本发明涉及一种车辆碰撞试验设备，特别涉及一种重型车辆碰撞试验的牵引系统，属于车辆试验。
背景技术：
1、目前国内轿车实车碰撞实验室建设已有数十家，测试能力和技术水平已相当完善，覆盖了从车企内部研发、第三方检测认证、保险业的理赔定损等的技术研究，为提高中国轿车产品的安全性能提供了坚实的基础设施支持。但国内尚无20吨级以上重型车辆的碰撞试验牵引系统，重型车辆碰撞试验，主要是针对高速公路防护设施开展的一系列法规试验。
2、试验通过牵引系统牵引车辆以一定速度撞击防护设施，并通过在碰撞区预设若干高速摄像机记录车辆驶入与碰撞整个过程，用以检测防护设施以下主要评价项目：防护能量、阻挡功能、防侵入性能、缓冲性能、导向功能以及设施变形过程。
3、重型车辆碰撞牵引系统是公路安全基础设施检测的一套重要的技术基础设施支持系统。牵引系统的最重要的关键单元为卷扬动力总成及牵引绳液压张紧装置。根据公路护栏安全性能评价标准，重型车辆牵引速度、牵引负荷远大于轿车牵引技术指标，因而牵引动力总成的设计指标、机械结构方案、制造工艺、安装调试工艺等与轿车牵引动力总成差别很大。
4、轿车由于车身重量较轻，从静止加速至测试车速需要的加速距离较短，因此牵引轨道长度通常为100米左右，但是重型车辆车身较重从静止加速至测试车速需要更长的加速距离，以20吨为例在牵引绳和动力总成可以承受的范围内，试验轨道长度会达到400米。单独一组试验轨道同样也需要牵引绳往返经过动力总成，并且重型车辆的碰撞试验过程时间较短，但是前期准备周期较长，少则几天多则十几天，而且重型车辆碰撞试验设备投入成本高。对于重型车辆碰撞试验需要解决的问题是成本和效率问题。
5、另外对于重型车辆的碰撞试验还需要考虑牵引负荷和设备安装高度等问题，中国专利cn105129686a公开了一种用于汽车碰撞试验用牵引及液压张紧装置，两组牵引绳轮分别通过两个轴承座安装在铸铁平台上，轴承座与铸铁平台之间通过定位卸荷键连接。但是对于重型车辆的碰撞实验中牵引负荷远大于轿车的牵引指标，因此现有相互独立的轴承座无法承受重型车辆碰撞试验中的牵引负荷，会造成轴承座与铸铁平台连接失效，进而导致整个试验系统失效。
6、为了满足重型车辆碰撞试验的要求，牵引设备的结构尺寸都会较轿车碰撞试验的设备更大、重量会更重、动力总成功率会更大，牵引绳会更长，因此现场的安装和调试难度更大。
技术实现思路
1、发明目的：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种重型车辆碰撞试验的牵引系统。通过对动力总成、轴承箱和安装平台等结构参数的改进设计，满足重型车辆碰撞试验中牵引负荷的要求，并且解决了设备现场安装和调试困难的问题。
2、技术方案：一种重型车辆碰撞试验的牵引系统，包括动力总成、试验轨道和牵引小车；动力总成通过牵引绳与牵引小车活动连接，牵引小车牵引待测车辆在试验轨道上运动；一套动力总成和两组试验轨道，每组试验轨道上设一台牵引小车，牵引绳从动力总成开始依次经过两组试验轨道后回到动力总成形成首尾相连的单轨单绳环形绕行的方式。
3、本发明中动力总成通过牵引绳带动牵引小车在试验轨道上运行，牵引小车拉动待测车辆在试验轨道上加速运行至测试后牵引小车与牵引绳分离，牵引小车与待测车辆一起进入碰撞区域进行碰撞试验。本发明采用一套动力总成配备两组试验轨道单绳单轨首尾相连环形绕行的牵引方案，同样往返的牵引绳可以分别为两组试验轨道提供驱动力，提高了牵引绳的利用率，共用一套动力总成可以实现集中控制分别牵引的功能，两组试验轨道分别或同时进行碰撞试验的前期准备，提高了试验效率和设备的利用率，进而降低了试验成本。
