮胎参数和整车动力参数的耦合工况，不能模拟车辆横向运动(即左右方向的运动)，进而无法模拟无人驾驶车辆的横向控制。Rototest轴耦合式底盘测功机(轮毂式)虽然可模拟整车实际行驶的道路负载，但是Rototest轴耦合式底盘测功机(轮毂式)在进行实验时必须拆卸车辆的轮胎，然后再必须使用相配套的法兰将测功机与轮胎输出轴法兰连接，步骤繁琐，操作效率低；而且Rototest轴耦合式底盘测功机不能模拟轮胎参数。现有的转向转鼓实验台，比如申请号为CN201822210242.X的中国专利公开的“一种转向转鼓试验台”，既可完成横纵向运动的模拟，也无需实验过程中拆卸轮胎；但是其无法模拟地面对轮胎的横向作用分力，也就是说转向工况中转向转鼓试验台的转鼓只会对轮胎施加纵向分力而没有横向分力，但是真实工况却是两个方向的分力皆存在。

综上所述，由于缺乏对车辆横向运动的模拟，现有的传统转鼓试验台、Rototest轴耦合式底盘测功机和转向转鼓实验台均无法实现对车轮转向工况的模拟，从而无法全面真实地模拟出车辆在正常行驶过程中轮胎参数和整车动力参数的耦合工况。因此，本发明提出一种新型底盘测功机，以克服上述现有技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汽车转向工况模拟的永磁体球形转子底盘测功机，以解决上述现有技术存在的问题，该测功机不仅可以实现车辆在实验过程中模拟运行于转向工况，而且可以较为全面地模拟一个真实的地面，包括对车轮的纵向力模拟和横向力模拟。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于汽车转向工况模拟的永磁体球形转子底盘测功机，包括：

基座；

球形转子总成，所述球形转子总成包括由内至外依次设置的转子永磁体和转子接触层，所述转子接触层用于直接与待测汽车的轮胎接触；

定子绕组总成，所述定子绕组总成包括定子铁芯和绕设于所述定子铁芯上的定子绕组；至少两个所述定子铁芯安装于所述基座，且至少两个所述定子铁芯之间形成凹型托载面，以容纳并托载所述球形转子总成；所述球形转子总成能够在所述凹型托载面内万向转动，以模拟所述待测汽车的转向移动。其中，所述“万向转动”的原理类似于万向球轴承，即所述球形转子总成能够在所述凹型托载面内绕X轴、Y轴和Z轴中的任意轴旋转，以模拟所述待测轮胎在平面X、Y方向的移动；其中，定义：X轴沿待测汽车的左右方向延展、Y轴沿待测汽车的前后方向延展、Z轴沿待测汽车的高度方向延展，平面X、Y方向中的“平面”即指上述“X轴”和“Y轴”相交所形成的平面；