[發明專利]一種車輛輪胎動態應力分布測量系統及方法

有效

• 申請號: 201711025614.5
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107843365B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 趙栓峰;劉敏;郭衛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01L1/20
• 分類號: G01L1/20
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種利用車輛輪胎動態應力分布測量系統對待測量輪胎進行動態應力分布測量的方法，其特征在于：所采用的車輛輪胎動態應力分布測量系統包括多個分別對待測車輛的待測量輪胎(4)進行應力分布測量的應力分布測量裝置(11)和與多個所述應力分布測量裝置(11)均連接的上位監控裝置(6)，所述應力分布測量裝置(11)的數量與待測車輛中待測量輪胎(4)的數量相同；每個所述待測量輪胎(4)均由一個所述應力分布測量裝置(11)進行應力分布測量；所述上位監控裝置(6)布設于待測車輛的駕駛室內；

所述應力分布測量裝置(11)包括應力測量裝置(3)、2N個測量電極(2)和沿圓周方向布設在待測量輪胎(4)上的導電環(1)，所述待測量輪胎(4)安裝于輪轂(5)上，2N個所述測量電極(2)沿圓周方向均勻布設在輪轂(5)的外圓周上，所述導電環(1)布設于待測量輪胎(4)與輪轂(5)之間的接觸位置處；其中，N為正整數且N≥6；每個所述測量電極(2)的一端均與應力測量裝置(3)連接且其另一端均與導電環(1)緊密接觸；所述應力測量裝置(3)與上位監控裝置(6)連接；

所述應力測量裝置(3)包括激勵源(3-1)、控制器(3-2)和壓差測量單元(3-3)，2N個所述測量電極(2)中任意相鄰兩個所述測量電極(2)均與激勵源(3-1)連接并組成一個激勵電路，2N個所述測量電極(2)與激勵源(3-1)組成2N個所述激勵電路，2N個所述激勵電路均由控制器(3-2)進行通斷控制，2N個所述激勵電路均與控制器(3-2)連接；

2N個所述測量電極(2)中任意相鄰兩個所述測量電極(2)均與壓差測量單元(3-3)連接并組成一個壓差測量電路，2N個所述測量電極(2)與壓差測量單元(3-3)組成2N個所述壓差測量電路，2N個所述壓差測量電路均由控制器(3-2)進行通斷控制，2N個所述壓差測量電路均與控制器(3-2)連接；所述壓差測量單元(3-3)為對與其連接的兩個所述測量電極(2)之間的電壓差值進行測量的測量單元；

所述上位監控裝置(6)包括上位監控主機(6-1)和與上位監控主機(6-1)連接的應力分布測量控制裝置，所述應力分布測量控制裝置為按鈕、按鍵或以無線通信方式與上位監控主機(6-1)進行通信的無線通信終端(6-2)；所述控制器(3-2)與上位監控主機(6-1)連接；

利用所述車輛輪胎動態應力分布測量系統對待測量輪胎進行動態應力分布測量時，包括以下步驟：

步驟一、應力分布測量指令發送：駕駛員操作所述應力分布測量控制裝置并通過上位監控主機(6-1)向多個所述應力分布測量裝置(11)的控制器(3-2)均發送應力分布測量指令；

步驟二、應力分布測量：采用多個所述應力分布測量裝置(11)分別對此時待測車輛的各待測量輪胎(4)分別進行應力分布測量，并獲得此時各待測量輪胎(4)的應力分布測量結果；

每個所述待測量輪胎(4)的應力分布測量方法均相同；對待測車輛的任一個所述待測量輪胎(4)進行應力分布測量時，包括以下步驟：

步驟201、數據采集：通過控制器(3-2)對2N個所述激勵電路分別進行通斷控制，由先至后完成2N種不同激勵狀態下的數據采集過程；每種激勵狀態下2N個所述激勵電路中均有一個所述激勵電路處于接通狀態且其余2N-1個所述激勵電路均處于斷開狀態；

2N種激勵狀態下的數據采集過程均相同；任一種激勵狀態下的數據采集過程如下：

步驟2011、激勵電路通斷控制：通過控制器(3-2)對2N個所述激勵電路分別進行通斷控制，使該種激勵狀態下處于接通狀態的一個所述激勵電路接通，并使該種激勵狀態下處于斷開狀態的其余2N-1個所述激勵電路均斷開；

本步驟中，處于接通狀態的所述激勵電路為當前激勵電路，所述當前激勵電路中的兩個所述測量電極(2)均為激勵電極；

2N個所述壓差測量電路中包含所述激勵電極的所述壓差測量電路為當前斷開壓差測量電路，所述當前斷開壓差測量電路的數量為3個；2N個所述測量電極(2)中除3個所述當前斷開壓差測量電路之外的2N-3個所述壓差測量電路均為當前接通壓差測量電路；

步驟2012、壓差測量電路通斷控制：通過控制器(3-2)對2N個所述壓差測量電路分別進行通斷控制，使步驟2011中3個所述當前斷開壓差測量電路均處于斷開狀態，并使2N-3個所述當前接通壓差測量電路均處于接通狀態；

步驟2013、壓差測量：采用壓差測量單元(3-3)對步驟2012中2N-3個所述當前接通壓差測量電路的兩個所述測量電極(2)之間的電壓差值分別進行測量，獲得2N-3個電壓差值測量結果，并將所獲得的2N-3個電壓差值測量結果同步傳送至控制器(3-2)；所獲得的2N-3個電壓差值測量結果為該種激勵狀態下的數據采集結果；

步驟2014、多次重復步驟2011至步驟2014，完成2N種不同激勵狀態下的數據采集過程，并獲得2N種激勵狀態下的數據采集結果；2N種激勵狀態下的數據采集結果包括2N×(2N-3)個電壓差值測量結果；

步驟202、基于電阻層析成像的數據處理：采用控制器(3-2)且調用電阻層析成像模塊，對步驟一中獲得的2N×(2N-3)個電壓差值測量結果進行處理，獲得此時待測量輪胎(4)的電阻層析成像結果，所獲得的電阻層析成像結果為此時待測量輪胎(4)的應力分布測量結果；

步驟三、應力分布測量結果同步上傳：多個所述應力分布測量裝置(11)的控制器(3-2)均將步驟二中所獲得的待測量輪胎(4)的應力分布測量結果，同步傳送至上位監控主機(6-1)進行同步存儲和顯示。