JPH04213B2 - - Google Patents
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- JPH04213B2 JPH04213B2 JP58210447A JP21044783A JPH04213B2 JP H04213 B2 JPH04213 B2 JP H04213B2 JP 58210447 A JP58210447 A JP 58210447A JP 21044783 A JP21044783 A JP 21044783A JP H04213 B2 JPH04213 B2 JP H04213B2
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- JP
- Japan
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- balance
- shaft
- inner cylinder
- coaxially
- attached
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
- G01L5/1627—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は各種自動車の車軸入力計測用天秤及び
荷重計測を目的とする単、多分力計測装置に応用
できる軸荷重計測用天秤に関するものである。
荷重計測を目的とする単、多分力計測装置に応用
できる軸荷重計測用天秤に関するものである。
自動車の強度、耐久試験において、実車走行時
の路面からの入力を、車軸位置で計測するのに車
軸天秤が使用される。車軸天秤は、実車々軸部に
装着され、車軸に作用する6分力(3軸方向と、
これらの各種まわりのモーメント、一般にはブレ
ーキモーメントを除いた5分力の場合が多い)を
計測する。
の路面からの入力を、車軸位置で計測するのに車
軸天秤が使用される。車軸天秤は、実車々軸部に
装着され、車軸に作用する6分力(3軸方向と、
これらの各種まわりのモーメント、一般にはブレ
ーキモーメントを除いた5分力の場合が多い)を
計測する。
従来の車軸天秤は、大型で重量も大きく、実車
装着部の大改修が免れなかつた。そこで実車駆動
部構造変更に伴う実車特性の変化等による計測精
度の低下、及び組立式天秤特有の組立部品間のア
ライメントの調整不良、結合部の剛性不足等に起
因する不具合(天秤出力特性、6分力相互間の干
渉出力特性等の不良)があり、計測精度向上にお
いても技術上の障壁となつていた。
装着部の大改修が免れなかつた。そこで実車駆動
部構造変更に伴う実車特性の変化等による計測精
度の低下、及び組立式天秤特有の組立部品間のア
ライメントの調整不良、結合部の剛性不足等に起
因する不具合(天秤出力特性、6分力相互間の干
渉出力特性等の不良)があり、計測精度向上にお
いても技術上の障壁となつていた。
従来方式による車軸天秤例を第2図及び第3図
に示すと、これは水晶体の圧電効果を利用したも
ので、端板A02、端板B03間に対称に配置さ
れた4個の圧電素子01より構成され、夫々の圧
電素子01間の距離と、荷重より計算で多分力を
求めるものであるが、前記不具合の他、定常荷重
の計測が原理的(圧電効果)に難しい点があり、
計測装置に工夫を必要とし、高価となる欠点があ
つた。なお、前記天秤出力特性とは、主に非直線
性、ヒステリシス、感度、再現性、安定性及び温
度特性等を云う。
に示すと、これは水晶体の圧電効果を利用したも
ので、端板A02、端板B03間に対称に配置さ
れた4個の圧電素子01より構成され、夫々の圧
電素子01間の距離と、荷重より計算で多分力を
求めるものであるが、前記不具合の他、定常荷重
の計測が原理的(圧電効果)に難しい点があり、
計測装置に工夫を必要とし、高価となる欠点があ
つた。なお、前記天秤出力特性とは、主に非直線
性、ヒステリシス、感度、再現性、安定性及び温
度特性等を云う。
しかしながら前記従来の車軸天秤は、大型で通
常車両の軸部の構造変更が大となるため、ブレー
キの装置がスペース上不可能であつた。また重量
が大で取扱いが困難な上、バネ下重量が増大する
ため、振動系が異なり、真の荷重計測ができない
欠点があつた。更に締絡部のガタ、剛性不足に伴
うトラブル(天秤特性不良等)が多かつた。
常車両の軸部の構造変更が大となるため、ブレー
キの装置がスペース上不可能であつた。また重量
