[发明专利]一种消除摆臂球头受力测量误差的方法

权利要求书

1.一种消除摆臂球头受力测量误差的方法，其特征是：包括以下步骤：

第一步，粘贴应变片；将第一应变片(1)、第二应变片(2)、第三应变片(3)和第四应变片(4)分别等距离粘贴在摆臂球头(5)的最大直径处，第一应变片(1)粘贴在摆臂球头的左侧，第二应变片(2)粘贴在摆臂球头的前侧，第三应变片(3)粘贴在摆臂球头的右侧，第四应变片(4)粘贴在摆臂球头的后侧，所有应变片的电阻丝均与球头销的轴向平行；第二应变片(2)与第四应变片(4)串联组成临边半桥，当摆臂球头承受车辆前后方向力作用时，一个应变片承受拉伸作用，其阻值增大，另一个应变片承受压缩作用，其阻值减小；两个应变片的阻值变化之差与桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力均承线性关系，因此桥路的输出电压和摆臂球头承受的X方向力也承线性关系，即可通过测量桥路的输出电压来测量摆臂球头X方向受力；按照同样的原理，第一应变片(1)与第三应变片(3)也串联组成临边半桥，即能够测量摆臂球头Y方向受力；

第二步，标定；使用摆臂球头底座夹具(7)将摆臂球头底座(6)固定，摆臂球头底座夹具(7)的形状按照摆臂球头底座形状结构来确定，下端固定在铁地板上；摆臂球头夹具(8)的作用是连接摆臂球头和液压作动器，其锥孔的大小形状按照摆臂球头形状参数进行设计；液压作动器(9)能够通过摆臂球头夹具(8)向摆臂球头(5)施加力，从而进行标定；将液压作动器偏离X方向依次从0度，以15度为增量，直到360度进行加载并记录加载力，用数据采集设备同时记录X方向和Y方向的应变；

第三步，静态测量摆臂球头粘贴的应变片方向与整车坐标系方向偏离角度；将标定后的摆臂球头安装到待测车辆上，连接好数据采集设备并调试完成后，在轮胎中心处施加一水平向后的X向力，测得两个方向应变值后，通过第二步中的拟合方程θ＝f(ε_y/x)进行计算，得出初始偏离角度θ₀，此值即为球头摆臂X向与整车坐标系X向之间的偏离角度值；

第四步，动态数据采集；在试验场及公共道路上连接数据采集设备并调试完成后，对摆臂球头两个方向应变值进行采集，得到X向应变值ε_x和Y向应变值ε_y；利用X向力、Y向力以及偏离角度进行三角函数运算，即可得出与整车坐标系方向一致的纵向和侧向受力值；

第五步，消除测量误差；第四步测得的两个方向应变值，利用第二步得到的X向和Y向应变值和力的拟合方程得到f_x和f_y，以及任一时刻合力与摆臂球头X向偏离角度θ；利用f_x和f_y求出合力

求出的θ仅为合力与摆臂球头X向偏离角度，而摆臂球头X向与整车坐标系X向初始偏离角度为θ₀，θ+θ₀即为合力与整车坐标系X向之间的偏离角；

得到合力F_合和合力与整车坐标系X向初始偏离角度θ+θ₀，通过三角函数分解，便可得出整车坐标系X向力F_X＝F_合×cos(θ+θ₀)及整车坐标系Y向力：F_y＝F_合×sin(θ+θ₀)。