气体撑杆力主动监测系统技术方案

气体撑杆监测系统包括气体撑杆。监测系统还包括连接到气体撑杆的基座端部的转向节组件。转向节组件包括至少一个应变仪和可变形转向节。该系统还包括与至少一个应变仪连通的控制器，该控制器被配置为通过应变仪测量可变形转向节的变形。该系统基于测量的变形评估气体撑杆的操作性能。然后该系统基于气体撑杆的操作性能将信号输出到指示维护建议的输出装置。

Active Monitoring System of Gas Brace Force

Gas brace monitoring system includes gas brace. The monitoring system also includes steering knuckle assemblies connected to the end of the base of the gas brace. The steering knuckle assembly includes at least one strain gauge and a deformable steering knuckle. The system also includes a controller connected to at least one strain gauge, which is configured to measure the deformation of a deformable steering knuckle through a strain gauge. The system evaluates the operation performance of gas brace based on measured deformation. Then the system outputs the signal to the output device indicating the maintenance suggestion based on the operation performance of the gas brace.

【技术实现步骤摘要】
气体撑杆力主动监测系统引言本公开涉及气体撑杆，并且更具体地涉及气体撑杆力监测系统。已知气体撑杆包括活塞组件，该活塞组件在由壳体限定的压力室内往复运动。通常，压力室包含惰性气体(比如氮气)，该惰性气体被机械压缩以向腔室中的活塞施加力。活塞组件包括在壳体内滑动的扩大的头部，以及从头部延伸出来并穿过壳体一端的杆。在操作中，当杆在壳体内缩回时，压力室的总体积减小，从而增加了腔室内的气体压力。活塞头可以包括阀或开口，该阀或开口通过活塞头轴向连通以控制和建立活塞头两侧的压力平衡，而不管在撑杆循环期间头部的轴向位置。因为活塞头的前侧上的表面积大于另一侧的表面积(即，杆附接的侧面)，所以轴向力可能不相等。因此，随着撑杆缩回，当压力室内的压力增加时，抵抗收缩的力增加趋于使撑杆朝向完全伸展的位置偏置。无论气体撑杆位置如何，气体撑杆内的正气体压力将轴向力传递到连接转向节，该连接转向节将撑杆附接至可移动门、固定装置、升降门等。当密封件磨损时，或通过其他可能随着时间的推移磨损或需要维护的部件，压力室中的气体压力可能随着密封件磨损的增加而降低。例如，在一些应用中，气体压力降低20％可能是显著的，并且如果已知降低的压力状况，则降低的压力可导致撑杆维护或更换。遗憾的是，确定降低的气体压力的已知方法是受限的和/或不切实际的。因此，需要一种用于气体撑杆的主动撑杆磨损监测系统。
技术实现思路
在一个示例性实施例中，气体撑杆监测系统包括气体撑杆。该监测系统还包括连接到气体撑杆的基座端部的转向节组件。转向节组件包括至少一个应变仪和可变形转向节。该系统还包括与至少一个应变仪连通的控制器，该控制器被配置为通过应变仪测量可变形转向节的变形。系统基于测量的变形评估气体撑杆的操作性能。然后，系统将信号输出到输出设备，该输出设备基于气体撑杆的操作性能指示维护建议。在另一示例性实施例中，一种用于主动监测气体撑杆的性能的方法包括通过处理器测量可变形转向节的变形，该变形转向节通过附接至可变形转向节的应变仪与气体撑杆连通。根据该方法，处理器基于所测量的可变形转向节的变形来评估气体撑杆的操作性能，并基于气体撑杆的操作性能向指示维护建议的输出装置输出信号。在另一个示例性实施例中，应变仪是永久地附接至转向节组件的外表面的箔式应变仪。在另一示例性实施例中，转向节组件包括可附接至气体撑杆的转向节以及连接构件，使得转向节可通过由气体撑杆施加到转向节的力而变形，并且转向节的变形与气体撑杆的操作性能有关。在又一示例性实施例中，转向节包括连接上转向节部分和下转向节部分的两个相对的凹壁，并且凹壁可通过由气体撑杆施加到转向节的力而变形。在另一个实施例中，转向节包括连接上转向节部分和下转向节部分的单个中柱，并且中柱可通过由气体撑杆施加到转向节的力而变形。在又一示例性实施例中，控制器被配置为以预定时间间隔在每个时间间隔输出激励电压，将激励电压传输到应变仪，并从应变仪接收响应电压。然后，基于多个接收到的响应电压，评估在两倍或更多倍的预定时间间隔期间可变形转向节的平均变形。根据该实施例，控制器然后使用可变形转向节的平均变形来确定气体撑杆的操作性能。从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。附图说明仅通过示例的方式，在以下具体实施方式中出现其他特征、优点和细节，具体实施方式参考附图，其中：图1是与车辆升降门一起使用的气体撑杆组件的示意图。图2是根据实施例的具有主动气体撑杆监测系统的局部气体撑杆组件的示意图；图3A是根据实施例的示例性转向节组件的示意图；图3B是根据实施例的图3a的转向节组件的另一示意图；图3C是根据实施例的图3a的转向节组件的另一示意图；图4A是根据另一实施例的另一示例性转向节组件的示意图；图4B是根据另一实施例的图4B的转向节组件的另一示意图；以及图5是根据另一个实施例的安装有图4A的转向节组件的气体撑杆组件的示意图。具体实施方式以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应该理解，在整个本附图中，相应的附图标记表明类似或相应的部分及特征。术语模块、电路和/或设备指执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路，和/或提供所述功能的其他适当的部件。根据示例性实施例，图1示出了气体撑杆组件20，其可以应用于车辆的车架26，并且更具体地，应用于车辆升降门22。在该示例中，气体撑杆组件20的气体撑杆24可以在升降门22和车架26之间延伸并且可以枢转地接合到升降门22和车架26。当气体撑杆24从缩回位置28(即，以虚线示出)枢转地移动到伸出位置30时，气体撑杆24便于提升并因此打开升降门22。在该和/或其他应用中，气体撑杆24可以是气体弹簧、气体衰减器、减震器和其他类似的实施例。参见图2，气体撑杆24可包括可以是圆柱体的壳体32。活塞组件(气体撑杆24的内部并且因此未示出)沿着壳体32内的中心线(C)往复运动。壳体32包括径向向内的圆柱形内表面(未示出)并且可以是圆柱形的，其密封抵靠往复运动活塞密封件(未示出)以允许气体执行活塞的工作。尽管本文中通常提到气体撑杆的内部工作部分，但是本领域技术人员理解气体撑杆24的一般功能和减震能力，因此，为了简洁起见，没有明确地描述。参见图1和2，活塞杆36附接至壳体32内部的往复运动活塞(未示出)，该活塞杆36配置成沿着气体撑杆24的轴向长度往复运动的延伸部分。在操作中，活塞和往复运动活塞在壳体32的内表面上滑动，并且当活塞组件(和活塞杆36)在缩回和伸出位置28、30之间往复运动时，气体可控制地从活塞头的一侧流过活塞头中的开口到另一侧(见图1)。流过活塞的压缩气体的阻力分别根据活塞杆36的运动方向在活塞杆36和壳体32上施加作用力。活塞杆36包括附接至内部活塞的第一端部(壳体32的内部，未示出)和活塞杆36的相对的第二端部38，该活塞杆36枢转地接合到升降门22。壳体32还包括附接至转向节40的壳体32的密封基座端部34。转向节40附接至可枢转地接合到车架26的撑杆端部42。在操作中，活塞杆36将工作力传送到活塞杆36的端部38，并且通过基座端部34传送到车架26。该力分别传送到转向节40和撑杆端部42。也就是说，在操作中，壳体32作用在转向节40上，转向节40然后作用在撑杆端部42上，最后作用在可枢转地附接至车架26的基座端部34上。根据实施例，主动监测系统60(下文称为“监测系统60”)可以被配置为检测和评估转向节40上的应变，以预测或警告需要维护或更换气体撑杆24的一个或多个零件。根据实施例，监测系统60包括一个或多个应变仪44(统称为“应变仪44”，如图2所示)，该一个或多个应变仪44可附接至转向节40，使得应变仪44可以在当工作力F从壳体32传送时通过转向节40和撑杆端部42测量转向节40的应变。应变仪44经由一个或多个传感器通道48与控制器46通信。控制器46可以连接到车辆电源总线50，以及将控制器46连接到车辆控制模块或输出装置53的车辆控制模块总线52。车辆控制模块或输出设备53可以是例如车辆控制模块和/或输出设备，其被配置为向车辆用户或维护人员输出消息，如本领域技术人员已知的。控制器46可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体撑杆监测系统，包括：气体撑杆；连接到所述气体撑杆的基座端部的转向节组件，其中所述转向节组件包括至少一个应变仪和可变形转向节；以及与所述至少一个应变仪通信的控制器，其被配置为：通过所述应变仪测量所述可变形转向节的变形；基于所述测量的变形评估所述气体撑杆的操作性能；以及基于所述气体撑杆的所述操作性能将输出信号输出到指示维护建议的输出装置。

