CN216717665U - 一种压电式轮胎六分力传感器应用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，所述压电式轮胎六分力传感器应用装置包括车轮总成和信号传输集成模块，所述车轮总成包括制动盘、轮毂适配器、第一连接机构、轮胎六分力传感器、第二连接机构和轮辋；所述信号传输集成模块包括信号采集模块、电池模块、剩余电量监控模块、无线充电模块和信号发送模块；信号传输集成模块安装在第一连接机构内，用于采集轮胎六分力传感器的信号并将采集到的信号发送到车内的信号收集处理装置进行分析处理。本实用新型结构简单，通用性强，匹配性高，适用于多种型号的车轮系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及到机械结构设计，以及信号采集与传输系统，尤其涉及一种压电式轮胎六分力传感器应用装置。
背景技术
20世纪70年代，通用汽车公司最早开始对轮胎六分力传感器进行研究，到目前为止，美国、德国和瑞士等国均有类似的产品问世。相比而言，我国对于轮胎六分力传感器的研究起步较晚，研究基本处于理论阶段，在实际车辆设计或性能评估时，往往需要借鉴国外相关参数并结合以往设计经验的方法， 很难有定量的数据分析和处理的设备及方法。
随着轮胎六分力传感器需求的日渐增大及国家对汽车设计愈加严格的要求，以及国内缺少成熟的产品使得国内大多汽车生产厂家和试验场都选择购买进口产品，大大提高了成本，且因为各国标准的不同，不利于国标的推广，亟需开发一套自主产权的轮胎力传感器及测试系统，打破国外垄断。
发明内容
针对现有轮胎六分力传感器存在的问题，本实用新型提出一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，旨在解决轮胎六分力传感器通用性问题和轮胎六分力传感器与车轮及车身的连接问题，减少因连接问题导致的轮胎六分力测量精度的下降。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，所述一种压电式轮胎六分力传感器应用装置包括车轮总成和信号传输集成模块。
车轮总成，所述车轮总成包括：制动盘（1）、轮毂适配器（2）、第一连接机构（3）、轮胎六分力传感器（4）、第二连接机构（5）和轮辋（6）；所述轮胎六分力传感器（4）安装在第一连接机构（3）和第二连接机构（5）之间，所述轮毂适配器（2）安装在制动盘（1）和第一连接机构（3）之间，所述轮胎六分力传感器（4）安装在第一连接机构（3）和第二连接机构（5）之间，所述第二连接机构（5）安装在第一连接机构（3）和轮辋（6）之间。
信号传输集成模块，所述信号传输集成模块包括：信号采集模块、电池模块、剩余电量监控模块、无线充电模块和信号发送模块；所述信号传输集成模块安装在第一连接机构（3）内，信号采集模块与轮胎六分力传感器（4）上安装的压电片电连接，用于采集轮胎六分力传感器（4）的信号，并由信号发送模块发送到车内的信号收集处理装置进行分析处理。
所述轮毂适配器（2）包括圆台（2-5）和第一法兰盘（2-6），轮毂适配器（2）圆周等间距设置5个第一连接孔（2-1）和5个螺母安装孔（2-4），第一连接孔（2-1）和螺母安装孔（2-4）同轴心，所述制动盘（1）圆周等间距设置有5个轴承螺栓（1-1），所述轴承螺栓（1-1）与第一连接孔（2-1）一一对应布置，螺母在螺母安装孔（2-4）处与轴承螺栓（1-1）配合将轮毂适配器（2）与制动盘（1）紧固。
所述第二连接机构（5）包括环形圈（5-1）和第二法兰盘（5-2），第一连接机构（3）对应设置有环形圈连接槽（3-5），通过环形圈（5-1）和环形圈连接槽（3-5）的配合将第一连接机构（3）和第二连接机构（5）连接。
