[发明专利]轮胎-路面三向力测量装置及其测量方法

说明书

本发明涉及传感器测量领域，公开了一种轮胎‑路面三向力测量装置，包括底板、安装在底板上的接触板及安装在底板上的传感器阵列，传感器阵列包括阵列支架，阵列支架上安装有若干个光纤光栅传感器组，每个光纤光栅传感器组包括n个竖直平行排列的光纤光栅传感器，传感器阵列还包括光纤光栅解调仪，光纤光栅传感器均与光纤光栅解调仪相连，光纤光栅传感器均穿过设在接触板上的通孔伸出接触板的上表面，本发明还公开了轮胎‑路面三向力测量装置的测量方法。本发明可在单位面积布置更多的传感器，提高了测量精度，具有更好的抗电磁干扰性能，且大大减少通道数量，使测量装置结构更简单，节省了成本。

技术领域

本发明涉及传感器测量领域，具体涉及一种轮胎-路面三向力测量装置及其测量方法。

背景技术

轮胎-路面三向力的测量对研究轮胎的性能、轮胎对车辆的操纵稳定性、驾驶安全性的影响以及整体和零部件的使用寿命有重大意义，同时也是研究路面早期破坏，如裂缝、车辙、表面磨光等的重要依据，因此对其进行测量是非常有必要的。

现有的轮胎-路面三向力测量装置以单点布置或阵列布置三向力传感器的方式进行测量，其中阵列布置的精度更高，所采用的传感器以电磁类传感器为主，但电磁类传感器易受电磁干扰、抗腐蚀能力差等缺点在一定程度上影响了测量的准确性，特别的，电磁传感器受其体积的影响，在单位面积可布置数目有限，相应的测量数据点也有限，因此其测量结果的精度难以提高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种轮胎-路面三向力测量装置及其测量方法，可在单位面积布置更多的传感器，提高了测量精度，具有更好的抗电磁干扰性能，且大大减少通道数量，使测量装置结构更简单，节省了成本。

为实现上述目的，本发明所设计的轮胎-路面三向力测量装置，包括底板、通过固定连接件安装在所述底板上的接触板及安装在所述底板上的传感器阵列，所述传感器阵列包括阵列支架，所述阵列支架上安装有若干个光纤光栅传感器组，每个所述光纤光栅传感器组包括n个竖直平行排列的光纤光栅传感器，n为大于的整数，所述光纤光栅传感器包括底座、安装在所述底座上的内杆及安装在所述内杆上的直杆，所述光纤光栅传感器均通过所述底座固定安装在所述阵列支架上，所述传感器阵列还包括光纤光栅解调仪，所述光纤光栅传感器均与所述光纤光栅解调仪相连，所述光纤光栅传感器的直杆均穿过设在所述接触板上的通孔伸出所述接触板的上表面，所述通孔的直径大于所述直杆的直径。

优选地，所述光纤光栅传感器的所述内杆为镂空结构内杆，所述直杆为悬臂梁结构弹性体，所述直杆上沿直杆轴线方向粘贴有平行的第一光纤光栅和第二光纤光栅，所述第一光纤光栅和所述第二光纤光栅的顶端通过连接导线连接，所述第一光纤光栅的底端连有引入导线，所述第二光纤光栅的底端连有引出导线，所述内杆内部设有与所述内杆轴线方向平行的第三光纤光栅，所述第三光纤光栅的一端通过点胶固定在设在所述内杆上的点胶孔上，所述第三光纤光栅的另一端通过点胶固定在设在所述底座上的点胶孔上，，所述第三光纤光栅)从所述底座伸出。

优选地，所述光纤光栅传感器组中，n个所述光纤光栅传感器中位于首端的第一个所述光纤光栅传感器的所述第三光纤光栅与所述引入导线连接，第一个所述光纤光栅传感器的所述引出导线与与第一个所述光纤光栅传感器相邻的第二个所述光纤光栅传感器的引入导线连接，第二个所述光纤光栅传感器的引出导线与与第二个所述光纤光栅传感器相邻的第三个所述光纤光栅传感器的引入导线连接，以此类推，直至第n-个所述光纤光栅传感器的引出导线与第n个所述光纤光栅传感器的引入导线连接，第n个所述光纤光栅传感器的引出导线与所述光纤光栅解调仪连接，且第二个所述光纤光栅传感器、第三个所述光纤光栅传感器～第n个所述光纤光栅传感器的第三光纤光栅均与所述光纤光栅解调仪连接，

优选地，所述第三光纤光栅与所述内杆的内壁不接触。

优选地，所述第一光纤光栅、第二光纤光栅和第三光纤光栅的中心波长均不同。