本发明涉及一种车轮模拟工况试验装置，尤其涉及一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台。
背景技术：
0、技术背景
1、车辆地面力学是一门研究车轮与地面相互作用的学科，其通过理论与试验相结合的方法，研究不同车轮在不同土壤条件和行驶条件下的运行状况，对提高车辆通过性能、行走机构的结构优化和各种路面的通过性评估具有重要的指导意义。
2、进行土槽试验是研究车轮与地面相互作用的重要手段，相比于实车场地测试，室内土槽试验具有不受外界自然条件影响、试验环境可控、轮壤相互作用参数获取难度低、精度高、试验周期短等优点。因此，开发高性能室内土槽试验台对于研究车辆地面力学具有重要意义。
3、现有的土槽试验设备为研究车轮在不同滑移率下的工作状况，均采用同时控制车轮转速与车轮水平移速的方式来控制车轮滑移率。该方法的优势是能够获取各种滑移率工况下的轮壤相互作用参数与车轮运行参数，但是存在模拟工况受限的不足。即车轮转速与水平移速都受控的情况下，土槽试验台无法模拟单车轮转速受控或单水平移速受控的情况，这两种工况分别对应了车辆实际工作时的驱动轮自由滚动和从动轮受牵引滚动的两种情况。为克服上述不足，开发一种能够在多工况间灵活切换的土槽试验设备显得十分重要。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明公开了一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，具备三种工作模式，可分别模拟从动轮被动牵引、驱动轮自由滚动和驱动轮牵引滚动三种工况，可实时采集测试轮与地面的相互作用参数，包括车轮受力、滑移率和沉陷，同时可在部分模式下通过驱动机构和加载机构控制测试轮运行工况，包括转速、水平移速、纵向载荷与垂向载荷，为研究不同驱动方式的车轮与地面的相互作用机理提供数据支撑。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
3、一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，包括试验台支架、土槽箱体、单轮检测模块和数据采集与控制模块。
4、进一步地，所述试验台支架包括固定模块、纵向移动模块和垂向移动模块；所述固定模块包括一套型材支架，和由其支撑的四条单排滑轨与一条丝杆导轨，其中单排滑轨由安装在型材支架立柱内侧的角件支撑，保证滑块移动不受立柱影响；所述固定模块顶层短边安装两组滑轮；所述丝杆导轨通过导轨末端安装的电机驱动；所述纵向移动模块由一个丝杆导轨滑块驱动，和六个单排滑轨滑块支撑，并通过结构型材连接一条垂向的双排滑轨；所述纵向移动模块横梁上安装两组滑轮；所述垂向移动模块通过一个双排滑轨滑块将单轮检测模块连接至纵向移动模块，使单轮检测模块在垂直方向上自由移动；所述双排滑轨滑块上方固定有一根横向加载型材，可用于悬挂c形开口砝码。
5、进一步地，所述单轮检测模块包括轮架、轮力感知模块、沉陷检测模块、转角检测模块和测试轮；所述轮力感知模块安装在轮架与测试轮之间；所述沉陷检测模块为一套拉线位传感器，其本体固定在轮架上方，随测试轮垂向移动，其拉线末端固定在垂向双排滑轨背面，不随测试轮垂向移动；所述转角检测模块在测试轮为从动轮时为一套磁编码器，其定子固定在轮架外侧，转子固定在测试轮转轴，随测试轮转动；所述转角检测模块在测试轮为驱动轮时为轮毂电机内置编码器，通过485总线直接输出测试轮转角。
6、进一步地，所述数据采集与控制模块包括数据采集模块与控制模块，固定在纵向移动模块的横梁上，与单轮检测模块有线连接，并负责向单轮检测模块中的传感器供电；所述数据采集与控制模块通过固定在丝杆导轨下方的理线槽连接电源；所述数据采集模块通过网口和485总线接受来自单轮检测模块的轮力、沉陷和转角数据，并打包成新的数据包，通过低功耗蓝牙传输至上位机；所述控制模块包含轮毂电机驱动器和丝杆导轨电机驱动器，分别安装在纵向移动模块和固定支架的上层短边横梁上，通过485转蓝牙模块与上位机通讯，实现对驱动轮转速和测试轮纵向移动速度的控制。
7、进一步地，所述固定模块与纵向移动模块通过型材连接，通过拆除四根连接型材可将试验台由丝杆驱动模式切换为测试轮驱动模式；所述单轮测试模块中的位于轮力感知模块下的测试轮模块可拆卸，并切换为驱动测试轮或从动测试轮，两组测试轮模块的连接接口统一；所述丝杆驱动模式模拟从动轮被动牵引工况时，测试轮为从动轮；所述丝杆驱动模式模拟驱动轮被动牵引工况时，测试轮为驱动轮；所述土槽试验台处于测试轮驱动模式下时，测试轮为驱动轮。
8、进一步地，所述土槽试验台可通过施加固定的纵向拉力补偿由于纵向单排滑轨所产生的滑动摩擦，其步骤为：首先，将加载横梁通过尼龙绳与纵向移动模块的横梁连接，使测试轮悬空，拆除连接型材使土槽试验台处于测试轮驱动模式；然后，通过拉力传感器纵向拉动单轮测试模块，使其匀速运动，记录此时的拉力数值，即为需要补偿的单排滑轨摩擦阻力；最后通过固定模块短边滑轮施加相同的纵向拉力，补偿由纵向单排滑轨所产生的滑动摩擦。
9、根据以上技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
10、本发明通过切换单轮测试模块的驱动方式，可模拟三种工况，分别模拟从动轮被动牵引、驱动轮自由滚动和驱动轮牵引滚动，以上三种模式有助于研究不同驱动方式的车轮与地面的相互作用机理，进而改进车辆通过性，具有试验条件和环境因素可控、工况模拟全面、测试精度高的优点。
1.一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，其特征在于：
3.如权利要求1所述的一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，其特征在于：
4.如权利要求1所述的一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种可切换测试轮驱动方式的土槽试验台，其特征在于：