が大で取扱いが困難な上、バネ下重量が増大する
ため、振動系が異なり、真の荷重計測ができない
欠点があつた。更に締絡部のガタ、剛性不足に伴
うトラブル(天秤特性不良等)が多かつた。
本発明は前記従来の欠点を解消すると共に、実
車の強度耐久試験の能率、精度の向上を図るため
の車軸入力計測天秤の開発実用化を図ることを目
的とするものである。
車の強度耐久試験の能率、精度の向上を図るため
の車軸入力計測天秤の開発実用化を図ることを目
的とするものである。
この目的を達成するために本発明は、ほぼ同軸
に配置されて接続される2つの軸間に作用する力
を計測する天秤において、一方の軸の端部を囲繞
して前記軸へ同軸に取付けられる天秤内筒、同天
秤内筒を囲繞し、かつ同内筒と同軸に配置された
天秤外筒、前記天秤内筒と外筒とを接続し、内筒
外面周方向に等間隔列状、軸方向に列同志の間隔
をあけている横力計測ビーム、前記天秤外筒の端
面より軸と平行に、かつ周方向等間隔に突出され
た5分力計測ビーム、同5分力計測ビームの他端
部を連結し、かつ同軸に配置されると共に、前記
他方の軸に取付けられるリング状端板、前記各ビ
ームに貼付された歪ゲージを備え、前記天秤内
筒、外筒、横力計測ビーム、5分力計測ビーム、
リング状端板は金属塊より削り出して形成されて
いる構成を有し、小型、軽量、コンパクトで、か
つ天秤出力特性が極めて良好であり、しかも天秤
剛性が高い軸荷重計測用天秤を提供せんとするも
のである。
に配置されて接続される2つの軸間に作用する力
を計測する天秤において、一方の軸の端部を囲繞
して前記軸へ同軸に取付けられる天秤内筒、同天
秤内筒を囲繞し、かつ同内筒と同軸に配置された
天秤外筒、前記天秤内筒と外筒とを接続し、内筒
外面周方向に等間隔列状、軸方向に列同志の間隔
をあけている横力計測ビーム、前記天秤外筒の端
面より軸と平行に、かつ周方向等間隔に突出され
た5分力計測ビーム、同5分力計測ビームの他端
部を連結し、かつ同軸に配置されると共に、前記
他方の軸に取付けられるリング状端板、前記各ビ
ームに貼付された歪ゲージを備え、前記天秤内
筒、外筒、横力計測ビーム、5分力計測ビーム、
リング状端板は金属塊より削り出して形成されて
いる構成を有し、小型、軽量、コンパクトで、か
つ天秤出力特性が極めて良好であり、しかも天秤
剛性が高い軸荷重計測用天秤を提供せんとするも
のである。
以下本発明の実施例を図面について説明する
と、車軸天秤を使用した場合の装着状態を第1図
に、本発明の実施例を示す一体削り出し天秤構造
例を第4図及び第5図に示す。なお、第1図は自
動車の四輪の中の1個所の装着例を示したもので
ある。
と、車軸天秤を使用した場合の装着状態を第1図
に、本発明の実施例を示す一体削り出し天秤構造
例を第4図及び第5図に示す。なお、第1図は自
動車の四輪の中の1個所の装着例を示したもので
ある。
さて第1図において、車軸天秤1の片端はハウ
ジング2に固定され、他端は軸3に連結されてい
る。軸3にはブレーキロータ4、ホイール5、タ
イヤ6が取付けられている。
ジング2に固定され、他端は軸3に連結されてい
る。軸3にはブレーキロータ4、ホイール5、タ
イヤ6が取付けられている。
また第4図及び第5図は本発明の実施例を示す
一体削り出し天秤の1例で、端板A7、端板B
8、天秤内筒9、横力計測素子10、5分力計測
素子11、より成り、各部共全て一体材より削り
出しにて構成されている。また横力計測素子10
と5分力計測素子11は、円周上に等分配置され
ており、小さなスペース内におさめられている。
なお、図中a〜dは歪ゲージを示す、a1〜a4でブ
リツジを組んでいる。
一体削り出し天秤の1例で、端板A7、端板B
8、天秤内筒9、横力計測素子10、5分力計測
素子11、より成り、各部共全て一体材より削り
出しにて構成されている。また横力計測素子10
と5分力計測素子11は、円周上に等分配置され
ており、小さなスペース内におさめられている。
なお、図中a〜dは歪ゲージを示す、a1〜a4でブ
リツジを組んでいる。
ここで第4図及び第5図により軸荷重計測用天
秤を更に詳細に説明すると、この天秤はほぼ同軸
に配置されて接続される2つの軸(一方の軸12
と図示しない他方の軸)間に作用する力を計測す
るものである。なお、13は図示しない他方の軸
に連結されたハウジングである。
秤を更に詳細に説明すると、この天秤はほぼ同軸
に配置されて接続される2つの軸(一方の軸12
と図示しない他方の軸)間に作用する力を計測す