所述的轮胎六分力传感器（4）圆周等间距设置有8个横梁，每个横梁上设置有压电片安装槽（4-2）和顶紧螺栓安装孔（4-3），通过顶紧螺栓和轮胎六分力传感器（4）上的顶紧螺栓安装孔（4-3）配合将压电片固定在轮胎六分力传感器（4）上。
压电片安装盒（4-4）安装在所述压电片安装槽（4-2）中，压电片安装盒中间位置用于安装压电片，压电片安装盒（4-4）底端设置有滑块（4-7），与压电片安装槽（4-2）的滑轨（4-6）配合将压电片安装盒（4-4）固定在压电片安装槽（4-2）中。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有设计中的技术方案，下面将对实施例或者现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍。
图1为本实用新型的装配示意图。
图2为本实用新型的分解示意图。
图3为本实用新型的部分分解示意图。
图4为本实用新型的部分分解示意图。
图5为本实用新型的第一连接机构（3）的零件图。
图6为本实用新型的轮胎力传感器（4）的局部放大图。
图7为本实用新型的压电片安装盒（4-4）的零件图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提出一种压电式轮胎六分力传感器应用装置。
如图1所示一种压电式轮胎六分力传感器应用装置的装配图，该压电式轮胎六分力传感器（4）及安装所需的轮毂适配器（2）、第一连接机构（3）和第二连接机构（5）安装于制动盘（1）与轮辋（6）之间，通用性强，匹配性高，可适用于多种型号的车轮系统。
如图2所示，一种压电式轮胎六分力传感器应用装置包括车轮总成和信号传输集成模块两部分；其中，车轮总成包括制动盘（1）、轮毂适配器（2）、第一连接机构（3）、轮胎六分力传感器（4）、第二连接机构（5）和轮辋（6）；所述轮毂适配器（2）安装在制动盘（1）和第一连接机构（3）之间，所述轮胎六分力传感器（4）安装在第一连接机构（3）和第二连接机构（5）之间，所述第二连接机构（5）安装在第一连接机构（3）与轮辋（6）之间；信号传输集成模块包括信号采集模块、电池模块、剩余电量监控模块、无线充电模块和信号发送模块；所述信号传输集成模块安装在第一连接机构（3）内，信号采集模块与轮胎六分力传感器（4）上安装的压电片电连接，用于采集轮胎六分力传感器（4）的信号，并将采集到的信号由信号发送模块发送到车内的信号收集处理装置进行分析处理。
具体地，如图3和图4所示，本实施例中的轮毂适配器（2）包括圆台（2-5）和第一法兰盘（2-6），轮毂适配器（2）得圆台（2-5）端与制动盘（1）连接，轮毂适配器（2）的第一法兰盘（2-6）端与第一连接机构（3）连接；轮毂适配器（2）圆周等间距设置有5个第一连接孔（2-1）和5个螺母安装孔（2-4），螺母安装孔（2-4）与第一连接孔（2-1）同轴心，且螺母安装孔（2-4）的直径大于第一连接孔（2-1）的直径，深度小于第一连接孔（2-1）的孔深，螺母安装孔（2-4）边缘进行倒角，方便螺母的安装；制动盘（1）上设置有5个轴承螺栓（1-1）,轴承螺栓（1-1）与第一连接孔（2-1）一一对应，螺母在螺母安装孔（2-4）处与轴承螺栓（1-1）配合将轮毂适配器（2）与制动盘（1）紧固。
本实施例中，第二连接机构（5）由环形圈（5-1）和第二法兰盘（5-2）组成，相应的，第一连接机构（3）上设置有环形圈连接槽（3-5），第二连接机构（5）的环形圈（5-1）的宽度等于第一连接机构（3）环形圈安装槽（3-5）的深度，均为第一连接机构（3）的连接面（3-6）宽度的一半，环形圈连接槽（3-5）和环形圈（5-1）配合将第一连接机构（3）与第二连接机构（5）连接。
进一步地，第一连接机构（3）圆周等间距设置有12个第九连接孔（3-3），相应地，第二连接机构圆周等间距设置有12个第七连接孔（5-5），所述第九连接孔（3-3）和第七连接孔（5-5）一一对应设置，通过螺栓螺母的配合将第一连接机构（3）和第二连接机构（5）紧固在一起。
