[发明专利]用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备和测量方法

权利要求书

1.一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备，包括陀螺仪（4）、加速度计（6）、应变片（3）以及转速编码器（5），其特征在于：

陀螺仪（4）设置于房车靠近质心的位置，用于检测房车加速度信号；

加速度计（6）设置于房车的末端，用于检测房车加速度信号；

应变片（3）设置于牵引车（1）与拖挂式房车（2）之间挂钩受力处，用于检测牵引车（1）与拖挂式房车（2）之间的力信号；

测速编码器（5）设置于房车车轴上，用于检测房车车轴的角加速度信号；

所述应变片（3）所述陀螺仪（4）所述测速编码器（5）和加速度计（6）通讯连接所述采集仪（7）；所述采集仪（7）与远端计算机（8）通讯连接。

2.根据权利要求1所述的用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备，其特征在于，陀螺仪（4）内部有MEMS的加速度传感器、磁力计和角度传感器共同组成。

3.根据权利要求1所述的用于房车制动系统动态制动力矩的测量设备，其特征在于，应变片（3）为电阻应变片。

4.一种用于房车制动系统动态制动力矩的测量方法，其特征在于，

设定拖挂式房车（2）的质量m、拖挂式房车（2）的车轮半径r、拖挂式房车（2）的车轮转动惯量J；

当牵引车（1）开始制动时，房车的制动器会接收到牵引车（1）制动信号开，拖挂式房车（2）始制动；

对拖挂式房车（2）水平方向建立力的平衡关系，根据公式1计算出拖挂式房车（2）与地面间的制动力Fr：

，

其中m为拖挂式房车2的质量，a为拖挂式房车2的纵向减速度，F为牵引车1与拖挂式房车2之间的纵向作用力，Fr为地面给拖挂式房车2的制动力；

根据力矩均衡原理，对拖挂式房车（2）车轮中心点取矩，建立力矩平衡模型，根据公式2计算出拖挂式房车（2）的实时制动力矩T：

，其中J为拖挂式房车2车轮的转动惯量，r为拖挂式房车2车轮的半径，α为拖挂式房车2车轴角加速度，Fr为地面给拖挂式房车2的制动力，T为拖挂式房车2制动力矩；

根据公式（1）和（2）得出拖挂式房车（2）制动力矩的动态计算公式如下：

。

5.根据权利要求4所述的用于房车制动系统动态制动力矩的测量方法，其特征在于，当拖挂式房车2制动时，通过所述加速度计（6）和所述陀螺仪（4）精确测量房车水平方向的减速度a；

通过所述应变片（3）测量牵引车（1）与拖挂式房车（2）之间的纵向作用力F；

通过所述测速编码器（5）测量拖挂式房车（2）车轴角加速度α；

陀螺仪（4）和加速度计（6）将检测到的加速度信号输入到采集仪（7）；上述应变片（3）将检测到的牵引车（1）与拖挂式房车（2）之间的力信号输入到采集仪（7）；上述测速编码器5将检测到的角加速度信号输入到采集仪（7）；所述采集仪（7）可以采集、下载数据并且输出到计算机（8）里；所述计算机（8）可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，能够按照程序高速处理海量数据。

6.根据权利要求4所述的用于房车制动系统动态制动力矩的测量方法，其特征在于，电阻应变片（3）把各种力学量的信号转换为电量的信号，测速编码器（5）脉冲量是固定的，在轴旋转的时候，测速编码器（5）就会输出脉冲，计数器收到脉冲，根据轴转的角速度不同时，在单位时间内收到的脉冲总量是不一样的，根据脉冲量与实际转动的长度就可以算出真实的角速度以及角加速度。