るものである。なお、13は図示しない他方の軸
に連結されたハウジングである。
さて天秤内筒9は一方の軸12の端部を囲繞し
て前記軸12へ同軸に取付けられており、同天秤
内筒9を囲繞し、かつ同内筒と同軸に外周に切欠
部を有する端板B(天秤外筒)8が配置されてい
る。また天秤内筒9と端板B8とを接続する横力
計測素子(横力計測ビーム)10が設けられてい
る。この横力計測素子10は、内筒9の外面周方
向に等間隔列状、軸方向に列同志の間隔をあけて
いる。
て前記軸12へ同軸に取付けられており、同天秤
内筒9を囲繞し、かつ同内筒と同軸に外周に切欠
部を有する端板B(天秤外筒)8が配置されてい
る。また天秤内筒9と端板B8とを接続する横力
計測素子(横力計測ビーム)10が設けられてい
る。この横力計測素子10は、内筒9の外面周方
向に等間隔列状、軸方向に列同志の間隔をあけて
いる。
一方端板B8の切欠部の端面より軸12と平行
に、かつ周方向に等間隔に5分力計測素子(5分
力計測ビーム)11が突出しており、同5分力計
測素子11の他端部を連結し、かつ前記端板B8
の切欠部位置に配置されると共に、図示しない他
方の軸に連結されているハウジング13に取付け
られたリング状の端板A7が設けられている。ま
た各計測素子10,11には、歪ゲージa1〜a4、
b1〜b4、c1〜c4、d1〜d4が貼付されており、前記
天秤内筒9、端板B8、横力計測素子10、5分
力計測素子11、リング状の端板7は一体の金属
塊より削り出し構造で形成されている。
に、かつ周方向に等間隔に5分力計測素子(5分
力計測ビーム)11が突出しており、同5分力計
測素子11の他端部を連結し、かつ前記端板B8
の切欠部位置に配置されると共に、図示しない他
方の軸に連結されているハウジング13に取付け
られたリング状の端板A7が設けられている。ま
た各計測素子10,11には、歪ゲージa1〜a4、
b1〜b4、c1〜c4、d1〜d4が貼付されており、前記
天秤内筒9、端板B8、横力計測素子10、5分
力計測素子11、リング状の端板7は一体の金属
塊より削り出し構造で形成されている。
次に作用を説明すると、第1図において、タイ
ヤ6に作用する荷重は、全てホイール5、ブレー
キロータ4、軸3、車軸天秤1を経てハウジング
2に伝達される。
ヤ6に作用する荷重は、全てホイール5、ブレー
キロータ4、軸3、車軸天秤1を経てハウジング
2に伝達される。
次に第4図〜第5図において、タイヤに作用す
る荷重は、全て軸12に伝達され、天秤内筒9よ
り入力される。この反力は、端板A7のマウント
部で支持される。従つて6分力荷重は、この間で
計測される。また横力は、横力計測素子10で、
その他の5分力は5分力計測素子11で、天秤に
作用した荷重に相当する曲げ、圧縮、ねじり歪等
を生じさせ、その量は、各計測素子10,11に
貼られている歪計によつて電気量に変換した後求
められる。ここで本発明において力の検出方法を
説明すると、上下力は5分力計測素子11に貼付
した歪ゲージC1〜C4で曲げ歪を検出し、前後力
は同様に歪ゲージa1〜a4で曲げ歪を検出し、キヤ
ンバモーメントは同様に歪ゲージd1〜d4で検出す
る。またステアリングモーメントは5分力計測素
子11に貼付した歪ゲージf1〜f4で引張圧縮歪を
検出し、横力は横力計測素子10に貼付した歪ゲ
ージb1〜b4で曲げ歪を検出し、トルク(軸12と
天秤内筒9をロツクして台上計測時使用)は5分
力計測素子11に貼付した歪ゲージe1〜e4で曲げ
歪を検出する。
る荷重は、全て軸12に伝達され、天秤内筒9よ
り入力される。この反力は、端板A7のマウント
部で支持される。従つて6分力荷重は、この間で
計測される。また横力は、横力計測素子10で、
その他の5分力は5分力計測素子11で、天秤に
作用した荷重に相当する曲げ、圧縮、ねじり歪等
を生じさせ、その量は、各計測素子10,11に
貼られている歪計によつて電気量に変換した後求
められる。ここで本発明において力の検出方法を
説明すると、上下力は5分力計測素子11に貼付
した歪ゲージC1〜C4で曲げ歪を検出し、前後力
は同様に歪ゲージa1〜a4で曲げ歪を検出し、キヤ
ンバモーメントは同様に歪ゲージd1〜d4で検出す
る。またステアリングモーメントは5分力計測素
子11に貼付した歪ゲージf1〜f4で引張圧縮歪を
検出し、横力は横力計測素子10に貼付した歪ゲ
ージb1〜b4で曲げ歪を検出し、トルク(軸12と
天秤内筒9をロツクして台上計測時使用)は5分