4、优选项，为了消除牵引绳在高张力下的塑性变形量，避免张紧力无法控制，所述试验轨道两端分别设有机械张紧装置，牵引绳进出试验轨道之前均经过机械张紧装置。
5、本发明提高了试验数据的准确性和试验成功率，重型车辆碰撞牵引绳长远大于轿车碰撞牵引系统的牵引绳长度，牵引绳张紧力亦远大于轿车牵引，在高张力下牵引绳会发生塑性变形，进而导致张紧力无法控制，导致试验数据不准确，甚至严重的导致试验失败。
6、优选项，为了满足重型车辆在碰撞试验中牵引负荷的要求，所述动力总成包括安装平台、驱动电机、前卷扬轮、后卷扬轮和轴承箱；所述驱动电机和轴承箱分别固定安装在安装平台上，所述前卷扬轮和后卷扬轮分别同时可转动式安装在轴承箱内，两组驱动电机分别与前卷扬轮和后卷扬轮驱动连接。双卷扬轮结构配双驱动电机可以降低驱动电机的采购成本，同时也可以缩小动力总成的整体重量和体积大小；一体式轴承箱可以抵消前后卷扬轮之间的作用力形成轴承箱的结构承受内力，避免将牵引负荷传递至轴承座与安装平台之间引起连接失效。
7、优选项，为了满足重型车辆在碰撞试验中牵引负荷的要求，避免牵引力过大导致牵引绳打滑，所述前卷扬轮设有8条沟槽，后卷扬轮设有7条沟槽，牵引绳在前卷扬轮与后卷扬轮之间的沟槽依次进行螺旋交错缠绕。经过设计计算，采用8槽前卷扬轮和7槽后卷扬轮配合的双卷扬轮结构，并且牵引绳采用螺旋交错缠绕形式，可以满足20-60吨重型车辆牵引负荷的要求不发生打滑情况。
8、优选项，为了在满足强度要求的前提下方便轴承箱安装，所述轴承箱包括两套左右对称的轴承箱单体，一个轴承箱单体上设有两个的平行轴承安装孔，所述轴承箱单体包括轴承箱底座和轴承箱上座，两个轴承安装孔的中心轴同时位于轴承箱底座和轴承箱上座的分界面上。
9、为了满足强度要求整个轴承箱的体积和重量较大，将轴承箱设计成两套左右对称的轴承箱单体可以减轻重量，同时还可以方便牵引绳的安装；每个轴承箱单体设计成上下分体式结构首先安装两个轴承箱底座，然后将前卷扬轮与后卷扬轮分别通过轴承安装在轴承安装孔内，最后将轴承箱底座和轴承箱上座固定连接在一起，每次只需要起吊轴承箱单体一半的重量，可以进一步降低安装难度。
10、优选项，为了精确可靠的定位两个轴承箱单体之间的距离，所述两个轴承箱单体之间设有限位轴和安装拉杆，所述限位轴包括限位轴本体和限位轴本体两端的安装轴，所述限位轴本体两侧端面分别与两个轴承箱单体内侧面接触，两端的安装轴分别安装在两个轴承箱单体的限位轴孔内，所述限位轴孔的中心轴位于轴承箱底座和轴承箱上座的分界面上；所述安装拉杆分别贯穿左右两个轴承箱单体，并且安装拉杆两端设有安装螺母，所述安装螺母与安装拉杆伸出轴承箱单体外侧的端部连接；轴承箱底座和轴承箱上座分别贯穿安装有安装拉杆并且前后对称分布于限位轴两侧。
11、限位轴通过安装轴与两侧的轴承箱单体连接，限位轴本体的直径大于安装轴的直径，限位轴本体两侧端面分别与两个轴承箱单体内侧面接触起到限定内侧面之间距离的作用；安装轴位于轴承箱底座和轴承箱上座的分界面上可以方便安装调试，在轴承箱上座合拢前就放置限位轴可以提高安装调试的效率。
12、安装拉杆贯穿两侧的轴承箱单体并且通过安装螺母拉紧两侧的轴承箱单体，可以提高两侧的轴承箱单体保持相对位置的稳定性和可靠性；并且安装拉杆分别贯穿轴承箱底座和轴承箱上座且对称分布于限位轴两侧，能够确保轴承箱底座和轴承箱上座内侧面与限位轴本体两侧端面紧密贴合，进一步提高安装稳定性和可靠性。
