CN112577654A - 车辆制动刹车力的测量装置及方法 - Google Patents

车辆制动刹车力的测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种车辆制动刹车力的测量装置及方法，该装置包括：多维力传感器，多维力传感器的一端与车辆的制动卡钳轴连接，多维力传感器的另一端与刹车片连接，用于测量车轮制动刹车时刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力。通过将多维力传感器直接与刹车片连接，直直接测量车辆制动时所受到的力，具有监测精度高、实时性强、准确度高，误判率低的优点，可以短期也可以长期实时测量监测摩擦力值的大小，发现刹车片因长期受力导致损坏的信息，来判断刹车片是否疲劳松弛，是否正常工作状态，从而解决了从外部难以及时发现刹车片磨损问题的难题，便于及时更换刹车片，减少故障，从而避免发生事故，大大提高车辆运行的安全性和可靠性。

Description

车辆制动刹车力的测量装置及方法
技术领域
本发明属于力测量装置，更具体地，涉及一种车辆制动刹车力的测量装置及方法。
背景技术
当今高科技发展的时代，火车、汽车等作为交通运输的主要方式之一，使我们对它的安全性要求越来越高。由于车辆制动系统的运行环境比较恶劣，其制动系统的安全性显得尤为重要。其中，车辆刹车片的摩擦性能在关系行车安全和运行可靠性方面起着非常重要的作用。
目前，我国车辆大多采用的制动方式盘形制动，它是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使以合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，使车辆停止前进。由于作用力不在车轮踏面上，盘形制动可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗。另外制动平稳，盘形制动的摩擦面积大，而且可以根据需要安装若干套，制动效果明显，尤其适用于高速运行的车辆，这正是各国普遍采用盘形制动的原因所在。
因此，有待提供一种车辆制动刹车力的测量装置及方法，能够直接测量车辆制动刹车时刹车片受到的力。
发明内容
本发明的目的提供一种车辆制动刹车力的测量装置及方法，能够输出车辆制动刹车时的刹车片受力状态的数值信息。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种车辆制动刹车力的测量装置，包括：
多维力传感器(1)，所述多维力传感器(1)的一端与车辆的制动卡钳轴(4)连接，所述多维力传感器(1)的另一端与刹车片(3)连接，用于测量车轮制动刹车时所述刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力；
控制器，所述控制器与所述多维力传感器(1)连接，用于采集摩擦力数据和抱紧力数据。
优选地，所述控制器包括上位机和下位机，所述下位机用于采集所述摩擦力数据和所述抱紧力数据，所述上位机用于根据所述摩擦力数据和所述抱紧力数据生成摩擦系数数据。
优选地，所述多维力传感器的所述另一端设有沿其长度方向伸出的应变梁。
优选地，还包括U型连接件，所述U型连接件包括并列设置的两个竖直部和与所述两个竖直部的底部连接的水平部，所述应变梁垂直于所述竖直部，并设置于所述两个竖直部之间，通过螺栓与所述U型连接件连接。
优选地，所述刹车片设置于所述水平部的底部。
优选地，还包括角铁，所述多维力传感器通过所述角铁与所述制动卡钳轴连接。
优选地，所述角铁包括相互垂直设置的第一边部和第二边部，所述第一边部与所述制动卡钳轴连接，所述第二边部与所述多维力传感器的所述一端连接。
优选地，所述上位机与下位机通过串口通信连接。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆制动刹车力的测量方法，利用上述所述的车辆制动刹车力的测量装置，该方法包括：
测量车轮制动刹车时所述刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力，采集摩擦力数据和抱紧力数据。
优选地，还包括：根据所述摩擦力数据和所述抱紧力数据生成摩擦系数数据。
本发明的有益效果在于：通过将多维力传感器直接与刹车片连接，直直接测量车辆制动时所受到的力，具有监测精度高、实时性强、准确度高，误判率低的优点，可以短期也可以长期实时测量监测摩擦力值的大小，发现摩擦片因长期受力导致损坏的信息，从而判断刹车片是否疲劳松弛，是否正常工作状态，从而解决了从外部难以及时发现刹车片磨损问题的难题，便于及时更换刹车片，减少故障，从而避免发生事故，大大提高车辆运行的安全性和可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明一个实施例的车辆制动刹车力的测量装置的主视图。
图2示出了根据本发明一个实施例的车辆制动刹车力的测量装置的左视图。
附图标记说明：
1、多维力传感器；2、U型连接件；3、刹车片；4、动卡钳轴；5、角铁。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明实施例的一种车辆制动刹车力的测量装置，包括：多维力传感器，多维力传感器的一端与车辆的制动卡钳轴连接，多维力传感器的另一端与刹车片连接，用于测量车轮制动刹车时刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力；控制器，所述控制器与所述多维力传感器连接，用于采集摩擦力数据和抱紧力数据。
通过安装多维测力传感器直接与刹车片连接在一起，使刹车片受的力直接传递到多维测力传感器，实现对刹车片受力情况的实时监测，输出刹车片水平方向受到的摩擦力值的大小和垂直方向的抱紧力大小，用于判断所测量的摩擦片是否疲劳松弛或断裂，从而时更换有问题的刹车片，避免刹车故障问题的发生，提高车辆制动系统的安全性与可靠性。
作为优选方案，控制器包括上位机和下位机，下位机用于采集摩擦力数据和抱紧力数据，上位机用于根据摩擦力数据和抱紧力数据生成摩擦系数数据。
具体地，通过下位机采集刹车片的受力情况，通过上位机生成刹车片的摩擦系数曲线图或者其它的数据表格形式，可以直观的分析刹车片的摩擦性能。
