[實用新型]一種車輪運動狀態矢量采集裝置

有效

• 申請號: 201420221750.7
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203869794U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 林國余;馮李航;張為公
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01C23/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李昊

技術領域

本實用新型屬于汽車電子與智能監測領域，尤其涉及一種車輪運動狀態矢量測量裝置，具體涉及車輪運動測量裝置的結構組成與集成設計；同時還涉及多維車輪力和慣性信號的組合測量裝置，從而得到十二個自由度的車輪力-運動信號。?

背景技術

汽車行駛是車輪與路面相互作用的結果，車輪的力和運動由路面輸入，從根本上反映了汽車自身狀態，在道路試驗和智能交通中，具有無可替代的意義。?

早期的車輪傳感器僅對轉速進行測量。從20世紀70年代起，美國通用公司最早進行了車輪力/力矩傳感器(Wheel?Force?Transducer,WFT)的研究，目前美、德、日以及中國均已有類似的產品。但由于WFT安裝在高速旋轉的車輪上，車輛進行運動，傳感器存在滾動和平動兩種方式，因而其測量始終處于一個運動場中。近年來，伴隨著以MEMS為代表的運動傳感器的發展，國外發達國家已經研發出兼具力和運動信號組合測量的裝置與技術，可同時檢測并分離出車輪的速度，加速度以及力信號。我國在這方面的技術還處于理論階段，主要在WFT傳感器的開發，對于同時測量力和運動信號的車輪監測技術還是空白；在汽車性能測試和道路試驗中，往往采用借鑒國外參數或者經驗方法，難有定量數據分析的設備和方法，且在實際中仍存在很多問題：?

(1)進口設備的價格昂貴，不利于降低成本；?

(2)采用的標準不同，不適合我國的技術標準；?

(3)核心關鍵技術實施封鎖，不利于國產測試設備和車輛的自主研發。?

因而，研發具有自主產權的裝置和設裝，以滿足汽車公司和試驗場對于車輪力-運動的測量技術的需求，對我國的汽車工業具有重要的意義。?

現有技術中，ZL200320110714.5專利公開了一種汽車車輪多維力測量裝置，是一種汽車行駛工況下車輪受力狀態的實時測量裝置；ZL200320110713.0公開了一種車輪多維力傳感器，是一種汽車行駛工況采集裝置中的力傳感器；ZL201220102243.2和ZL201210071761.7公開了一種測量車輪六維力的傳感器，由安裝在車輪上的隨著轉動的旋轉部分和與車輛本身相對靜止的非旋轉部分組成，能夠實時測量單個車輪的六維力信號。然而，上述專利在實際應用還存在非?常多的不足：?

1、僅僅進行了車輪六維力的測量，不能很全面的反映車輪的運動狀態。由于上述測量對于車輪的旋轉狀態、慣性矢量等信息無法反饋，在實際的汽車剎車和制動過程中，力信號的只能對慣性測量進行定性的估計，提供的參考有限。?

2、在實際的汽車測試中，上述WFT力的測量通常還需結合其他的外部傳感器如運動傳感器，位移傳感器等，但是這些傳感器大多集成安裝于車身、懸架、駕駛室、車輪外部等部位，不僅不能準確的反映車輪的有效運動狀態，也未有集成的系統設備和方法?

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種實現力-運動組合測量的車輪狀態采集裝置，實時測量單個車輪所受的六維力/力矩，三維角速度以及三維加速度，共十二維車輪運動狀態矢量信號。?

技術方案：本實用新型的一種的車輪運動狀態矢量采集裝置，包括力-慣性測量組、信號傳輸組、連接軸；慣性測量組和信號傳輸組之間通過連接軸連接；所述的信號傳輸組包括固定板、軸承、信號傳輸電路板、光電編碼器、信號傳輸組殼體、殼體蓋板；所述的連接軸貫穿信號傳輸組殼體和殼體蓋板，連接軸通過軸承分別與信號傳輸組殼體和殼體蓋板連接，信號傳輸電路板和光電編碼器設置于信號傳輸組殼體內，固定板設置于信號傳輸組殼體上，并固定該信號傳輸組殼體；所述的力-慣性測量組包括彈性體、慣性傳感器、結構殼體、車輪內的改制輪輞、焊接法蘭、內法蘭、慣性傳感器和采集電路板，所述的慣性傳感器和采集電路板設置于結構殼體內，所述的彈性體還設置有剛性外環、剛性內環和六維車輪力傳感器，所述的剛性內環由內法蘭固定至至車輪的驅動半橋，所述的剛性外環通過焊接法蘭固定至改制輪輞，所述六維車輪力傳感器通過探測彈性體的形變測量得到六維車輪力；所述的六維車輪力傳感器和慣性傳感器的信號傳送至采集電路板，所述的采集電路板將信號傳送至信號傳輸電路板，所述的光電編碼器的信號傳輸至信號傳輸電路板。?