13、优选项，为了方便安装驱动电机和轴承箱的安装调试，所述安装平台上表面设有紧固联接槽、中心定位槽和横向调节槽，所述驱动电机和轴承箱底部设有t型连接块、中心定位块、横向调节装置和纵向调节装置；
14、所述中心定位块沿纵向方向安装在驱动电机和轴承箱底部，安装时中心定位块底部插入中心定位槽内；
15、所述t型连接块安装在紧固联接槽内，通过t型连接块将驱动电机和轴承箱固定安装在安装平台上；
16、所述横向调节装置安装在横向调节槽内，横向调节装置顶部设有横向调节螺栓，调节螺栓与驱动电机和轴承箱横向侧面接触；
17、所述纵向调节装置安装在紧固联接槽内，纵向调节装置顶部设有纵向调节螺栓，纵向调节螺栓与驱动电机和轴承箱纵向侧面接触；
18、所述安装平台上设有水平调整顶丝孔，安装在水平调整顶丝孔内的顶丝与驱动电机和轴承箱底部接触。
19、由于驱动电机和轴承箱的重量问题导致装配过程移动困难，通过中心定位块与中心定位槽配合可以实现装配过程中的快速纵向初步定位，能够完成初步的安装；通过水平调整顶丝孔内的顶丝可以微调驱动电机和轴承箱的水平度；再通过横向调节装置和纵向调节装置可以微调驱动电机和轴承箱横向和纵向位置度；最终实现驱动电机与前后卷扬轮的精确连接。
20、优选项，为了适应不同工况的牵引能力，牵引绳张力需要可控调节，所述动力总成后端设有液压张紧装置，所述动力总成与液压张紧装置之间通过牵引绳缠绕连接；
21、所述液压张紧装置包括张紧总成安装平台、张紧轮组件、液压张紧导轨和液压油缸，所述液压张紧导轨安装在张紧总成安装平台上，所述液压油缸驱动张紧轮组件沿液压张紧导轨对牵引绳紧张；
22、所述张紧轮组件包括同轴的右张紧轮和左张紧轮，牵引绳依次经前卷扬轮最右侧沟槽、后卷扬轮最右侧沟槽、右张紧轮、后卷扬轮左侧最右侧沟槽、前卷扬轮右侧第二沟槽、后卷扬轮右侧第三沟槽、前卷扬轮右侧第四沟槽直至后卷扬轮最左侧沟槽、左张紧轮、后卷扬轮最左侧沟槽最后从前卷扬轮最左侧沟槽出动力总成；
23、右张紧轮的沟槽与后卷扬轮最右侧沟槽相对，左张紧轮的沟槽与后卷扬轮最左侧沟槽相对。
24、本发明通过液压油缸可以为牵引绳提供精确稳定的张紧力，并且左右张紧轮的沟槽分别与后卷扬轮最外侧的最左侧和最右侧沟槽相对，无论驱动电机正反转均可以直接有效地精确地调节牵引绳的张紧力。
25、为了实现正反转时能够提供相同并且更大的有效牵引力，右张紧轮和左张紧轮的中心轴与后卷扬轮的中心轴在同一水平面上，所述右张紧轮和左张紧轮直径相同并且小于后卷扬轮沟槽的直径。
26、右张紧轮和左张紧轮的中心轴与后卷扬轮的中心轴在同一水平面上并且右张紧轮和左张紧轮直径相同，可以实现正反转时张紧力相同，进而获得相同的有效牵引力，有利于两个试验轨道上进行对比试验时获得准确的对比试验数据。右张紧轮和左张紧轮直径小于后卷扬轮沟槽的直径，后卷扬轮最外侧两个沟槽可以形成较大的包角，进而获得更大的有效牵引力。
27、优选项，为了承受极大的牵引绳张力对导轨安装脚架的反力作用，所述液压张紧导轨首尾两端底部分别固定连接有导轨安装脚架；
28、所述张紧总成安装平台包括t型安装槽、下剪力槽和水平调节螺纹孔；所述导轨安装脚架底部设有t型连接块连接孔和上剪力槽；
29、所述导轨安装脚架与安装平台连接时，上剪力槽和下剪力槽之间设有承载键，t型连接块连接孔和t型安装槽之间设有t型连接块，所述水平调节螺纹孔内设有水平顶丝位于导轨安装脚架底部，t型安装槽内设有纵向调节装置分布于导轨安装脚架左右两侧；
