CN201784417U

CN201784417U - 汽车车轮测力装置

Info

Publication number: CN201784417U
Application number: CN2010205391564U
Authority: CN
Inventors: 丁桦; 张克武; 周昊; 陈守良
Original assignee: Institute of Industry Technology Guangzhou of CAS
Current assignee: Institute of Industry Technology Guangzhou of CAS
Priority date: 2010-09-19
Filing date: 2010-09-19
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2020-09-19

Abstract

本实用新型公开了一种汽车车轮测力装置，包括车轮，在轮毂上至少设有第一应变传感器、第二应变传感器，第一应变传感器的方向与第二应变传感器的方向之间存在倾斜夹角。本实用新型可以避免对车轮刚度及强度有影响，其测量精度更高。

Description

汽车车轮测力装置

技术领域

本实用新型属于汽车检测领域，具体涉及一种汽车车轮测力装置。

背景技术

汽车动力性、制动性、舒适性以及安全性是汽车研究开发的重要方向，而如何获得汽车在行进过程中的各项参数指标是实现各项研究和评价的前提。汽车实际行驶过程中，马路路面对汽车车轮施加影响，车轮受到路面的力和力矩包括有侧向力、垂直力、纵向力、侧倾力矩、横摆力矩、扭矩，故可通过测量车轮运动时所受的力和力矩，就能够准确地掌握汽车的运动状况。

现有的作法是在车轮上开孔，将力传感器安装于车轮内，但车轮开孔后会对车轮的强度及刚度造成影响，影响到测量的准确性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种汽车车轮测力装置，本实用新型可以避免对车轮刚度及强度有影响，其测量精度更高。

其技术方案如下：

一种汽车车轮测力装置，包括车轮，在轮毂上至少设有第一应变传感器、第二应变传感器，第一应变传感器的方向与第二应变传感器的方向之间存在倾斜夹角。

本实用新型通过将应变传感器装设于车轮上，避免了对车轮的强度及刚度的影响，通过数字解耦技术获取车轮受到的三个力及力矩，能更精确的反映汽车行驶过程中的变形大小及方向，掌握路面对汽车的影响。

前述技术方案进一步细化的技术方案可以是：

在轮毂上还设有第三应变传感器，该第三应变传感器与第一应变传感器、第二应变传感器之间也存在倾斜角度。通过增加应变传感器的数量可以提高测量的精度，应变传感器的数量根据实际需要而定。如还可以在轮毂上还设有第四应变传感器、第五应变传感器、第六应变传感器，各应变传感器之间均存在倾斜角度。

在安装时，至少可以采用如下两种方式：

1、还包括有基座，所述车轮包括内圈及外圈，各所述应变传感器的两端通过基座分别连接在外圈及内圈上。

2、所述车轮包括内圈、外圈及设于内圈及外圈之间的辐条，各所述应变传感器分别贴装在辐条上。

本实用新型的汽车车轮测力方法至少包括如下步骤：

A、两个方向不同的应变传感器分别感应车轮的力及力矩，且每个应变传感器分别用于感应三个方向的力和力矩的变化；

B、将两个应变传感器感应的力及力矩进行叠加，计算出整个车轮所受的力及力矩。

综上所述，本实用新型的优点是：

1、不需在车轮上开孔，减少传感器对轮毂刚度的影响；

2、所采用应变传感器相对于汽车车轮轮毂辐条，其各方向的刚度和强度值非常小，对车轮的影响可以忽略不计，减少了测量数据误差；

3、应变传感器体积小，重量轻，安装方便，适合于各种车型的汽车轮毂。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述汽车车轮测力装置的结构图；

附图标记说明：

1、车轮，2、应变传感器，3、基座，4、内圈，5、外圈，6、辐条。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种汽车车轮测力装置，包括车轮1，在轮毂上设有六个应变传感器2(即第一应变传感器、第二应变传感器、第三应变传感器、第四应变传感器、第五应变传感器、第六应变传感器)，各应变传感器之间均存在倾斜角度。

首先将应变传感器2通过以下两种方式安装在连接器上：应变传感器2的两端通过基座3分别连接在外圈5及内圈4上，或者，应变传感器2分别贴装在辐条6上。

六个应变传感器2用于感应三个方向的力和力矩的变化，车轮1转动时所受的各维载荷使轮毂发生变形，通过应变传感器2，使各桥路输出直接对应的各维载荷，实现多维变形的测量。当车轮1受力后再传输到车轴上时，一定先经过应力传感器。在轮毂上安装多个应变传感器2，每个应变传感器2测量的数值为局部坐标系X`，Y`，Z`中的三个力和三个力矩，根据车轮1的旋转角度将力和力矩转化到总体坐标系X、Y、Z中，每个应变传感器2测量数据进行叠加，即得轮毂受到的力和力矩的总和，然后进行数据分析，最后输出轮毂的受力变形情况。

具体而言，前述数值解耦的算法是：

一点上受力：

三个力和三个力矩。

该点处的位移变化X_(p)＝(μ，ε，σ，K)，为线性相关。

X_{(P)} = M \overset{ω}{F} + b = M \overset{ω}{F} (b = 0)

则

传感器中有6个对应的位移：

X_{i} = M_{i} \overset{ω}{F}

\{\begin{matrix} X_{1} \\ X_{2} \\ X_{3} \\ X_{4} \\ X_{5} \\ X_{6} \end{matrix}\} = \{\begin{matrix} M_{1}^{1} & M_{1}^{2} & M_{1}^{3} & M_{1}^{4} & M_{1}^{5} & M_{1}^{6} \\ M_{2}^{1} & M_{2}^{2} & M_{2}^{3} & M_{2}^{4} & M_{2}^{5} & M_{2}^{6} \\ M_{3}^{1} & M_{3}^{2} & M_{3}^{3} & M_{3}^{4} & M_{3}^{5} & M_{3}^{6} \\ M_{4}^{1} & M_{4}^{2} & M_{4}^{3} & M_{4}^{4} & M_{4}^{5} & M_{4}^{6} \\ M_{5}^{1} & M_{5}^{2} & M_{5}^{3} & M_{5}^{4} & M_{5}^{5} & M_{5}^{6} \\ M_{6}^{1} & M_{6}^{2} & M_{6}^{3} & M_{6}^{4} & M_{6}^{5} & M_{6}^{6} \end{matrix}\} \{\begin{matrix} F_{X} \\ F_{Y} \\ F_{Z} \\ M_{X} \\ M_{Y} \\ M_{Z} \end{matrix}\} &DoubleLeftRightArrow; X = MF

F＝M^-1X

M^-1为

的逆矩阵。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。