力計測素子11に貼付した歪ゲージe1〜e4で曲げ
歪を検出する。
また計測素子10,11の間の出力干渉は、出
来るだけ小さくするよう配慮すると共に、干渉特
性が正しく補正可能なるように計測素子の構造、
構成及び出力検出用ゲージ位置が決められる。一
方天秤剛性上は、横力計測素子10が横力ブレー
キモーメント以外の分力に対し引張圧縮タイプと
なり、横力容量に比し極めて高い値が得られる。
来るだけ小さくするよう配慮すると共に、干渉特
性が正しく補正可能なるように計測素子の構造、
構成及び出力検出用ゲージ位置が決められる。一
方天秤剛性上は、横力計測素子10が横力ブレー
キモーメント以外の分力に対し引張圧縮タイプと
なり、横力容量に比し極めて高い値が得られる。
本発明は構成されているので、軸に入る大きな
荷重は主に天秤内筒を経て横力計測ビームの外側
エレメントに伝達されると共に、これを天秤外筒
で受け止めた後、5分力計測ビームに伝達する2
段階構造となつている。従つて天秤の軸方向長さ
を極めて短くできるため、小型、軽量、コンパク
トとなり、コストの低減を図ることができると共
に、軽自動車のような小さな車輪にも使用するこ
とができ、かつ実車取付部の改修の必要がなく、
実用上の利点が極めて大きい。また天秤サイズに
比し、天秤容量が大きく、かつ高剛性である。な
お、本発明における各部材を一体の金属塊から削
り出し構造とすれば、組立上のトラブルが少な
く、信頼性に富み、かつ高精度であり、取扱容易
で安価である。
荷重は主に天秤内筒を経て横力計測ビームの外側
エレメントに伝達されると共に、これを天秤外筒
で受け止めた後、5分力計測ビームに伝達する2
段階構造となつている。従つて天秤の軸方向長さ
を極めて短くできるため、小型、軽量、コンパク
トとなり、コストの低減を図ることができると共
に、軽自動車のような小さな車輪にも使用するこ
とができ、かつ実車取付部の改修の必要がなく、
実用上の利点が極めて大きい。また天秤サイズに
比し、天秤容量が大きく、かつ高剛性である。な
お、本発明における各部材を一体の金属塊から削
り出し構造とすれば、組立上のトラブルが少な
く、信頼性に富み、かつ高精度であり、取扱容易
で安価である。
また前記の如く小型、軽量、コンパクトなこと
より、ブレーキの装置が可能となり、かつバネ下
重量を正規バネ下重量に設定出来るため、悪路走
行時の入力を安全、かつ正確に計測することが可
能である。
より、ブレーキの装置が可能となり、かつバネ下
重量を正規バネ下重量に設定出来るため、悪路走
行時の入力を安全、かつ正確に計測することが可
能である。
第1図は一般的な車軸天秤を用いた場合の軸荷
重計測用天秤の正面断面図、第2図は従来の車軸
天秤の1例を示す正面図、第3図は同側面図、第
4図は本発明の実施例を示す軸荷重計測用天秤の
正面断面図、第5図は第4図のA〜A断面図であ
る。 図の主要部分の説明、7……端板A(リング状
端板)、8……端板B(天秤外筒)、9……天秤内
筒、10……横力計測素子(横力計測ビーム)、
11……5分力計測素子(5分力計測ビーム)、
12……軸、13……ハウジング、a1−a4〜d1−
d4……歪ゲージ。
重計測用天秤の正面断面図、第2図は従来の車軸
天秤の1例を示す正面図、第3図は同側面図、第
4図は本発明の実施例を示す軸荷重計測用天秤の
正面断面図、第5図は第4図のA〜A断面図であ
る。 図の主要部分の説明、7……端板A(リング状
端板)、8……端板B(天秤外筒)、9……天秤内
筒、10……横力計測素子(横力計測ビーム)、
11……5分力計測素子(5分力計測ビーム)、
12……軸、13……ハウジング、a1−a4〜d1−
d4……歪ゲージ。
Claims (1)
- 1 ほぼ同軸に配置されて接続される2つの軸間
に作用する力を計測する天秤において、一方の軸
の端部を囲繞して前記軸へ同軸に取付けられる天
秤内筒、同天秤内筒を囲繞し、かつ同内筒と同軸
に配置され、外周に切欠部を有する天秤外筒、前
記天秤内筒と外筒とを接続し、内筒外面周方向に
等間隔列状、軸方向に列同志の間隔をあけている
横力計測ビーム、前記天秤外筒の切欠部の端面よ
り軸と平行に、かつ周方向等間隔に突出された5
分力計測ビーム、同5分力計測ビームの他端部を
連結し、かつ同軸で、前記天秤外筒の切欠部位置
に配置されると共に、前記他方の軸に取付けられ
るリング状端板、前記各ビームに貼付された歪ゲ
ージとよりなることを特徴とする軸荷重計測用天