【技术特征摘要】
2017.09.01 US 15/6939121.一种气体撑杆监测系统，包括：气体撑杆；连接到所述气体撑杆的基座端部的转向节组件，其中所述转向节组件包括至少一个应变仪和可变形转向节；以及与所述至少一个应变仪通信的控制器，其被配置为：通过所述应变仪测量所述可变形转向节的变形；基于所述测量的变形评估所述气体撑杆的操作性能；以及基于所述气体撑杆的所述操作性能将输出信号输出到指示维护建议的输出装置。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个应变仪是永久地附接至所述转向节组件的外表面的箔式应变仪。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述转向节组件包括可附接至所述气体撑杆的转向节以及连接构件，使得所述转向节可通过由所述气体撑杆施加到所述转向节的力而变形，并且所述转向节的变形与所述气体撑杆的所述操作性能有关。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述转向节包括连接上转向节部分和下转向节部分的两个相对的凹壁，并且所述凹壁可通过由所述气体撑杆施加到所述转向节的所述力而变形。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述转向节包括连接上转向节部分和下转向节部分的单个中柱，并且所述中柱可通过由所述气体撑杆施加到所述转向节的所述力而变形。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为以预定的时间间隔：在每个时间间隔输...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·杜瓦尔，H·H·梅塔，J·L·赫普纳，J·米勒，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US