一种车辆轮胎动态应力分布测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车辆轮胎动态应力分布测量系统及方法，该系统包括多个应力分布测量装置和上位监控装置，应力分布测量装置包括应力测量装置、2N个测量电极和沿圆周方向布设在待测量轮胎上的导电环，导电环布设于待测量轮胎与轮毂之间的接触位置处；该方法包括步骤：一、应力分布测量指令发送；二、应力分布测量；三、应力分布测量结果同步上传。本发明专利技术通过在各待测量轮胎上布设应力分布测量装置实现对待测车辆各轮胎的应力分布进行实时、准确测量，在待测量轮胎上沿圆周方向布设导电层，并采用沿圆周方向均匀布设在轮毂上并与导电层接触的2N个测量电极进行应力分布测量，能实时、准确测量轮胎真实应力分布状态。

A dynamic stress distribution measurement system and method for vehicle tires

The invention discloses a system and method for measuring the stress distribution of a vehicle tire dynamics, the system includes a plurality of stress distribution measuring device and monitor device, stress distribution measuring device comprises a stress measuring device, a measurement of 2N electrode and the conductive ring along the circumferential direction to be measured in the layout of the tyre on the conductive ring to be arranged in a contact position between the measured tire and wheel hub; the method comprises the following steps: first, the stress distribution of the measurement instruction sent; two, the stress distribution measurement; three, the stress distribution of measurement results of sync. The present invention through the measured tire arranged on the stress distribution of measuring device to test the vehicle wheels should be real-time, accurate measurement of stress distribution in measured tire along the circumferential direction of the conductive layer 2N layout, a measuring electrode and the uniformly distributed along the circumferential direction on the hub and the conductive layer in contact the stress distribution measurement, real-time, accurate measurement of tire real stress distribution.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆轮胎动态应力分布测量系统及方法
本专利技术属于车辆安全监测
，尤其是涉及一种车辆轮胎动态应力分布测量系统及方法。
技术介绍
汽车已经成为人们出行必不可少的交通工具之一，车辆的安全性和可靠性直接决定人们的生命安全。汽车轮胎作为汽车的主要承载部件，其安全性更不容忽视。目前，市面上所采用的汽车轮胎监测装置，一般只能对车辆行驶过程中轮胎的胎压进行监测，而对轮胎内部的早期缺陷无法进行实施预警，也无法反映车辆行驶过程中轮胎的受力情况，更不能给出轮胎的应力分布，所监测参数单一，使用效果差，因而车辆驾驶过程中存在诸多安全隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，通过在各待测量轮胎上布设应力分布测量装置实现对待测车辆各轮胎的应力分布进行实时、准确测量，在待测量轮胎上沿圆周方向布设导电层，并采用沿圆周方向均匀布设在轮毂上并与导电层接触的2N个测量电极进行应力分布测量，能实时、准确测量轮胎真实应力分布状态。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：包括多个分别对待测车辆的待测量轮胎进行应力分布测量的应力分布测量装置和与多个所述应力分布测量装置均连接的上位监控装置，所述应力分布测量装置的数量与待测车辆中待测量轮胎的数量相同；每个所述待测量轮胎均由一个所述应力分布测量装置进行应力分布测量；所述上位监控装置布设于待测车辆的驾驶室内；所述应力分布测量装置包括应力测量装置、2N个测量电极和沿圆周方向布设在待测量轮胎上的导电环，所述待测量轮胎安装于轮毂上，2N个所述测量电极沿圆周方向均匀布设在轮毂的外圆周上，所述导电环布设于待测量轮胎与轮毂之间的接触位置处；其中，N为正整数且N≥6；每个所述测量电极的一端均与应力测量装置连接且其另一端均与导电环紧密接触；所述应力测量装置与上位监控装置连接。