[發(fā)明專利]輪胎接地面的壓力分布檢測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611019027.0
• 申請(qǐng)日: 2016-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN106706096B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李銀軍;姚飛;鄧永強(qiáng);楊洪建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京萬集科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01G19/03
• 分類號(hào): G01G19/03;G01D21/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種輪胎接地面的壓力分布檢測方法，其特征在于，包括：

獲取感應(yīng)裝置的應(yīng)變區(qū)的系數(shù)矩陣，所述系數(shù)矩陣是指將所述感應(yīng)裝置的應(yīng)變區(qū)劃分為多個(gè)單元后，每個(gè)單元上作用的力與應(yīng)變片示數(shù)間的比例系數(shù)組成的矩陣；

在車輪碾壓應(yīng)變區(qū)的過程中，采集所述感應(yīng)裝置中的應(yīng)變傳感器的示數(shù)，并按照所述應(yīng)變傳感器的排列及采集的時(shí)間順序?qū)⒉杉氖緮?shù)存儲(chǔ)到第一示數(shù)矩陣中，同時(shí)獲取車輪通過應(yīng)變區(qū)時(shí)的速度；

根據(jù)所述系數(shù)矩陣、所述應(yīng)變傳感器的示數(shù)、所述車輪通過應(yīng)變區(qū)時(shí)的速度，將第一示數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為第二示數(shù)矩陣；

構(gòu)建所述系數(shù)矩陣、所述第二示數(shù)矩陣和壓力矩陣的線性方程組，并求解出壓力矩陣中的每個(gè)分壓力，進(jìn)而獲得輪胎接地面的壓力分布，所述壓力矩陣是按照所述應(yīng)變區(qū)劃分單元的幾何尺寸劃分輪胎接地面的壓力，其所有分壓力組成的矩陣；

其中，所述感應(yīng)裝置包括：設(shè)置在道路上的多個(gè)應(yīng)變區(qū)；每個(gè)應(yīng)變區(qū)的上表面與道路路面平行，每個(gè)應(yīng)變區(qū)均設(shè)置有預(yù)設(shè)排數(shù)的應(yīng)變傳感器，所述應(yīng)變傳感器用于獲取車輛的各個(gè)輪胎碾壓應(yīng)變區(qū)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)變區(qū)為矩形應(yīng)變區(qū)，所述多個(gè)單元為m×n個(gè)矩形單元，m和n均為正整數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取感應(yīng)裝置的應(yīng)變區(qū)的系數(shù)矩陣，包括：

采用標(biāo)定方法獲取感應(yīng)裝置的矩形應(yīng)變區(qū)的系數(shù)矩陣，包括：

將所述感應(yīng)裝置的矩形應(yīng)變區(qū)劃分為m×n個(gè)矩形單元后，在每個(gè)矩形單元分別作用預(yù)設(shè)大小的力f，針對(duì)任一矩形單元，在作用力f時(shí)獲取所有應(yīng)變傳感器的示數(shù)，第x個(gè)應(yīng)變傳感器在第i行第j排個(gè)矩形單元作用力f時(shí)對(duì)應(yīng)的系數(shù)a_x,i,j為：

a_x,i,j＝S_x,i,j/f，

其中，x的取值從1取到Ny，Ny為每個(gè)矩形應(yīng)變區(qū)的應(yīng)變傳感器的數(shù)量，i的取值從1取到m，j的取值從1取到n，m為矩形應(yīng)變區(qū)劃分的矩形單元的行數(shù)，n為矩形應(yīng)變區(qū)劃分的矩形單元的列數(shù)，S_x,i,j為在第i行第j排個(gè)矩形單元作用力f時(shí)第x個(gè)應(yīng)變傳感器的示數(shù)；

所述第x個(gè)應(yīng)變傳感器對(duì)應(yīng)的系數(shù)矩陣A_x為：

或者，

采用理論分析，通過矩形應(yīng)變區(qū)使用的材料的彈性參數(shù)以及矩形應(yīng)變區(qū)的三維幾何結(jié)構(gòu)，計(jì)算出感應(yīng)裝置的矩形應(yīng)變區(qū)的系數(shù)矩陣中的每一個(gè)系數(shù)；

或者，

采用數(shù)值仿真，通過有限元分析軟件進(jìn)行數(shù)值分析，計(jì)算出感應(yīng)裝置的矩形應(yīng)變區(qū)的系數(shù)矩陣中的每一個(gè)系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在車輪碾壓矩形應(yīng)變區(qū)的過程中，以采樣頻率Fz采集所述感應(yīng)裝置中的應(yīng)變傳感器的示數(shù)，并按照所述應(yīng)變傳感器的排列和采集的時(shí)間順序?qū)⒉杉氖緮?shù)存儲(chǔ)到第一示數(shù)矩陣中：第x個(gè)應(yīng)變傳感器的第t個(gè)示數(shù)為s′_t,x，將s′_t,x存放在第一示數(shù)矩陣S′的第t行第x列，則所述第一示數(shù)矩陣S′為：

其中，t＝1,2,…,Nc，Nc為Ny個(gè)應(yīng)變傳感器在車輪碾壓矩形應(yīng)變區(qū)的過程中從示數(shù)不為零到示數(shù)全為零的過程中的采樣點(diǎn)數(shù)，Ny為每個(gè)矩形應(yīng)變區(qū)的應(yīng)變傳感器的數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述獲取車輪通過應(yīng)變區(qū)時(shí)的速度，包括：

在車輪碾壓矩形應(yīng)變區(qū)的過程中，通過第一公式獲取車輪通過矩形應(yīng)變區(qū)時(shí)的速度v；

所述第一公式為：

v＝L/(t2-t1)

其中，L為所述感應(yīng)裝置中相鄰兩排矩形應(yīng)變區(qū)的間隔，車輪按照行駛方向依次碾壓第1排矩形應(yīng)變區(qū)和第2排矩形應(yīng)變區(qū)，t1為車輪碾壓第1排矩形應(yīng)變區(qū)時(shí)第1排矩形應(yīng)變區(qū)中的應(yīng)變傳感器有示數(shù)變化的時(shí)刻，t2為車輪碾壓第2排矩形應(yīng)變區(qū)時(shí)第2排矩形應(yīng)變區(qū)中的應(yīng)變傳感器有示數(shù)變化的時(shí)刻。