秤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58210447A JPS60102536A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 軸荷重計測用天秤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58210447A JPS60102536A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 軸荷重計測用天秤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60102536A JPS60102536A (ja) | 1985-06-06 |
JPH04213B2 true JPH04213B2 (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=16589478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58210447A Granted JPS60102536A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 軸荷重計測用天秤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60102536A (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01172648A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Toyota Motor Corp | ショックアブソーバ |
DE8816453U1 (ja) * | 1988-07-02 | 1989-07-27 | Koenig & Bauer Ag, 8700 Wuerzburg, De | |
JP3357896B2 (ja) * | 1994-03-22 | 2002-12-16 | 株式会社共和電業 | 車両用変速機のチェンジレバー操作力検出装置 |
WO2003097381A1 (fr) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Unite de moyeu a detecteur |
DE10245768B8 (de) * | 2002-09-25 | 2005-02-10 | EBM Brosa Messgeräte GmbH & Co. KG | Kraftaufnehmer zum Messen von Achskräften |
JP7260095B2 (ja) * | 2019-06-20 | 2023-04-18 | ユニパルス株式会社 | 荷重変換器 |
CN110487507B (zh) * | 2019-09-06 | 2024-02-23 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种用于短舱内阻测力试验的五分量应变天平 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548569A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-22 | Fuorushiyungusu Unto Fueruzuts | Detector for force and moment |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP58210447A patent/JPS60102536A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548569A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-22 | Fuorushiyungusu Unto Fueruzuts | Detector for force and moment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60102536A (ja) | 1985-06-06 |
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