更进一步地，第一连接机构（3）上圆周等间距设置有5个第三连接孔（3-1），第二连接机构（5）上圆周等间距设置有5个第六连接孔（5-3），所述第三连接孔（3-1）、第六连接孔（5-3）和第一连接孔（2-1）对应，通过轴承螺栓（1-1）和螺母的配合将第一连接机构（3）和第二连接机构（5）与轮毂适配器（2）紧固。
本实施例中，如图3和图4所示轮胎六分力传感器（4）安装于第一连接机构（2）和第二轮连接机构（5）之间，通过第一连接机构（3）和第二连接机构（5）与车轮系统连接；轮胎六分力传感器（4）和第一连接机构（3）的连接面（3-6）等宽，且轮胎六分力传感器（4）的内径等于第一连接机构（3）的连接面（3-6）直径，轮胎六分力传感器（4）外径等于轮辋（6）内径，当汽车行驶时，在离心力的作用下轮胎力六分力传感器（4）贴紧轮辋面，同步测量轮胎六分力；轮胎六分力传感器（4）圆周等间距设置有8个横梁，每个横梁上设置有压电片安装槽（4-2）和相应的顶紧螺栓安装孔（4-3），所述压电片安装槽（4-2），用于安装压电片安装盒（4-4），压电片安装盒（4-4）正中间位置用于安装压电片，所述压电片安装盒（4-4）底端设置有滑块（4-7），压电片安装槽（4-2）对应设置有滑轨（4-6），通过滑块（4-7）与滑轨（4-6）的配合将压电片安装盒（4-4）紧紧固定在压电片安装槽（4-2）内，通过顶紧螺栓和轮胎六分力传感器（4）上的顶紧螺栓安装孔（4-3）配合将压电片固定在轮胎六分力传感器（4）上，顶紧螺栓用于消除压电片和轮胎六分力传感器（4）之间的安装间隙。
进一步地，本实施例中，轮毂适配器（2）上设置有圆周等间距的12个第二连接孔（2-2），第一连接机构（3）上设置有12个第四连接孔（3-2），轮胎六分力传感器（4）上设置有12个第五连接孔（4-1），第二连接机构（5）上设置有12个第八连接孔（5-4），所述第二连接孔（2-2）、第四连接孔（3-2）、第五连接孔（4-1）和第八连接孔（5-4）一一对应，由螺栓螺母配合将轮胎力传感器（4）固定在第一连接机构（3）与第二连接机构（5）之间。
更进一步地，如图5和图6所示，六分力传感器（4）上设置有第一通线孔（4-5），第一连接机构（3）上对应设置有第二通线孔（3-7），压电片安装盒（4-4）上设置有第三通线孔（4-8），通过第一通线孔（4-7）、第二通线孔（3-7）和第三通线孔（4-8）将压电片与信号采集模块相连，采集压电片的信号并由信号发送模块将采集到的信号发送到车内的信号收集处理装置中进行处理分析；车轮受力通过轮胎—轮辋（6）—六力传感器（4）—第一连接机构（3）—轮毂适配器（2），进而传递到车身，从而实现轮胎六分力的测量。本实施例保证了车轮受力经过轮胎六分力传感器（4）从车轮总成传递至车身，消除了第一连接机构（3）和第二连接机构（5）和车轮结构系统匹配性低的问题，提高了车轮六分力测量精度。
本实施例中，轮毂适配器（2）的第一法兰盘（2-6）上设置有3个减重孔（2-3），减重孔（2-3）起减重作用，降低第一轮毂适配器（2）自身重量对整个车轮系统的影响；第二连接机构（5）的第二法兰盘（5-7）上均匀设置有一圈散热孔（5-5），防止车辆长时间行驶造成的车轮系统温度过高导致信号传输集成模块的电子元器件受损。
本实施例中，轮毂适配器（2）、第一连接机构（3）、第二连接机构（5）均为一体成型制件，在简化了车轮总成装配的同时，也保证了整体结构的简单性和可靠性；第一连接机构（2）和第二连接机构（5）采用高强度不锈钢材料制成，车轮六分力传感器（4）采用高强度合金钢材料制成。