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：所述轮毂上设置有绝缘层，所述绝缘层位于待测量轮胎与轮毂之间的接触位置处。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：2N个所述测量电极分两组进行布设，两组所述测量电极分别布设在轮毂的内外两侧，每组所述测量电极均包括N个沿圆周方向均匀布设在轮毂上的测量电极，每组所述测量电极中的N个所述测量电极均位于竖直一平面上；两组所述测量电极中的测量电极呈交错布设。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：所述导电环为一层包覆在待测量轮胎外侧的包覆式导电层或布设于待测量轮胎与轮毂之间接触位置处的外侧导电层，所述外侧导电层的数量为两个，两个所述外侧导电层分别布设于待测量轮胎的内部两侧。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：所述包覆式导电层和所述外侧导电层为待测量轮胎连接为一体的导电橡胶层。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：2N个所述测量电极的结构和尺寸均相同；所述测量电极为柱状电极，所述测量电极与轮毂之间以螺纹方式连接，所述轮毂上开有2N个供测量电极安装的螺纹孔；2N个所述测量电极均呈水平布设，每个所述测量电极均沿轮毂的轴向布设。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：每个所述测量电极的外端均装有与导电环紧密接触的导电套，每个所述测量电极的内端均通过第一导线与应力测量装置连接，所述轮毂上安装有供所述第一导线安装的导线盘；所述导线盘为绝缘圆环，所述导线盘上装有多个沿圆周方向均匀布设的导体接触头，每个所述导体接触头均通过第二导线与应力测量装置连接；所述轮毂上所安装导体接触头的数量与测量电极的数量相同且二者的布设位置一一对应，每个所述测量电极均通过一个所述导体接触头与应力测量装置连接。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：所述应力测量装置包括激励源、控制器和压差测量单元，2N个所述测量电极中任意相邻两个所述测量电极均与激励源连接并组成一个激励电路，2N个所述测量电极与激励源组成2N个所述激励电路，2N个所述激励电路均由控制器进行通断控制，2N个所述激励电路均与控制器连接；2N个所述测量电极中任意相邻两个所述测量电极均与压差测量单元连接并组成一个压差测量电路，2N个所述测量电极与压差测量单元组成2N个所述压差测量电路，2N个所述压差测量电路均由控制器进行通断控制，2N个所述压差测量电路均与控制器连接；所述压差测量单元为对与其连接的两个所述测量电极之间的电压差值进行测量的测量单元；所述上位监控装置包括上位监控主机和与上位监控主机连接的应力分布测量控制装置，所述应力分布测量控制装置为按钮、按键或以无线通信方式与上位监控主机进行通信的无线通信终端；所述控制器与上位监控主机连接。上述一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在是：所述应力测量装置还包括与压差测量单元连接的信号放大电路；所述控制器通过第一多路转换开关对2N个所述激励电路进行通断控制，2N个所述激励电路均与第一多路转换开关连接；所述控制器通过第二多路转换开关对2N个所述压差测量电路进行通断控制，2N个所述压差测量电路均与第二多路转换开关连接；所述第一多路转换开关和第二多路转换开关均由控制器进行控制且二者均与控制器连接。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的车辆轮胎动态应力分布测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、应力分布测量指令发送：驾驶员操作所述应力分布测量控制装置并通过上位监控主机向多个所述应力分布测量装置的控制器均发送应力分布测量指令；步骤二、应力分布测量：采用多个所述应力分布测量装置分别对此时待测车辆的各待测量轮胎分别进行应力分布测量，并获得此时各待测量轮胎的应力分布测量结果；每个所述待测量轮胎的应力分布测量方法均相同；对待测车辆的任一个所述待测量轮胎进行应力分布测量时，包括以下步骤：步骤201、数据采集：通过控制器对第一多路转换开关进行控制，由先至后完成2N种不同激励状态下的数据采集过程；每种激励状态下2N个所述激励电路中均有一个所述激励电路处于接通状态且其余2N-1个所述激励电路均处于断开状态；2N种激励状态下的数据采集过程均相同；任一种激励状态下的数据采集过程如下：步骤2011、激励电路通断控制：通过控制器对第一多路转换开关，使该种激励状态下处于接通状态的一个所述激励电路接通，并使该种激励状态下处于断开状态的其余2N-1个所述激励电路均断开；本步骤中，处于接通状态的所述激励电路为当前激励电路，所述当前激励电路中的两个所述测量电极均为激励电极；2N个所述压差测量电路中包含所述激励电极的所述压差测量电路为当前断开压差测量电路，所述当前断开压差测量电路的数量为3个；2N个所述测量电极中除3个所述当前断开压差测量电路之外的2N-3个所述压差测量电路均为当前接通压差测量电路；步骤2012、压差测量电路通断控制：通过控制器对第二多路转换开关进行控制，使步骤2011中3个所述当前断开压差测量电路均处于断开状态，并使2N-3个所述当前接通压差测量电路均处于接通状态；步骤2013、压差测量：采用压差测量单元对步骤2012中2N-3个所述当前接通压差测量电路的两个所述测量电极之间的电压差值分别进行测量，获得2N-3个电压差值测量结