作为优选方案，多维力传感器的另一端设有沿其长度方向伸出的应变梁。将多维力传感器的应变梁直接与刹车片连接，实现对刹车片受力情况的准确测量。
作为优选方案，U型连接件包括并列设置的两个竖直部和与两个竖直部的底部连接的水平部，应变梁垂直于竖直部，并设置于两个竖直部之间，通过螺栓与U型连接件连接。
作为优选方案，刹车片设置于水平部的底部。
具体地，通过U型连接件将多维力传感器的应变梁与刹车片连接，能够直接测量车轮制动刹车时刹车片的受力情况。
作为优选方案，还包括角铁，多维力传感器通过角铁与制动卡钳轴连接。通过角铁将多维力传感器与制动卡钳轴连接。
具体地，多维力传感器通过角铁安装在制动卡钳轴上，用于传递对刹车片的作用力，实现直接测量车辆制动时的刹车片受力情况。
作为优选方案，角铁包括相互垂直设置的第一边部和第二边部，第一边部与制动卡钳轴连接，第二边部与多维力传感器的一端连接，从而保持制动卡钳轴对刹车片施加作用力的大小和方向不变。
作为优选方案，上位机与下位机通过串口通信连接。
根据本发明实施例的一种车辆制动刹车力的测量方法，利用上述的车辆制动刹车力的测量装置，包括：
测量车轮制动刹车时所述刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力，采集摩擦力数据和抱紧力数据。
作为优选方案，还包括：根据所述摩擦力数据和所述抱紧力数据生成摩擦系数数据。
具体地，将多维力传感器装在制动卡钳轴上，直接传递制动卡钳轴对刹车片的作用力，能够实时测量车辆制动时摩擦力和抱紧力的大小变化，最终可形成刹车片的摩擦系数曲线图，以便分析刹车片的质量性能问题，是否可以正常工作，如果不能正常范围就发出预、报警提示，及时更换，来保证车辆运行的安全。
实施例
图1示出了根据本发明一个实施例的车辆制动刹车力的测量装置的主视图，图2示出了根据本发明一个实施例的车辆制动刹车力的测量装置的左视图。
如图1和图2所示，本实施例的一种车辆制动刹车力的测量装置，包括：多维力传感器1，多维力传感器1的一端与车辆的制动卡钳轴4连接，多维力传感器1的另一端与刹车片3连接，用于测量车轮制动刹车时刹车片受到的水平方向的摩擦力Fx和垂直方向的抱紧力Fy；
控制器，控制器与多维力传感器1连接，用于采集摩擦力数据和抱紧力数据。控制器包括上位机和下位机，下位机用于采集摩擦力数据和抱紧力数据，上位机用于根据摩擦力数据和抱紧力数据生成摩擦系数数据。
多维力传感器1的另一端设有沿其长度方向伸出的应变梁。车辆制动刹车力的测量装置还包括U型连接件2，U型连接件包括并列设置的两个竖直部和与两个竖直部的底部连接的水平部，应变梁垂直于竖直部，并设置于两个竖直部之间，通过螺栓与U型连接件2连接。刹车片3设置于水平部的底部。
车辆制动刹车力的测量装置还包括角铁5，多维力传感器1通过角铁5与制动卡钳轴4连接。角铁5包括相互垂直设置的第一边部和第二边部，第一边部与制动卡钳轴4连接，第二边部与多维力传感器1的一端连接。
多维力传感器与刹车片直接连接，既能满足水平方向的摩擦力测量，还能测出垂直方向的抱紧力，实时输出刹车片受力状态的数值信息，通过控制器并对采集的数据进行分析、汇总，及时发现因刹车片制动过程中出现的问题，从而避免的故障的发生，从而提高车辆制动系统的安全性与可靠性。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，包括：
多维力传感器(1)，所述多维力传感器(1)的一端与车辆的制动卡钳轴(4)连接，所述多维力传感器(1)的另一端与刹车片(3)连接，用于测量车轮制动刹车时所述刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力；
控制器，所述控制器与所述多维力传感器(1)连接，用于采集摩擦力数据和抱紧力数据。
2.根据权利要求1所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，所述控制器包括上位机和下位机，所述下位机用于采集所述摩擦力数据和所述抱紧力数据，所述上位机用于根据所述摩擦力数据和所述抱紧力数据生成摩擦系数数据。
3.根据权利要求1所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，所述多维力传感器(1)的所述另一端设有沿其长度方向伸出的应变梁。
4.根据权利要求3所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，还包括U型连接件(2)，所述U型连接件包括并列设置的两个竖直部和与所述两个竖直部的底部连接的水平部，所述应变梁垂直于所述竖直部，并设置于所述两个竖直部之间，通过螺栓与所述U型连接件(2)连接。
5.根据权利要求4所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，所述刹车片(3)设置于所述水平部的底部。
6.根据权利要求1所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，还包括角铁(5)，所述多维力传感器(1)通过所述角铁(5)与所述制动卡钳轴(4)连接。
7.根据权利要求6所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，所述角铁(5)包括相互垂直设置的第一边部和第二边部，所述第一边部与所述制动卡钳轴(4)连接，所述第二边部与所述多维力传感器(1)的所述一端连接。
8.根据权利要求2所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，所述上位机与下位机通过串口通信连接。
9.一种车辆制动刹车力的测量方法，利用根据权利要求1-8中任一项所述的车辆制动刹车力的测量装置，其特征在于，该方法包括：
测量车轮制动刹车时所述刹车片受到的水平方向的摩擦力和垂直方向的抱紧力，采集摩擦力数据和抱紧力数据。
10.根据权利要求9所述的车辆制动刹车力的测量方法，其特征在于，还包括：根据所述摩擦力数据和所述抱紧力数据生成摩擦系数数据。
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