[發明專利]一種汽車輪胎與負荷輪間作用力檢測裝置

在審

• 申請號: 201510455736.2
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN104964832A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 王軍;李小牛;端黎明
• 申請（專利權）人: 蕪湖科創生產力促進中心有限責任公司
• 主分類號: G01M17/02
• 分類號: G01M17/02;G01L5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于汽車設備檢測技術領域，具體涉及一種汽車輪胎與負荷輪間作用力檢測裝置。

背景技術

輪胎均勻性是指輪胎在受徑向負荷并高速旋轉的情況下輪胎圓周力波動特征即不均勻性，根據力學原理及機械運動原理，汽車輪胎在高速行駛旋轉情況下會由于內部材料的組織不均勻、尺寸外形的不均勻以及在裝配尺寸上的誤差等導致輪胎產生交變波動的徑向力和側向力，從而引起汽車上下的振動、左右跑偏、噪聲等，影響汽車的操縱性、舒適度或平穩度，嚴重的會損壞汽車零部件，甚至會引發交通事故。

通過測量輪胎均勻性檢測裝置得到的徑向力和側向力，通過這兩個參數分析徑向力波動、側向力波動、錐度、跑偏、徑向偏差(頂部、中央、底部)、側向偏差(頂部、底部)等參數，科學地定標輪胎的不均勻性，并指導對輪胎的不均勻性校正，使輪胎的不均勻性達到最小值，從而達到改善、提高輪胎質量的目的。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種汽車輪胎與負荷輪間作用力檢測裝置，將二維力傳感器設置在負荷輪的上下端點處，測量輪胎給負荷輪的側向力和徑向力，通過分析徑向力和側向力的錐度效應、角度效應、徑向力波動、側向力波動等參數來分析輪胎的均勻性。

本發明的技術方案是：一種汽車輪胎與負荷輪間作用力檢測裝置，包括負荷輪、傳感器和傳感系統信號處理器，負荷輪作為輪胎的從動輪曲面靠近輪胎，傳感器作為負荷輪的兩端支撐點設在負荷輪的上下兩端，傳感器采集負荷輪與測試輪胎之間的徑向力和側向力并發送給傳感系統信號處理器，所述傳感器包括X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合均包括兩個以上相互形成差動的電容單元模塊，所述電容單元模塊采用由兩個以上的條狀電容單元組成的梳齒結構，每個條狀電容單元包括上極板的驅動電極和下極板的感應電極，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合的電容值求和計算傳感器的法向力且消除切向力影響。

本發明檢測裝置還包括主軸和上、下輪輞，上、下輪輞與主軸的軸線重合,下輪輞與主軸一體，上輪輞為上下可自由運動，負荷輪軸線與主軸的軸線平行，輪胎夾持在上、下輪輞之間。每個條狀電容單元的驅動電極和感應電極寬度相同，驅動電極的長度大于感應電極長度，驅動電極長度兩端分別預留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驅＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驅為條狀電容單元的驅動電極長度，b_0感為條狀電容單元的感應電極長度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀為彈性介質厚度，G為彈性介質的抗剪模量，τ_max為最大應力值。所述兩組相互形成差動的電容單元模塊的條狀電容單元的驅動電極和感應電極沿寬度方向設有初始錯位偏移，錯位偏移大小相同、方向相反。所述梳齒狀結構包括20個以上條狀電容單元、與條狀電容單元一一對應連接的引線，相鄰兩條狀電容單元之間設有電極間距a_δ。所述平行板面積S＝M(a₀+a_δ)b₀，其中，M為條狀電容單元數量，b₀為條狀電容單元的長度，a₀條狀電容單元的寬度。所述電容單元模塊的每個條狀電容單元的引線通過并聯或者獨立連接到傳感系統信號處理器。所述條狀電容單元的寬度其中，d₀為彈性介質厚度，E為彈性介質的楊氏模量，G為彈性介質的抗剪模量。所述傳感系統信號處理器和電容單元模塊之間設有中間變換器，中間變換器用于設置電壓對電容或頻率對電容的傳輸系數。

本發明有如下積極效果：本發明的輪胎均勻性檢測裝置測量主動輪輪胎和從動輪負荷輪之間的徑向力和側向力，通過這兩個參數分析徑向力波動、側向力波動、錐度、跑偏、徑向偏差(頂部、中央、底部)、側向偏差(頂部、底部)等參數，科學地定標輪胎的不均勻性，并指導對輪胎的不均勻性校正，使輪胎的不均勻性達到最小值，從而達到改善、提高輪胎質量的目的。另外，本發明在電容測量三維力的基礎上，有效使用平板面積，并且通過差動等方法有效解決三維力間耦合，使法向與切向轉換都達到較高的線性、精度與靈敏度。

附圖說明

圖1是本發明的具體實施方式的條狀電容單元及其坐標系。

圖2是本發明的具體實施方式的條狀電容單元示意圖。