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：包括多个分别对待测车辆的待测量轮胎(4)进行应力分布测量的应力分布测量装置(11)和与多个所述应力分布测量装置(11)均连接的上位监控装置(6)，所述应力分布测量装置(11)的数量与待测车辆中待测量轮胎(4)的数量相同；每个所述待测量轮胎(4)均由一个所述应力分布测量装置(11)进行应力分布测量；所述上位监控装置(6)布设于待测车辆的驾驶室内；所述应力分布测量装置(11)包括应力测量装置(3)、2N个测量电极(2)和沿圆周方向布设在待测量轮胎(4)上的导电环(1)，所述待测量轮胎(4)安装于轮毂(5)上，2N个所述测量电极(2)沿圆周方向均匀布设在轮毂(5)的外圆周上，所述导电环(1)布设于待测量轮胎(4)与轮毂(5)之间的接触位置处；其中，N为正整数且N≥6；每个所述测量电极(2)的一端均与应力测量装置(3)连接且其另一端均与导电环(1)紧密接触；所述应力测量装置(3)与上位监控装置(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：包括多个分别对待测车辆的待测量轮胎(4)进行应力分布测量的应力分布测量装置(11)和与多个所述应力分布测量装置(11)均连接的上位监控装置(6)，所述应力分布测量装置(11)的数量与待测车辆中待测量轮胎(4)的数量相同；每个所述待测量轮胎(4)均由一个所述应力分布测量装置(11)进行应力分布测量；所述上位监控装置(6)布设于待测车辆的驾驶室内；所述应力分布测量装置(11)包括应力测量装置(3)、2N个测量电极(2)和沿圆周方向布设在待测量轮胎(4)上的导电环(1)，所述待测量轮胎(4)安装于轮毂(5)上，2N个所述测量电极(2)沿圆周方向均匀布设在轮毂(5)的外圆周上，所述导电环(1)布设于待测量轮胎(4)与轮毂(5)之间的接触位置处；其中，N为正整数且N≥6；每个所述测量电极(2)的一端均与应力测量装置(3)连接且其另一端均与导电环(1)紧密接触；所述应力测量装置(3)与上位监控装置(6)连接。2.按照权利要求1所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：所述轮毂(5)上设置有绝缘层，所述绝缘层位于待测量轮胎(4)与轮毂(5)之间的接触位置处。3.按照权利要求1或2所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：2N个所述测量电极(2)分两组进行布设，两组所述测量电极(2)分别布设在轮毂(5)的内外两侧，每组所述测量电极(2)均包括N个沿圆周方向均匀布设在轮毂(5)上的测量电极(2)，每组所述测量电极(2)中的N个所述测量电极(2)均位于竖直一平面上；两组所述测量电极(2)中的测量电极(2)呈交错布设。4.按照权利要求3所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：所述导电环(1)为一层包覆在待测量轮胎(4)外侧的包覆式导电层或布设于待测量轮胎(4)与轮毂(5)之间接触位置处的外侧导电层，所述外侧导电层的数量为两个，两个所述外侧导电层分别布设于待测量轮胎(4)的内部两侧。5.按照权利要求4所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：所述包覆式导电层和所述外侧导电层为待测量轮胎(4)连接为一体的导电橡胶层。6.按照权利要求1或2所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：2N个所述测量电极(2)的结构和尺寸均相同；所述测量电极(2)为柱状电极，所述测量电极(2)与轮毂(5)之间以螺纹方式连接，所述轮毂(5)上开有2N个供测量电极(2)安装的螺纹孔；2N个所述测量电极(2)均呈水平布设，每个所述测量电极(2)均沿轮毂(5)的轴向布设。7.按照权利要求1或2所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：每个所述测量电极(2)的外端均装有与导电环(1)紧密接触的导电套，每个所述测量电极(2)的内端均通过第一导线与应力测量装置(3)连接，所述轮毂(5)上安装有供所述第一导线安装的导线盘；所述导线盘为绝缘圆环，所述导线盘上装有多个沿圆周方向均匀布设的导体接触头，每个所述导体接触头均通过第二导线与应力测量装置(3)连接；所述轮毂(5)上所安装导体接触头的数量与测量电极(2)的数量相同且二者的布设位置一一对应，每个所述测量电极(2)均通过一个所述导体接触头与应力测量装置(3)连接。8.按照权利要求1或2所述的一种车辆轮胎动态应力分布测量系统，其特征在于：所述应力测量装置(3)包括激励源(3-1)、控制器(3-2)和压差测量单元(3-3)，2N个所述测量电极(2)中任意相邻两个所述测量电极(2)均与激励源(3-1)连接并组成一个激励电路，2N个所述测量电极(2)与激励源(3-1)组成2N个所述激励电路，2N个所述激励电路均由控制器(3-2)进行通断控制，2N个所述激励电路均与控制器(3-2)连接；2N个所述测量电极(2)中任意相邻两个所述测量电极(2)均与压差测量单元(3-3)连接并组成一个压差测量电路，2N个所述测量电极(2)与压差测量单元(3-3)组成2N个所述压差测量电路，2N个所述压差测量电路均由控制器(3-2)进行通断控制，2N个所述压差测量电路均与控制器(3-2)连接；所述压差测量单元(3-3)为对与其连接的两个所述测量电极(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵栓峰，刘敏，郭卫，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61