本实施例中，信号传输集成模块安装在第一连接机构（3）上，第一连接机构（3）上均匀设置有5个安装区域，分别用来安装信号采集模块、电池模块、剩余电量监控模块、无线充电模块和信号发送模块，各模块上安装有防水保护罩，用于保护电路；各模块通过第一连接机构上均匀布置的5个第四通线口（3-4）相互连接，配合工作。信号采集模块负责采集轮胎六分力传感器（4）上安装的压电片获取的信号，电池模块负责给信号采集模块、信号发送模块和剩余电量监控模块供电，剩余电量监控模块负责监控电池模块的电量，无线充电模块可对电池模块进行无线充电，保证电池模块的正常工作，信号发送模块负责将采集到的信号发送到车内的信号采集处理装置处集中进行分析与处理，计算得出精准的数据。所述信号发送模块和车内的信号收集处理装置之间采用高频无线通讯的方式进行信号传输。
Claims (5)
1.一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，其特征在于，所述压电式轮胎六分力传感器应用装置包括：
车轮总成，所述车轮总成包括：制动盘(1)、轮毂适配器(2)、第一连接机构(3)、轮胎六分力传感器(4)、第二连接机构(5)和轮辋(6)；所述轮毂适配器(2)安装在制动盘(1)和第一连接机构(3)之间，所述轮胎六分力传感器(4)安装在第一连接机构(3)和第二连接机构(5)之间，所述第二连接机构(5)安装在第一连接机构(3)和轮辋(6)之间；
信号传输集成模块，所述信号传输集成模块包括：信号采集模块、电池模块、剩余电量监控模块、无线充电模块和信号发送模块；所述信号传输集成模块安装在第一连接机构(3)内，信号采集模块与轮胎六分力传感器(4)上安装的压电片电连接，用于采集轮胎六分力传感器(4)的信号，并由信号发送模块发送到车内的信号收集处理装置进行分析处理。
2.如权利要求1所述的一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，其特征在于，所述轮毂适配器(2)包括圆台(2-5)和第一法兰盘(2-6)，轮毂适配器(2)圆周等间距设置有5个第一连接孔(2-1)和5个螺母安装孔(2-4)，第一连接孔(2-1)和螺母安装孔(2-4)同轴心，所述制动盘(1)圆周等间距设置有5个轴承螺栓(1-1)，所述轴承螺栓(1-1)与第一连接孔(2-1)一一对应布置，螺母在螺母安装孔(2-4)处与轴承螺栓(1-1)配合将轮毂适配器(2)与制动盘(1)紧固。
3.如权利要求1所述的一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，其特征在于，所述第二连接机构(5)包括环形圈(5-1)和第二法兰盘(5-2)，第一连接机构(3)对应设置有环形圈连接槽(3-5)，通过环形圈(5-1)和环形圈连接槽(3-5)的配合将第一连接机构(3)和第二连接机构(5)连接。
4.如权利要求1所述的一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，其特征在于，所述的轮胎六分力传感器(4)圆周等间距设置有8个横梁，每个横梁上设置有压电片安装槽(4-2)和顶紧螺栓安装孔(4-3)，通过顶紧螺栓和轮胎六分力传感器(4)上的顶紧螺栓安装孔(4-3)配合将压电片固定在轮胎六分力传感器(4)上。
5.如权利要求4所述的一种压电式轮胎六分力传感器应用装置，其特征在于，压电片安装盒(4-4)安装在所述压电片安装槽(4-2)中，压电片安装盒中间位置用于安装压电片，压电片安装盒(4-4)底端设置有滑块(4-7)，与压电片安装槽(4-2)的滑轨(4-6)配合将压电片安装盒(4-4)固定在压电片安装槽(4-2)中。
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| CN115824482A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-21 | 福州大学 | 实现车辆行驶工况轮胎力精确测量的六分力测试装置及工作方法 |
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