[发明专利]一种轮胎均匀性检测装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车设备检测技术领域，具体涉及一种轮胎均匀性检测装置。

背景技术

轮胎均匀性是指轮胎在受径向负荷并高速旋转的情况下轮胎圆周力波动特征既不均匀性。根据力学原理及机械运动原理，汽车轮胎在高速行驶旋转情况下会由于内部材料的组织不均匀、尺寸外形的不均匀以及在装配尺寸上的误差等导致轮胎产生交变波动的径向力和侧向力，从而引起汽车上下的振动、左右跑偏、噪声等，影响汽车的操纵性、舒适度或平稳度。严重的会损坏汽车零部件，甚至会引发交通事故。

通过测量轮胎均匀性检测装置得到的径向力和侧向力，通过这两个参数分析径向力波动、侧向力波动、锥度、跑偏、径向偏差(顶部、中央、底部)、侧向偏差(顶部、底部)等参数，科学地定标轮胎的不均匀性，并指导对轮胎的不均匀性校正，使轮胎的不均匀性达到最小值，从而达到改善、提高轮胎质量的目的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种轮胎均匀性检测装置，将二维力传感器设置在负荷轮的上下端点处，测量轮胎给负荷轮的侧向力和径向力，通过分析径向力和侧向力的锥度效应、角度效应、径向力波动、侧向力波动等参数来分析轮胎的均匀性。

本发明的技术方案是：一种轮胎均匀性检测装置，包括负荷轮、传感器和传感系统信号处理器，负荷轮作为轮胎的从动轮曲面靠近轮胎，传感器作为负荷轮的两端支撑点设在负荷轮的上下两端，传感器采集负荷轮与测试轮胎之间的径向力和侧向力并发送给传感系统信号处理器，所述传感器包括X方向电容单元组和Y方向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模块是由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a₀长度b₀的条状电容单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka₀长度b₀的条状电容单元组成的第二条状电容单元组。

本发明检测装置还包括主轴和上、下轮辋，上、下轮辋与主轴的轴线重合，下轮辋与主轴一体，上轮辋为上下可自由运动，负荷轮轴线与主轴的轴线平行，轮胎夹持在上、下轮辋之间。所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ。所述平行板面积S＝M(a₀+2a_δ+ka₀)b₀/2，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组的条状电容单元引线通过并联或者独立连接到传感系统信号处理器。所述条状电容单元的宽度其中，d₀为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组与传感系统信号处理器之间分别设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。

本发明有如下积极效果：本发明的轮胎均匀性检测装置测量主动轮轮胎和从动轮负荷轮之间的径向力和侧向力，通过这两个参数分析径向力波动、侧向力波动、锥度、跑偏、径向偏差(顶部、中央、底部)、侧向偏差(顶部、底部)等参数，科学地定标轮胎的不均匀性，并指导对轮胎的不均匀性校正，使轮胎的不均匀性达到最小值，从而达到改善、提高轮胎质量的目的。另外，本发明的传感器灵敏度高，并且通过驱动电极两端预留差位解决力间耦合，具有较好的动态性能。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式的条状电容单元及其坐标系。

图2是本发明的具体实施方式的条状电容单元示意图。

图3是本发明的具体实施方式的条状电容单元右向偏移示意图。