30、承载键与上剪力槽和下剪力槽的配合承受牵引绳造成导轨安装脚架与张紧总成安装平台之间的横向剪切力，t型安装槽与t型连接块的连接实现定位，水平顶丝和纵向调节装置实现液压张紧装置水平和纵向方向的微调。
31、安装在液压张紧导轨前端底部的导轨安装脚架中间设有两条对称的沿竖直方向设置的长形孔，两条长形孔分别与右张紧轮和左张紧轮相对；经过右张紧轮和左张紧轮下方的牵引绳分别穿过两条长形孔与后卷扬轮连接；
32、所述液压张紧导轨首尾两端底部的导轨安装脚架中间均设有安装工艺孔。
33、长形孔可避免牵引绳在松弛和张紧状态下出现乱绳、跳槽现象发生，安装工艺孔便于牵引绳穿装、维修、观察作业。
34、优选项，为了约束牵引绳进出动力总成的位置度同时准确测得牵引绳的线速度，所述动力总成前端设有测速轮总成，所述测速轮总成包括右测速轮、左测速轮和测速轮总成支架，所述测速轮总成支架安装在轴承箱前端，所述右测速轮安装在测速轮总成支架的右上角，所述左测速轮安装在测速轮总成支架的左下角；所述右测速轮的沟槽与前卷扬轮最右侧沟槽相对，左测速轮的沟槽与前卷扬轮最左侧沟槽相对，牵引绳上下交错经过右测速轮的沟槽和前卷扬轮最右侧沟槽以及左测速轮的沟槽和前卷扬轮最左侧沟槽。
35、在轴承箱前端面安装一套测速轮总成，测速轮总成可约束牵引绳在前卷扬轮出入口处的高度和宽度，确保牵引绳在前卷扬轮的入口和出口对应既定的高度，避免在入口、出口处发生乱绳现象，并通过在轮轴端面安装测速光电编码器测量、反馈轮速，用以实现闭环速度控制。
36、有益效果：本发明采用一套动力总成配备两组试验轨道单绳单轨首尾相连环形绕行的牵引方案，同样往返的牵引绳可以分别为两组试验轨道提供驱动力，提高了牵引绳的利用率，共用一套动力总成可以实现集中控制分别牵引的功能，两组试验轨道分别或同时进行碰撞试验的前期准备，提高了试验效率和设备的利用率，进而降低了试验成本。
37、本发明通过试验轨道两端分别设有机械张紧装置消除牵引绳的塑性变形造成的影响，提高了试验数据的准确性和试验成功率。
38、双卷扬轮结构配双驱动电机可以降低驱动电机的采购成本，同时也可以缩小动力总成的整体重量和体积大小；一体式轴承箱可以抵消前后卷扬轮之间的作用力形成轴承箱的结构承受内力，避免将牵引负荷传递至轴承座与安装平台之间引起连接失效。
39、采用8槽前卷扬轮和7槽后卷扬轮配合的双卷扬轮结构，并且牵引绳采用螺旋交错缠绕形式，可以满足20-60吨重型车辆牵引负荷的要求不发生打滑情况。
40、为了满足强度要求整个轴承箱的体积和重量较大，将轴承箱设计成两套左右对称的轴承箱单体可以减轻重量，同时还可以方便牵引绳的安装；每个轴承箱单体设计成上下分体式结构首先安装两个轴承箱底座，然后将前卷扬轮与后卷扬轮分别通过轴承安装在轴承安装孔内，最后将轴承箱底座和轴承箱上座固定连接在一起，每次只需要起吊轴承箱单体一半的重量，可以进一步降低安装难度。
1.一种重型车辆碰撞试验的牵引系统，包括动力总成(1)、试验轨道(2)和牵引小车(3)；动力总成(1)通过牵引绳与牵引小车(3)活动连接，牵引小车(3)牵引待测车辆在试验轨道(2)上运动；其特征在于：一套动力总成(1)和两组试验轨道(2)，每组试验轨道(2)上设一台牵引小车(3)，牵引绳从动力总成(1)开始依次经过两组试验轨道(2)后回到动力总成(1)形成首尾相连的单轨单绳环形绕行的方式。
2.根据权利要求1所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述试验轨道(2)两端分别设有机械张紧装置(4)，牵引绳进出试验轨道(2)之前均经过机械张紧装置(4)。
