一种基于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置技术领域
一种基于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置属于汽车性能测试技术领域。
背景技术
爆胎是指轮胎在少于0.1秒的极短时间内，因破裂突然失去空气而瘪掉。爆胎是汽
车在夏季频发事故之一，有关统计数据显示，在高速公路上的交通事故中，10%是由于轮胎
故障引起的，而爆胎一项就占轮胎故障引发事故总量的70%以上。
爆胎后发生事故的本质问题在于发生爆胎的轮胎与地面的相互作用力瞬间变小，
同时，受汽车整体配重的影响，在其中一个轮胎与地面相互作用力变小的同时，汽车整体受
力不再对称，使得车轮带动车体转向，进而造成汽车失控，发生事故。
可见，监测爆胎轮胎受力变化及汽车转向规律，是获取汽车爆胎后运行规律，预防
爆胎后事故的关键。因此，为了获得爆胎后的汽车运行规律，需要研制一套爆胎后性能测试
装置，而使轮胎在实验过程中爆胎则是实验的第一步，即需要一种轮胎引爆装置，但是，还
没有查阅到这样的装置。
发明内容
针对获取爆胎后轮胎受力变化及汽车转向规律的技术需求，本发明公开了一种基
于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置，为准确位置发生爆胎提供技术手段，为研制
爆胎后性能测试装置奠定实验基础。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置，包括球形外壳，设置在球形外壳
中的引爆装置，对称设置在球形外壳外部的三组永磁铁，用于固定永磁铁的框架，用于控制
框架运动的三维平动台；球形外壳设置于轮胎里面，永磁铁、框架和三维平动台设置于轮胎
外面；
所述球形外壳为带有通气孔的中空圆球形磁体，正半球体为N极，负半球为S极；
所述引爆装置包括无线接收模块，用于处理无线接收模块信号的单片机，用于接收单
片机输出信号的点火器，所述点火器用于点燃火药；
所述三组永磁铁中，每组永磁铁包括设置在同一直线上异名磁极相对的两个永磁铁，
三组永磁铁所在的三条直线两两垂直，球形外壳置于每组永磁铁的中间位置；
所述框架包括三个同尺寸的圆圈结构，所述三个圆圈结构所在的平面两两垂直，每两
个圆圈结构的交点安装有永磁铁；
所述三维平动台能够沿三个两两垂直的方向运动。
上述基于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置，还包括位置跟踪系统，所述
位置跟踪系统的参考系设置于轮胎外面，运动部分设置于球形外壳内，所述运动部分还包
括保护罩。
有益效果：
第一、在本发明结构下，由于球形外壳正半球体为N极，负半球为S极，在三组永磁铁的
作用下，无论球形外壳如何转动，都处于受力平衡状态，因此能够悬浮在轮胎里面，即不影
响轮胎转动性能，又能给轮胎爆胎提供技术手段；
第二、在本发明结构下，通过控制设置于轮胎外面的三维平动台，使框架移动，进而使
轮胎里面的球形外壳受力发生变化，最终使球形外壳与三维平动台具有相同的位移，因此
能够对引爆装置精确定位，为获取爆胎位置与轮胎受力变化及汽车转向规律之间的关系提
供技术手段；
第三、由于球形外壳为带有通气孔，因此能够使火药充分燃烧，确保火药燃烧能够使轮
胎爆胎，提高测试装置的可靠性。
附图说明
图1是球形外壳、三组永磁铁、框架和三维平移台之间的位置和结构关系图。
图2是引爆装置的逻辑框图。
图中：1球形外壳、2引爆装置、21无线接收模块、22单片机、23点火器、24火药、3永
磁铁、4框架、5三维平动台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例的基于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置，包括球形外壳1，设置在球
形外壳1中的引爆装置2，对称设置在球形外壳1外部的三组永磁铁3，用于固定永磁铁3的框
架4，用于控制框架4运动的三维平动台5；球形外壳1设置于轮胎里面，永磁铁3、框架4和三
维平动台5设置于轮胎外面；
其中，球形外壳1、三组永磁铁3、框架4和三维平动台5之间的位置和结构关系如图1所
示；
所述球形外壳1为带有通气孔的中空圆球形磁体，正半球体为N极，负半球为S极；
所述引爆装置2包括无线接收模块21，用于处理无线接收模块21信号的单片机22，用于
接收单片机22输出信号的点火器23，所述点火器23用于点燃火药24；
引爆装置2的逻辑框图如图2所示，需要说明的是，本领域技术人员很容易想到需要给
整个电路模块设置供电系统，通过查找相关资料也能够在不进行创造性思维的条件下，将
整个电路系统设计出来，因此在本申请中，不进行详细说明，而点火器23能够购买到成本，
在本申请中同样也不需要具体解释；
所述三组永磁铁3中，每组永磁铁3包括设置在同一直线上异名磁极相对的两个永磁铁
3，三组永磁铁3所在的三条直线两两垂直，球形外壳1置于每组永磁铁3的中间位置；
所述框架4包括三个同尺寸的圆圈结构，所述三个圆圈结构所在的平面两两垂直，每两
个圆圈结构的交点安装有永磁铁3；
所述三维平动台5能够沿三个两两垂直的方向运动。
具体实施例二
本实施例的基于三维运动的爆胎性能测试轮胎内引爆装置，在具体实施例一的基础
上，进一步限定还包括位置跟踪系统，所述位置跟踪系统的参考系设置于轮胎外面，运动部
分设置于球形外壳1内，所述运动部分还包括保护罩。
在本实施例中，位置跟踪系统选择可以买到成品的Fastrak系统，Fastrak系统的
发射器作为参考系设置于轮胎外面，Fastrak系统的接收器作为运动部分设置于球形外壳1
内，所述接收器还包括保护罩。
保护罩的作用在于避免引爆火药的时候，将运动部分炸毁，使得位置跟踪系统为
可重复使用系统，降低实验成本。
这种结构限定，使得本发明引爆装置2的位置能够通过运动部分被参考系精确定
位，有利于获得爆炸点与轮胎爆胎性能的严格数据，提高测试精度。