3.根据权利要求1所述重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述动力总成(1)包括安装平台(11)、驱动电机(12)、前卷扬轮(13)、后卷扬轮(14)和轴承箱(15)；所述驱动电机(12)和轴承箱(15)分别固定安装在安装平台(11)上，所述前卷扬轮(13)和后卷扬轮(14)分别同时可转动式安装在轴承箱(15)内，两组驱动电机(12)分别与前卷扬轮(13)和后卷扬轮(14)驱动连接。
4.根据权利要求3所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述前卷扬轮(13)设有8条沟槽，后卷扬轮(14)设有7条沟槽，牵引绳在前卷扬轮(13)与后卷扬轮(14)之间的沟槽依次进行螺旋交错缠绕。
5.根据权利要求3所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述轴承箱(15)包括两套左右对称的轴承箱单体，一个轴承箱单体上设有两个的平行轴承安装孔(151)，所述轴承箱单体包括轴承箱底座(152)和轴承箱上座(153)，两个轴承安装孔(153)的中心轴同时位于轴承箱底座(152)和轴承箱上座(153)的分界面上。
6.根据权利要求5所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述两个轴承箱单体之间设有限位轴(154)和安装拉杆(155)，所述限位轴(154)包括限位轴本体(1541)和限位轴本体(1541)两端的安装轴(1542)，所述限位轴本体(1541)两侧端面分别与两个轴承箱单体内侧面接触，两端的安装轴(1542)分别安装在两个轴承箱单体的限位轴孔(1543)内，所述限位轴孔(1543)的中心轴位于轴承箱底座(152)和轴承箱上座(153)的分界面上；所述安装拉杆(155)分别贯穿左右两个轴承箱单体，并且安装拉杆(155)两端设有安装螺母(156)，所述安装螺母(156)与安装拉杆(155)伸出轴承箱单体外侧的端部连接；轴承箱底座(152)和轴承箱上座(153)分别贯穿安装有安装拉杆(155)并且前后对称分布于限位轴(154)两侧。
7.根据权利要求3所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述安装平台(11)上表面设有紧固联接槽(111)、中心定位槽(112)和横向调节槽(113)，所述驱动电机(12)和轴承箱(15)底部设有t型连接块(16)、中心定位块(17)、横向调节装置(18)和纵向调节装置(19)；
8.根据权利要求4所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述动力总成(1)后端设有液压张紧装置(5)，所述动力总成(1)与液压张紧装置(5)之间通过牵引绳缠绕连接；
9.根据权利要求8所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述液压张紧导轨(53)首尾两端底部分别固定连接有导轨安装脚架(55)；
10.根据权利要求4所述的重型车辆碰撞试验的牵引系统，其特征在于：所述动力总成(1)前端设有测速轮总成(6)，所述测速轮总成(6)包括右测速轮(61)、左测速轮(62)和测速轮总成支架(63)，所述测速轮总成支架(63)安装在轴承箱(15)前端，
